Устойчивость горчицы черной к фузариозному увяданию в условиях центральной зоны Краснодарского края

Введение. Горчица черная ( Brassica nigra (L.) W.D.J. Koch) является однолетним травянистым растением из семейства Brassicaceae, возделывается преимущественно в регионах Азии, Африки, субтропических регионах Европы, а также Северной Америке [1; 2]. В последнее время возрастает интерес к этой культуре в Российской Федерации в виду ценного биохимического состава ее семян, в том числе высокого содержания в них эфирного масла (более 1,0 %) в сравнении с горчицей сарептской (0,6–0,7 %) [3; 4; 5]. Семена горчицы черной широко используют в качестве пищевой приправы, и, кроме этого, в зарубежных исследованиях показан антипролиферативный эффект экстракта семян против клеток рака легких человека [6].

Горчица черная, как и другие масличные культуры семейства Капустные, в течение вегетации может поражаться разными болезнями, которые негативно влияют на урожай [7]. Одной из самых опасных болезней для культуры является фузариоз. Заражение возбудителями болезни, грибами Fusarium spp., происходит через корневую систему, в результате этого у молодых растений горчицы черной развивается корневая гниль [8], а у взрослых происходит закупорка проводящих пучков в стебле, что вызывает преждевременное высыхание растений, снижение количественных и качественных показателей урожая семян [9; 10; 11].

Экономически выгодным и экологически безопасным способом защиты растений от болезней является возделывание устойчивых к болезням сортов. Важное звено в селекционном процессе – оценка материала на устойчивость к болезням. Учеными в разных странах проводится поиск устойчивого к фузариозному увяданию селекционного материала сельскохозяйственных культур. Так, например, при проведении оценки овощных капустных культур на устойчивость к болезни в 114

Швейцарии учеными были выделены гены устойчивости к фузариозному увяданию для использования их в селекционном процессе [12]. В России, в Липецкой области, в результате оценки поражения рапса ярового фузариозом на искусственном инфекционном фоне выделены слабовосприимчивые к болезни образцы, которые могут являться перспективными источниками устойчивости к фузариозному увяданию [13].

Однако в отношении горчицы черной в доступной литературе не обнаружено информации о проведении исследований по изучению устойчивости этой культуры к болезни, поэтому целью работы являлась оценка нового селекционного материала горчицы черной на устойчивость к фуза-риозному увяданию в условиях центральной зоны Краснодарского края.

Материалы и методы. Исследования проводили в полевых условиях ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК на естественном инфекционном фоне в 2020–2022 гг. Каждый год было обследовано по 66 образцов культуры. Учет поражения образцов горчицы черной фузариозом проводили в фазы 2–4 настоящих листа, учитывая растения горчицы с симптомами фузари-озной корневой гнили, и желто-зеленого стручка, когда учитывали растения, пораженные фузариозом в форме трахео-микозного увядания. По данным учетов рассчитывали основные показатели болезни: распространенность и развитие.

Распространенность фузариоза определяли по общепринятой формуле [14]:

n

P = - 100 %,

где P – распространенность болезни, %;

n – количество больных растений в пробе, шт.;

N – общее количество учетных растений в пробе, шт.

Распространенность болезни подразделяли на низкую, среднюю и высокую:

• -    низкая – поражено до 10,0 % растений на образце;

• -    средняя – поражено 10,1–50,0 % растений на образце;

• -    высокая – поражено 50,1 % растений на образце и более.

Интенсивность поражения взрослых растений горчицы черной фузариозом определяли по шкале:

• 0    баллов – здоровое растение;

• 1    балл – высыхают, меняют цвет на светло-желтый 1–2 ветви, стручки сформированы;

• 2    балла – высыхают, меняют цвет на светло-желтый 3–4 ветви, стручки сформированы;

• 3    балла – растение полностью желтого цвета, отсутствуют некоторые боковые ветви, стручки сформированы, но небольшого размера;

• 4    балла – растение полностью желтого цвета, отсутствуют боковые ветви и стручки на центральной кисти.

Развитие фузариоза вычисляли по общепринятой формуле [14]:

R = *^1 100 %,

Япк)

где R – развитие болезни, %;

Σ(a × b) – сумма произведений числа пораженных растений (а) на соответствующий им балл поражения (b);

N – общее количество учетных растений (здоровых и больных) в пробе;

k – высший балл поражения.

Развитие болезни разделяли на низкое, слабое, среднее и сильное:

• - низкое – до 10,0 %;

• - слабое – 10,1–30,0 %;

• - среднее – 30,1–60,0 %;

• - сильное – 60,1 % и выше.

В фазе желто-зеленого стручка при проведении основного учета поражения горчицы черной фузариозом осуществляли оценку селекционного материала культуры на устойчивость к болезни в форме трахеомикозного (фузариозного) увядания с применением разработанной нами 10-балльной шкалы по степени поражения образца: от 0 до 9 баллов [15]. Используя эту шкалу, все селекционные образцы горчицы черной подразделяли по степени устойчивости к болезни на следующие группы:

• 0 баллов – иммунные;

• 1–2 балла – устойчивые;

• 3–4 балла – слабо устойчивые;

• 5–6 баллов – слабо восприимчивые;

• 7–9 баллов – восприимчивые.

В лабораторных условиях фитоэкспертизу пораженных частей растений горчицы черной проводили по общепринятым методикам [15]. Возбудителей болезней идентифицировали с использованием микроскопа Motic ВА300, увеличение 400х.

Результаты и обсуждение . Первые признаки фузариоза на горчице черной появлялись в фазе 2–4 настоящих листа в виде корневой гнили. На корневой шейке растений образовывалась темная перетяжка, листья и точка роста увядали, растения погибали (рис. 1 а).

При заражении горчицы черной патогенами в фазе цветения симптомы болезни проявлялись в фазе зеленого стручка. В зависимости от степени поражения это выражалось в виде высыхания отдельных ветвей растений с преждевременным созреванием семян в стручке, либо отсутствия боковых ветвей и стручков на центральной кисти, а также общего усыхания растений (рис. 1 б).

а

б

Рисунок 1 – Симптомы фузариоза (возбудители грибы рода Fusarium Link.) на горчице черной (ориг.): а) корневая гниль (фаза 2–4 настоящих листьев); б) трахеомикозное увядание (проявление в фазе зеленого стручка)

Первый учет поражения горчицы черной в фазе 2–4 настоящих листа показал, 115

что распространенность фузариозной корневой гнили в годы исследований была низкой и не превысила 10,0 % (табл. 1). Однако степень поражения всех больных растений была высокой, что привело к их гибели в течение 1–2 суток.

Таблица 1

Пораженность селекционных образцов горчицы черной фузариозной корневой гнилью в фазе 2-4 настоящих листа

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2020–2022 гг.

Год	Распространенность болезни*, %	Количество погибших растений, %
2020	6,7 (5,0-10,0)	100
2021	3,3 (0-5,0)	100
2022	8,3 (5,0-10,0)	100

* – среднее значение (диапазон значений)

Следующей критической фазой развития растений горчицы черной для поражения фузариозным увяданием являлась фаза цветения с проявлением внешних симптомов болезни в фазе желтозеленого стручка. Установлено, что в течение трех лет исследований распространенность болезни при учете в этой фазе варьировала от низкой до высокой и составила 15,0–60,5 %, развитие болезни – от низкого до среднего (7,8–38,7 %) (табл. 2).

Таблица 2

Распространенность (P, %) и развитие (R, %) фузариозногоувядания на селекционных образцах горчицы черной в фазе желто-зеленого стручка

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2020–2022 гг.

Год	P*, %	R*, %
2020	38,5 (15,0–60,5)	25,6 (7,8–41,0)
2021	27,5 (5,0–42,5)	13,3 (1,7–22,2)
2022	39,3 (10,0–60,0)	23,4 (2,5–38,7)

– среднее значение (диапазон значений)

В результате проведенной оценки селекционных образцов горчицы черной на устойчивость к фузариозному увяданию в полевых условиях во все годы исследований иммунные к болезни образцы не выявлены. Все образцы в той или иной степени были поражены фузариозом в виде трахеомикозного увядания растений (табл. 3).

Таблица 3

Количество селекционных образцов горчицы черной с разной степенью устойчивости к фузариозному увяданию

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2020–2022 гг.

Год	Количество образцов (%) с разной степенью устойчивости
	иммунные	устойчивые	слабо устойчивые	слабо восприимчивые	восприимчивые
2020	0	25	60	13	2
2021	0	70	13	17	0
2022	0	57	29	14	0

В 2020 г. в незначительном количестве (2 %) выявлены восприимчивые к болезни образцы горчицы черной. Устойчивыми являлись лишь 25 % образцов культуры. Более половины образцов горчицы черной проявили слабую устойчивость к поражению болезнью (60 %), а небольшое количество образцов (13 %) показали себя слабо восприимчивыми к фузариозному увяданию.

В 2021–2022 гг. устойчивыми была большая часть образцов культуры – 70 и 57 % соответственно, остальные проявили слабую устойчивость и слабую восприимчивость в равной степени: 13 и 17 % соответственно в 2021 г. и 29 и 14 % соответственно в 2022 г.

Таким образом, в 2020–2022 гг. устойчивость к фузариозному увяданию проявили от 25 до 70 % образцов горчицы черной. Из их числа отобрано 10 образцов культуры, имевших в течение всех лет исследований стабильную устойчивость к фузариозному увяданию на разном уровне естественного инфекционного фона болезни.

Заключение. В результате проведенной оценки селекционного материала горчицы черной на устойчивость к фуза-риозному увяданию не выявлены образцы, иммунные к болезни. Выделено 10 образцов культуры, проявивших на среднем и высоком естественном инфекционном фоне болезни устойчивость в течение трех лет, что позволяет рекомендовать их для использования в селекционной работе по созданию новых устойчивых к поражению болезнями сортов горчицы черной.