Сравнительный анализ и исследование мучнистой росы на образцах культурного ячменя (Hordeum vulgare L.)

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 633.11                                         

Ячмень ( Hordeum vulgare L.) относится к роду Hordeum семейства злаковых ( Poaceae ) и включает 40 видов однолетних сельскохозяйственных растений. Ячмень является культурой с широким спектром использования. В зерне ячменя содержится 65–68% углеводов, 7–18% белка, 2,1% жиров и 3–5% целлюлозы. В пищевой промышленности из ячменного зерна производят перловую и ячневую крупу, а в некоторых тропических и субтропических странах из его муки пекут хлеб. Однако из-за низкого содержания глютена ячменный хлеб быстро крошится и портится. Зерно ячменя также является ценным кормом для свиней и лошадей (1 кг зерна содержит 1,2 кормовые единицы). Кроме того, зелёная масса ячменя широко используется в животноводстве [1].

В ряде стран ячмень используется как в домашних условиях, так и на заводах для пивоварения. В пивоваренной промышленности чаще применяют двухрядный ячмень. Этот вид ячменя обладает мягким, гладким, мучнистым эндоспермом и богатым содержанием углеводов, что делает его более пригодным для проращивания. Однако сорта ячменя, используемые для этой цели, в основном выращиваются в районах с мягким климатом и достаточным количеством летних осадков. Только в таких районах произрастают сорта ячменя, пригодные для пивоварения [1].

Ячмень считается одной из важнейших зерновых культур в мире. По площади посева и сбора урожая она занимает важное место среди зерновых культур как в нашей стране, так и в мировом хозяйстве. Широкое применение ячменя в мире объясняется не только его богатым биохимическим составом, но и рядом экономических и биологических характеристик, которые выделяют ячмень среди других зерновых культур и обеспечивают ему широкие посевные площади [2].

Ячмень — дневное растение и для его развития требуется постоянное освещение. Поэтому в северных регионах вегетационный период ячменя короче, чем в южных районах. Хотя ячмень чувствителен к изменениям климатических условий, он, как и другие зерновые культуры, в значительной степени подвержен воздействию патогенов.

Анализ возбудителя. Мучнистая роса ( Blumeria graminis DC. f. sp. hordei Marchal) является довольно вредоносным заболеванием, которое встречается на всех территориях, где выращиваются зерновые культуры, и может поражать растения на всех стадиях их развития [3-5].

Влияние заболевания на урожайность составляет 8-20%. В сортах, выращиваемых в зимних и летних регионах, болезнь более вредоносна из-за накопления и распространения инфекции [6].

Средняя температура воздуха 16-25°C и относительная влажность 96-99% считаются благоприятными условиями для возникновения мучнистой росы [7].

Мучнистая роса — очень распространенное заболевание зерновых культур, которое может нанести серьезный ущерб растению. Встречается в основном во влажных регионах. Болезнь может поражать все надземные органы — листья, листовые ткани, стебли и даже листья колоса в периоды интенсивного роста. Одним из основных факторов, ограничивающих ущерб, наносимый мучнистой росой, является устойчивость растения. Селекция устойчивых генотипов растения является радикальной и к тому же экологически безопасным и недорогим способом борьбы с болезнью [8].

Согласно классификации, возбудитель болезни Erysiphe graminis DC является представителем отдела Ascomycota , класса Leotiomycetes , порядка Erysiphales , семейства Erysiphaceae, рода Erysiphe . Относится к отряду Erysiphales . Большинство зерновых и диких травянистых растений подвержены заболеванию мучнистой росой. Наиболее часто поражаются листья нижнего яруса, а при массовом распространении также стебель, листья верхнего яруса и ости. На нижней стороне листьев сначала образуется беловатый мицелиальный слой гриба, а затем появляются слегка сероватые чешуйчатые пятна, называемые конидиями. Постепенно эти пятна уплотняются и темнеют, образуя войлочнообразный налет, на котором начинают разрастаться плодовые тела гриба — клейстокарпы [9].

Форма клейстокарпия округлая, поверхность покрыта небольшими выступами. На начальном этапе он имеет коричневый цвет, затем становится черным. Размер клейстокарпия составляет 130–180 мкм. Клейстокарпы содержат несколько мешочков, в каждом из которых находится 4–8 бесцветных эллиптических спор. Размер этого мешочка со спорами составляет 20-23×11-13 мкм. Осенью клейстокарпы лопаются, высвобождая мешочки и мешковидные споры, которые распространяются вокруг и заражают остатки растений. Здесь снова начинается стадия конидий гриба, и молодые ростки озимой пшеницы снова заражаются конидиями.

В целом, в течение вегетационного периода зерновых культур конидии, заражающие их мучнистой росой, дают несколько поколений, начиная с осени и до конца вегетационного периода. Они распространяются преимущественно с помощью ветра, переходя от одного растения к другому. Поражение растений мучнистой росой интенсивнее всего протекает при относительной влажности воздуха 60–100% и температуре 0–20°С. При температуре воздуха выше 30°С развитие грибка замедляется [10].

Влажная погода в летние месяцы способствует широкому распространению мучнистой росы. Эпифитотия (массовое распространение) мучнистой росы в Азербайджане наблюдается крайне редко.

Материалы и методы

Оценка заболеваемости мучнистой росой проводилась в апреле и мае 2023 года на 70 образцах культурного ячменя, использованных в качестве объекта исследования. Изучение хозяйственно-ценных признаков и фенологические наблюдения выполнялись по общепринятой методике [11].

Исследуемые образцы были отобраны из Генбанка Института генетических ресурсов и высеяны на полях Научно-экспериментальной базы института в ноябре 2022 года. Посадка проводилась рандомизированным способом с трехкратной повторностью. Все растения были осмотрены и степень поражения мучнистой росой оценивалась по международному дескриптору в диапазоне от 1 до 10 баллов.

Результаты и обсуждение

Степень поражения растений мучнистой росой определялась на основе многократных наблюдений, проведенных в различных популяциях ячменя. Полученные результаты представлены в Таблице.

Таблица

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ПОРАЖЕНИЯ МУЧНИСТОЙ РОСОЙ

70 ОБРАЗЦОВ КУЛЬТУРНОГО ЯЧМЕНЯ ( Hordeum vulgare var. nutans)

№ п/п	Название и номер образца	Степень поражения	№ п/п	Название и номер образца	Степень поражения
1	St. Карабах 7	1	36	HO(i)20 H.vul.Netherland	3
2	TYB-132, H.vul.nut.Az	7	37	AG594 H.vul.Germany	2
3	TYB-111/2 H.vul.nut.Az	6	38	AG590 H.vul.Kazakhstan	8
4	TYB-129/3 H.vul.nut.Az	4	39	AG595 H.vul.Kazakhstan	8
5	TYB-126/2 H.vul.nut.Az	3	40	AG598 H.vul.Czech Rep.	7
6	TYB-7412 H.vul.nut.Az	6	41	HO(i)29 H.vul.Netherland	3
7	TYB-29171 H.vul.nut.Az	4	42	HO(i)30 H.vul.Russian	3
8	TYB-140/2 H.vul.nut.Az	4	43	HO(i)35 H.vul.Ukraine	7
9	TYB-148 H.vul.nut.Az	4	44	AG593 H.vul.Turkey	7
10	TYB-133 H.vul.nut.Az	6	45	HO(i)43 H.vul.France	9
11	TYB-149/2 H.vul.nut.Az	9	46	AG587 H.vul.Georgia	2
12	AG2631H.disticnon.nut.Az	3	47	HO(i)42 H.vul.Mexico	7
13	AG2630H.disticnon.nut.Az	4	48	HO(i)48 H.vul.UK	6
14	AG2635 H.vul.nut.Az	5	49	AG586 H.vul.Kazakhstan	9
15	AG2637 H.vul.nut.Az	9	50	HO(i)27 H.vul.Sweden	7

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 11. №3 2025

№ п/п	Название и номер образца	Степень поражения	№ п/п	Название и номер образца	Степень поражения
16	AG2640 H.vul.nut.Az	7	51	TYB26217 H.vul.France	9
17	AG2634 H.vul.nut.Az	9	52	HO(i)12 H.vul.Russian	7
18	AG2638 H.vul.nut.Az	7	53	HO(i)1 H.vul.Denmark	7
19	AG2632 H.vul.nut.Az	4	54	HO(i)13 H.vul.Germany	6
20	AG2641 H.vul.nut.Az	1	55	TYB27470 H.vul.Polland	2
21	AG2639 H.vul.nut.Az	2	56	TYB27458 H.vul.France	4
22	AG2633 H.vul.nut.Az	4	57	TYB29229 H.vul.Hungary	2
23	AG1586 H.vul.nut.Az	4	58	HO(i)2 H.vul.UK	7
24	AG1561 H.vul.nut.Az	7	59	HO(i)4 H.vul.Russian	6
25	AG1587 H.vul.nut.Az	3	60	HO(i)23 H.vul.UK	6
26	AG1543 H.vul.nut.Az	3	61	TYB29097 H.vul.Bulgary	6
27	AG1537 H.vul.nut.Az	4	62	TYB25956 H.vul.Sweden	7
28	AG1535 H.vul.nut.Az	6	63	HO(i)25 H.vul.Russian	6
29	AG1533 H.vul.nut.Az	3	64	HO(i)10 H.vul.Russian	2
30	AG1530 H.vul.nut.Az	7	65	AG596 H.vul.Turkey	2
31	AG1527 H.vul.nut.Az	3	66	Nutans (Sato)	6
32	AG1517 H.vul.nut.Az	3	67	Nutans (Fitotron)	3
33	AG1513 H.vul.nut.Az	2	68	N46 yerli	3
34	AG1512 H.vul.nut.Az	3	69	Nutans yerli 21	3
35	HO(i)16 H.vul.nut.Rus	3	70	Saray N49	3

Рисунок. Оценка образцов ячменя, пораженных мучнистой росой, по степени тяжести заболевания

Как видно из Рисунка, из 70 образцов культурного ячменя, выращенных в хозяйстве ИГР в 2023 г, только у 6 наблюдалась острая форма заболевания.

Среди этих образцов, представленных в Таблице есть, как иностранные, так и местные сорта. Кроме того, 10 из наблюдаемых образцов ячменя показали заболевание 6 степени, а 14 — 7 степени, таким образом, в общей сложности 32 образца показали восприимчивость к этому заболеванию. Однако в общей сложности 38 образцов показали устойчивость к заболеванию, что свидетельствует о легких симптомах. Среди них особого внимания заслуживают сорта Карабах 7 азербайджанского происхождения и AG2641 Nutans. Кроме того, образцы Nutans под номерами AG2639, AG1513, AG594, AG587, TYB27470, TYB29229, HO(i)10, AG596, а также еще 16 местных и иностранных образцов ячменя продемонстрировали высокую устойчивость к заболеванию.

Рекомендуется использовать эти образцы в качестве исходного материала для дальнейшего создания новых сортов и коллекций на основе признаков устойчивости к болезням.