Сопоставимость результатов оценки устойчивости линий подсолнечника к поражению фомозом при естественном и искусственном заражении

Научная статья УДК 633.854.78

Введение. Подсолнечник – основная масличная культура в Российской Федерации и во многих странах мира и одна из самых рентабельных сельскохозяйственных, площадь посевов которой в Краснодарском крае ежегодно расширяется [1]. При этом доля производства отечественных семян в 2024 г. достигла 44 %, тогда как в 2021 г. составляла 23 % [2]. Одной из причин недобора урожая растениеводческой продукции в различных регионах являются грибные патогены, в эпифитотийные годы потери возрастают до 20–30 % [3]. Фитопатогенные фомоидные виды рода Diaporthe – возбудители фомопсиса ( D. helianthi , D. gulyae , D. phaseolorum. , D. eres и др.), и вид Plenodomus lindquistii – возбудитель фо-моза, вызывают болезни подсолнечника и широко распространены во многих странах мира, где возделывают эту культуру [4–6]. P. lindquistii (Frezzi) Gruyter, Aveskamp & Verkley с анаморфной стадией Phoma macdonaldii Boerema вызывает чёрную стеблевую пятнистость у подсолнечника. Этот возбудитель входит в список карантинных объектов в Австралии и Китае [7–8].

На территории Российской Федерации черная стеблевая пятнистость подсолнечника распространена в Центрально-Чернозёмном [9], Поволжском [10–11] и СевероКавказском регионах [12].

На протяжении более двух десятилетий сотрудниками лаборатории иммунитета ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК им. В.С. Пусто- войта проводится мониторинг болезней на посевах подсолнечника. По нашим наблюдениям, фомоз был одним из доминирующих видов в комплексе патогенов подсолнечника, встречался ежегодно [13–14]. В агрофитоценозе подсолнечника возбудитель фомоза P. lindquistii – гриб с некро-трофным типом питания, на протяжении всего онтогенеза способен поражать все вегетативные и генеративные органы растения (корень, лист, стебель, корзинка) [15]. В связи с поражением подсолнечника черной стеблевой пятнистостью актуально выделить источники устойчивости к возбудителю этой болезни.

Цель исследования – сравнить степень поражения фомозом линейного материала подсолнечника при естественном и искусственном заражении.

Материалы и методы. Исследования проводили в условиях поля и в фито-тронно-тепличном комплексе (ФТК) ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Полевые опыты закладывали в зоне неустойчивого увлажнения на черноземе выщелоченном малогумусном сверхмощном тяжелосуглинистом (г. Краснодар, х. Октябрьский). Материалом служили 11 константных родительских линий подсолнечника (ВК 595, ВК 303, ВК 595-1, Л 665, Л 687, Л 696, Л 700, Л 642-15, Л 634-15, Л 645-15, Л 622-15), имеющих хозяйственно ценные признаки для селекции. Семена изучаемых линий подсолнечника высевали селекционной пневматической сеялкой кассетного типа «Hege 95» с густотой стояния растений 60 тысяч на 1 гектар, ширина междурядий 70 см. Повторность опыта двукратная, площадь опытного участка 154 м². В течение трех лет (2022–2024 гг.) проводили наблюдения за поражённостью фомозом в период цветение ‒ созревание линий подсолнечника. Степень поражения растений подсолнечника анализировали визуально в соответствии с 5балльной шкалой, разработанной для фо-мопсиса Орловой С.Н. и Антоновой Т.С. (2001 г.): 0 ‒ отсутствие симптомов болезни; 1 ‒ некроз листового черешка с переходом на стебель 1‒2 см; 2 ‒ некроз на стебле (длина до 5 см); 3 ‒ некроз на стебле (длина до 10 см); 4 ‒ кольцевой некроз на стебле длиной более 15 см (рис. 1) [16].

Рисунок 1 – Степень поражения стеблей подсолнечника фомозом на естественном фоне в условиях поля (ориг.)

Fig. 1 – Degree of affection of sunflower with Phoma black stem in natural field conditions (orig.)

В вегетационном опыте на искусственном фоне заражения была проведена оценка данных константных линий подсолнечника на устойчивость к фомозу. Для этого семена линейного материала подсолнечника были высеяны в короба, набитые почвой и песком в соотношении 3 : 1, растения культивировали при температуре 25–30 °С (16-часовой фотопериод), полив осуществляли ежедневно при высыхании верхнего слоя почвы. Для искусственного заражения использовали агаровые сегменты размером 10 мм, высеченные стерильным скальпелем из 14-дневной колонии чистой культуры гриба. В пазуху черешка первой пары настоящих листьев подсолнечника (без травмирования) помещали агаровые сегменты с пикнидами анаморфной стадии возбудителя фомоза P. lindquistii . В контрольных вариантах имитировали заражение тех же линий прикладыванием агаровых блоков, высеченных из чистой питательной среды – овсяный агар (ОА). Участок инокуляции покрывали влажной ватой, сверху фольгой, для меньшего испарения влаги. На 30-й день после инокуляции грибом инфицированные растения дифференцировали согласно разработанной нами пятибалльной шкале: 0 – нет некроза на стебле, зеленый лист; 1 – некроз на стебле до 0,3 см, лист засох, но остается на стебле; 2 – некроз на стебле (длина до 1 см); 3 – некроз на стебле до 2 см, кольцевой некроз; 4 – некроз на стебле более 2 см и иногда его перелом (рис. 2).

Рисунок 2 – Степень поражения стеблей подсолнечника фомозом при инфицировании растений в условиях теплицы (ориг.), 2019 г.

Fig. 2 – Degree of affection of sunflower with Phoma black stem during plant infection in greenhouse conditions (orig.), 2019

Распространенность и развитие патогена определяли по общеизвестным формулам [17].

Результаты и обсуждение. Анализ результатов ежегодного мониторинга в течение трех лет (2022–2024 гг.) на естественном фоне поражения растений подсолнечника возбудителем фомоза P. lindquistii показал, что частичной полевой устойчивостью к патогену обладали следующие родительские линии подсолнечника: ВК 595, ВК 595-1, Л 696 и Л 645-15, распространенность и развитие в 2022 относительно благоприятном для фомоза году составили 3,6–6,6 % и 1,5–2,3 %, тогда как в 2023 г. отмечено 0–2,5 % и 0– 0,7 %, а в 2024 г. – 1,6–4,8 % и 0,4–1,2 % соответственно (табл. 1). В первый полевой сезон 2022 г. наибольшей восприимчивостью к фомозу отличались две линии подсолнечника – Л 687 и Л 700 (Р – 32,9 % и 33,8 %; R – 15,8 % и 18,9 %), в два засушливых года (2023–2024 гг.) распространенность составила 7,5–7,8 % и 15,3– 14,0 %, а развитие 2,1–2,0 % и 3,8–3,6 %, что в 2,2–4,4 и 4,2–9,5 раза меньше по сравнению с благоприятным годом.

Таблица 1

Поражение линий подсолнечника фомозом в полевых условиях

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, х. Октябрьский, 2022–2024 гг.

Table 1

The affection of sunflower lines by Phoma black stem in field conditions

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, vil. Oktyabrsky, 2022–2024

Линия	Пораженность фомозом стебля, %
	2022 г.		2023 г.		2024 г.
	P*	R**	P	R	P	R
ВК 595	6,1	2,3	2,5	0,7	4,8	1,2
ВК 303	19,4	10,8	1,6	0,4	8,6	2,2
ВК 595-1	5,0	1,8	0	0	2,4	0,6
Л 665	22,1	12,2	2,4	0,6	11,1	2,8
Л 687	32,9	15,8	7,5	2,1	15,3	3,8
Л 696	6,6	1,8	0	0	1,6	0,4
Л 700	33,8	18,9	7,8	2,0	14,0	3,6
Л 642-15	25,6	17,8	2,3	0,6	11,8	2,9
Л 634-15	18,7	10,7	0	0	3,4	0,9
Л 645-15	3,6	1,5	1,5	0,4	1,7	0,4
Л 622-15	23,5	15,1	1,5	0,4	4,3	1,1

Примечание: * ‒ распространенность, ** ‒ степень поражения

По результатам фитопатологических учетов в течение трех лет (2022–2024 гг.) в условиях поля установлено, что отличия в пораженности линий фомозом можно выявить в период цветение – созревание подсолнечника, однако они в сильной степени зависят от складывающихся погодных условий.

В условиях теплицы, используя метод прикладывания в пазуху черешка листа сегмента питательной среды ОА (овсяный агар), высеченной из чистой культуры P. lindquistii, протестировано 11 родительских линий подсолнечника (рис. 3). Вегетационные опыты проводили в условиях, благоприятных для развития болезни, поэтому показатели распространенности и развития значительно выше в сравнении с полевыми значениями на естественном фоне поражения.

Рисунок 3 – Распространенность и развитие фомоза на линиях подсолнечника на 30-й день после инфицирования в условиях теплицы (ориг.), 2022–2023 гг.

Fig. 3 – Occurrence and development of Phoma black stem on sunflower lines on the 30^th day after infection in greenhouse conditions (orig.), 2022–2023

По интенсивности проявления типичных симптомов фомоза на стеблях линий подсолнечника сформированы группы с различной степенью устойчивости: устойчивые (1), среднеустойчивые (2), восприимчивые (3) и сильновосприимчивые (4) (табл. 2).

Дифференциация по стеблевой устойчивости к фомозу из изучаемого материала не выявила устойчивых образцов, но позволила выделить две сильно восприимчивые линии Л 687 и Л 700. У растений подсолнечника отмечена 100 % пораженность, интенсивность проявления составила 76,1 % и 77,2 % (в основном 4 балла по 5-балльной шкале оценки). Линии ВК 595, ВК 303, Л 665, Л 642-15, Л 634-15, Л 622-15 отнесены в группу восприимчивых, где развитие варьирует в диапазоне 55,5– 69,8 %, распространенность составила 67,8–95,0 %, преобладает 3-й балл поражения. Линии подсолнечника ВК 595-1, Л 696 и Л 645-15 отнесены к среднеустойчивой группе, показатели распространенности и развития болезни находятся в пределах значений 50,0–68,0 % и 27,9– 45,6 %, длина некротического пятна достигает 4– 10 мм.

Таблица 2

Иммунологическая характеристика линий подсолнечника при инфицировании Plenodomus lindquistii в условиях теплицы

Table 2

Immunological characteristics of sunflower lines during infection with Plenodomus lindquistii in greenhouse conditions

Степень устойчивости	Размер пятна на стебле (30-й день после инокулирования), мм	Линейный материал
1 (устойчивый)	0–3	‒
2 (среднеустойчивый)	4–10	ВК 595-1; Л 696; Л 645-15
3 (восприимчивый)	11–20 и образование некроза вокруг стебля	ВК-595; ВК-303; Л 665; Л 642-15; Л 63415; Л 622-15
4 (сильно восприимчивый)	21 и более	Л 700; Л 687

Таким образом, из оцениваемого материала подсолнечника в условиях поля и теплицы удалось дифференцировать три стабильно среднеустойчивые линии (ВК 595-1, Л 696, Л 645-15), четыре восприимчивые линии (ВК 303, Л 665, Л 642-15, Л 634-15, Л 622-15) и две сильно восприимчивые Л 687 и Л 700. Линия ВК-595, стабильно проявлявшая полевую устойчивость в течение трех лет (2022–2024 гг.), при искусственном заражении в условиях теплицы была поражена выше 50 % и отнесена к восприимчивой группе. Возможно, что её полевая устойчивость связана с наличием естественных климатических факторов, без которых иммунитет растений этого генотипа сильно ослабевает.

Заключение. Установлено, что при сравнительном анализе пораженности изученных линий подсолнечника на естественном (поле) и искусственном (теплица) фоне заражения возбудителем фомоза P. lindquistii полученные данные показали сопоставимость реакции изученных генотипов, исключение составляет линия ВК 595. На основании проведенных исследований можно утверждать, что вегетационный опыт за короткий период времени позволит дифференцировать линии подсолнечника по степени устойчивости к фомозу, выбраковать восприимчивый и выявить перспективный материал для дальнейшей селекции подсолнечника.