Влияние ALS-ингибиторов на клубеньки заразихи у гербицидоустойчивых линий подсолнечника

Введение. Имидазолиноновые гербициды уничтожают растение-паразит заразиху Oro-banche cumana Wallr. при послевсходовой обработке гербицидоустойчивых растений подсолнечника [1, 2]. Дикорастущая популяция Helianthus annuus L., обладающая устойчивостью к имазетапиру, была впервые обнаружена на соевом поле в Канзасе, США [3]. Интрогрессия генов гербицидоустойчиво-сти из этой популяции в культурный подсолнечник была проведена успешно и завершилась получением линий-доноров [4], которые были использованы в создании imi-устойчивых селекционных линий ВНИИМК [5]. Устойчивость к имидазолинонам является моногенным ( Imr ) неполно доминирующим признаком [5] с влиянием гена-модификатора [6]. Использование химического метода контроля над заразихой на основе выращивания imi-устойчивых гибридов подсолнечника в рамках производственной системы Cliarfield рассматривается как актуальное направление в борьбе с новыми вирулентными расами этого паразита в разных странах [7; 8; 9].

С другой стороны, у дикорастущих видов [10], а также у культурного подсолнечника с использованием химического мутагенеза [11] были найдены генотипы, обладающие устойчивостью к другой группе ALS-ингибирующих гербицидов – сульфонилмочевинам (трибену-рон-метил). Как и в случае с имидазолинона-ми, доказано негативное влияние сульфонил-мочевин на развитие заразихи на корнях гербицидоустойчивых растений подсолнечника при послевсходовой обработке [11].

В связи с появлением в последние годы новой вирулентной расы заразихи на полях подсолнечника в Ростовской области, преодолевающей генетический барьер устойчивости к этому паразиту [12], представлялось важным провести сравнительное изучение действия имидазолинонов и сульфонилмочевин на новую вирулентную популяцию заразихи.

Материалы и методы. В эксперименте использовали американские линии-доноры подсолнечника: имидазолиноноустойчивую RHA 426 ( ImrImr ) и сульфонилмочевиноустойчивую SURES-B ( SurSur ). Семена заразихи, собранные на посеве гибрида подсолнечника Махаон в Та-цинском районе Ростовской области в 2009 г., были предоставлены сотрудниками лаборатории иммунитета и электрофореза ВНИИМК.

Опыт проводили в теплице в июне-июле 2010 г. при естественном освещении. В 40 пластиковых сосудах объёмом 1 л с почвеннопесчаной смесью (2:1) выращивали растения линий RHA 426 и SURES-B по 20 сосудов на линию, одно растение в сосуде. Почвеннопесчаная смесь была искусственно инфицирована семенами заразихи из расчёта 0,5 г семян на 1 кг смеси.

На стадии 3-х пар настоящих листьев (V6) 10 растений каждой линии RHA 426 и SURES-B были обработаны гербицидами с помощью ручного опрыскивателя в дозе 1х: Евро-Лайтнинг (имазамокс + имазапир), 3 мл/л, и Гранстар (трибенурон-метил), 0,125 г/л соответственно. Десять растений каждой линии оставлены без обработки в качестве контроля. Через 10 дней была проведена оценка влияния гербицида на заразиху, для чего все растения подсолнечника были выкопаны и отмыты в воде для подсчёта клубеньков заразихи на корнях. Измеряли также размер клубеньков и описывали их окраску.

Клубеньки заразихи (включая развивающиеся из них молодые побеги) на корнях подсолнечника были визуально классифицированы по окраске и витальности: жёлтые – жизнеспособные; потемневшие – с начальными стадиями отмирания тканей; и чёрные некротические – погибшие клубеньки.

Результаты и обсуждение. Все контрольные растения подсолнечника обеих изучаемых линий были поражены заразихой, т.е. их пора-жаемость составила 100 %. С другой стороны, все обработанные гербицидами растения обладали полной устойчивостью к соответствующему ALS-ингибитору. Следовательно, используемые в эксперименте линии подсолнечника были одновременно заразиховосприимчивыми и гербицидоустойчивыми.

Степень поражения заразихой растений линии RHA 426 в контроле составила 15 жёлтых клубеньков на растение (табл. 1), что соответствует 43 % от общего количества клубеньков на корнях (рис. 1). При этом на одно растение приходилось в среднем 3 явно погибших некротических клубенька (табл. 1), или 9 % от их общего количества (рис. 2). Жёлтые клубеньки были в 2,5 раза крупнее некротических (табл. 2).

Таблица 1 – Среднее число клубеньков заразихи на одном растении подсолнечника линии RHA 426 при обработке

Евро-Лайтнингом

Краснодар, ЦЭБ ВНИИМК, 2010 г.

Вариант опыта	Число клубеньков, шт./растение
	жёлтые	потемневшие	некротические
Контроль	15	17	3
Евро-Лайтнинг	0	11	40
Δ	-15	-6	37*

НСР 05      -         14         7

Примечание: Δ – разность между значением в обработке и контроле;

* – различия достоверны, р < 0,05

Таблица 2 – Размер клубеньков заразихи на растениях линии RHA 426 при обработке Евро-Лайтнингом

Краснодар, ЦЭБ ВНИИМК, 2010 г.

Вариант опыта	Размер клубеньков, мм
	жёлтые	потемневшие	некротические
Контроль	5,3	2,8	2,1
Евро-Лайтнинг	-	1,7	2,5
Δ	-	-1,1*	0,4

НСР 05      -         0,5          1,0

Примечание: Δ – разность между значением в обработке и контроле;

* – различия достоверны, р < 0

Действие Евро-Лайтнинга привело к полному отсутствию на корнях растений линии RHA 426 жизнеспособных клубеньков, тогда

Рисунок 1 – Количество (% от суммы) жёлтых клубеньков заразихи через 10 дней после обработки гербицидами

Рисунок 2 – Количество (% от суммы) некротических клубеньков заразихи через 10 дней после обработки гербицидами

как число погибших увеличилось до 40 штук на растение (табл. 1), что составило 79 % от их общего количества (рис. 2, 3).

Степень поражения заразихой растений линии SURES-B в контроле составила 27 жёлтых клубеньков на растение (табл. 3), что соответствует 31 % от общего количества клубеньков на корнях (рис. 1). При этом на одно растение приходилось 19 погибших некротических клубеньков (табл. 3), или 22 % от их общего количества (рис. 2). Жёлтые клубеньки были одинакового размера с некротическими – 2,3 и 2,1 мм соответственно (табл. 4).

Рисунок 3 – Клубеньки заразихи после обработки гербицидами

Действие Гранстара привело к существенному уменьшению на корнях растений линии SURES-B жизнеспособных клубеньков – в среднем до 3-х штук на растение, при этом число погибших увеличилось до 49 штук (табл. 3), что составило соответственно 3 (рис. 1) и 44 % от их общего количества (см. рис. 2, 3).

Таблица 3 – Среднее число клубеньков заразихи на одном растении подсолнечника линии SURES-B при обработке Гранстаром

Краснодар, ЦЭБ ВНИИМК, 2010 г.

Вариант опыта	Число клубеньков, шт./растение
	жёлтые	потемневшие	некротические
Контроль	27	40	19
Гранстар	3	60	49
Δ	-24*	-20	-30*

НСР 05      19         29            24

Примечание: Δ – разность между значением в обработке и контроле;

* – различия достоверны, р < 0,05

Таблица 4 – Размер клубеньков заразихи на растениях линии SURES-B при обработке Гранстаром

Краснодар, ЦЭБ ВНИИМК, 2010 г.

Вариант опыта	Размер клубеньков, мм
	жёлтые	потемневшие	некротические
Контроль	2,3	2,2	2,1
Гранстар	1,3	1,8	2,4
Δ	-1,0*	-0,4*	0,3

НСР 05      0,7           0,3           0,4

Примечание: Δ – разность между значением в обработке и контроле;

* – различия достоверны, р < 0,05

Оценка эффективности негативного действия гербицидов на клубеньковой стадии развития заразихи может основываться на двух способах – учёте уменьшения количества жизнеспособных жёлтых клубеньков (способ № 1) и учёте увеличения количества погибших некротических клубеньков (способ № 2). Потемневшие клубеньки остаются при таком подходе в зоне неопределённости их витальной идентификации. Первый способ, очевидно, более адекватен полевой оценке степени поражения как числа появившихся над почвой побегов заразихи на одном растении подсолнечника. Второй способ, в случае вычитания из относительного количества погибших клубеньков после обработки гербицидом доли некротических клубеньков в контроле (естественная гибель), позволяет напрямую оценить летальный эффект гербицида.

Формулы для расчёта эффективности действия гербицида (ЭДГ) принимают вид:

способ №1

ЭДГ1 = (1 – число жёлтых клубеньков после обработки / число жёлтых клубеньков в контроле) × 100 %;

способ №2

ЭДГ2 = (доля некротических клубеньков после обработки – доля некротических клубеньков в контроле) × 100 %.

Для Евро-Лайтнинга ЭДГ 1 составила 100 %, а для Гранстара – 89 %. Эти величины отвечают на важный для практики вопрос о том, в какой степени гербициды уничтожили жизнеспособные клубеньки заразихи по отношению к контролю. В свою очередь, для Евро-Лайтнинга ЭДГ 2 равнялась 70 %, а для Гран-стара – 22 %. Эти цифры указывают на процентную долю погибших от гербицида клубеньков от суммы всех клубеньков на корнях подсолнечника через 10 дней после обработки. Очевидно, что ЭДГ 1 и ЭДГ 2 описывают разные аспекты одного процесса негативного влияния гербицидов на клубеньковом этапе развития заразихи.

Полученные данные позволяют провести условное сравнение эффективности действия обоих гербицидов на заразиху. Так по ЭДГ 1 Евро-Лайтнинг был в 1,1 раза эффективнее Гранстара, а по ЭДГ 2 – в 3,2 раза. Это сравнение является условным, т.к. линия SURES-B показала в 2,4 раза повышенную степень восприимчивости к поражению заразихой (86 клубеньков всех типов на растение подсолнечника) по отношению к линии RHA 426 (36 клубеньков). Истинное сравнение будет проведено при помещении генов гербицидоустойчи-вости Imr и Sur в одну генотипическую среду и изучении полученных почти изогенных линий. Заключение. Гербициды ALS-ингибирую-щего типа, как имидазолиноны (Евро-Лайт-нинг), так и сульфонилмочевины (Гранстар), показали высокую эффективность в уничтожении жизнеспособных клубеньков вирулентной популяции заразихи из Ростовской области при оценке в условиях теплицы. Этот факт делает целесообразным создание гербицидоустойчивых гибридов подсолнечника для контроля над новыми вирулентными расами заразихи.

ISSN 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научноисследовательского института масличных культур. Вып. 1 (146-147), 2011