Способность сортов пшеницы, тритикале и ячменя накапливать в зерне фузариотоксины

УДК 632.4:631.563

Способность сортов пшеницы, тритикале и ячменя накапливать в зерне фузариотоксины

О.А. МОНАСТЫРСКИЙ,

заведующий лабораторией Всероссийского НИИ биологической защиты растений Н.Н. АЛЯБЬЕВА, лаборант-исследователь Л.Н. ШУБИНА, И.А. ДЕРЕНКОВА, старшие преподаватели Кооперативного института, г. Краснодар

По данным семенных инспекций России, 80 % партий семян злаковых культур заражены фузариозом. В результате проводимого нами многолетнего мониторинга товарных партий семенного, пищевого и фуражного зерна установлено, что 60 % из них были поражены, а 12 % содержали фузариотоксины в регистрируемых количествах.

В литературе имеются сообщения, что устойчивость к фузариозу колоса у пшеницы связаны с содержанием в пыльце арабоксилана; с повышением плоидности у пшениц происходит повышение их восприимчивости к грибным болезням, в том числе и к фузариозу; наиболее устойчивыми к этому заболеванию были сорта с наименьшей величиной отношения глютеллина к глиа-дину и с сильно выраженным мучнистым зерном. Последниеданные подтверждаются тем, что фузариотоксины в наибольшей концентрации накапливаются в оболочке, алейроновом слое и зародыше, но не в эндосперме.

На районированных сортах пшеницы и тритикале нами была изучена связь между содержанием белка в зерне и устойчивостью растений и зерна к поражению фузарио-

зом, накоплению в зараженном зерне дезоксиниваленола (ДОН), зеараленона(Ф-2)и фумонизинов, а также с устойчивостью зерна к поражению амбарным долгоносиком при хранении.

Содержание белка в зерне определяли по методу Кьельдаля и на приборе «Сорбфил-белок». Зерно каждого сорта искусственно заражали токсиногенным штаммом Fusarium graminearum, инкубировали при 22 °С в течение 28 дней и затем определяли в нем содержание ДОН, Ф-2 и фумонизинов.

Содержание микотоксинов в зерне определяли по стандартным методикам с помощью тонкослойной хроматографии и сканирования пластин на спектрофлуориметре фирмы «Хитачи». Пораженность зерна долгоносиком учитывали при визуальном просмотре зерновок под бинокуляром. Во всех опытах определяли массу 1000 зерен. Принимали указанную оригинаторами

оценку устойчивости сорта к фузариозу.

Изучены 50 сортов пшеницы (из них 40 - селекции КНИИСХ имени П.П. Лукьяненко) и 3 - тритикале. Достоверная связь между полевой устойчивостью сорта к фузариозу колоса (а также способностью накапливать в зерне фузариотоксины) массой 1000 зерен и содержанием в зерне белка не установлена.

Для более детального анализа отобрали зерно 23 районированных сортов пшеницы.

В табл. 1 приведены данные содержания в зерне белка и микоток-синов. Фумонизины обнаружены в зерне всех сортов пшеницы в концентрации меньше 0,1 мг/кг.

Все сорта, за исключением сортов Таня и Кума, накапливали ДОН и Ф-2 выше ПДК. Наибольшие количества ДОН накапливали сорта Нота, Краснодарская 99 и Память, а Ф-2 - Веда, Батько, ПалПич и Память.

Содержание в зерне белка не было достоверно связано с массой 1000 зерен, а также с концентрацией ДОН и Ф-2. Для всех сортов выявлена отрицательная корреляция (г = -0,7) суммарного содержания микотоксинов с содержанием белка. Высокая и достоверная отрицательная корреляция (г = -0,91) установлена между этими показате-

Таблица 1

Содержание в зерне высокопродуктивных сортов пшеницы белка (%) _и фузариотоксинов (мг/кг)_

Сорт Белок

Веда 14,6 2,4 2,5 4,9

Кума 14,2 2,1 0,5 2,6

Восторг 14,0 1,9 1,5 3,4

Дока 13,8 2,7 0,8 3,5

Таня 13,2 1,5 0,6 2,1

Ласточка 13,1 2,4 1,2 3,6

Нота 12,9 3,2 1,3 3,5

ПалПич 12,6 1,0 4,0 5,0

Спартанка 12,3 2,1 2,1 4,2

Батько 12,1 2,2 2,7 4,9

Краснодарская 99 12,1 4,1 1,3 5,4

Москвич 11,4 2,1 1,7 3,8

Память 10,2 5,6 2,6 8,2

4 Защита и карантин растений № 10

Таблица 2

Содеражние в зерне высокопродуктивных сортов ячменя белка

Сорт Белок (в среднем) Содержание

Дезоксиниваленол Зеараленон Токсины

Озимый ячмень Сармат 12,6/10,5-14,6* 0,1 2,7 2,8

Добрыня 12,3/11,5-13,1 0,6 0,8 1,4

Хуторок 11,8/11,0-12,5 1,6 0,4 2,0

Козырь 11,5/11,2-11,7 1,2 3,6 4,8

Михайло 10,3/7,9-12,7 1,1 3,1 4,2

Павел 9,4/7,7-11,0 0,1 1,1 1,2

Скороход 8,5/7,2-9,8 5,2 0,4 5,6

Яровой ячмень Стимул 13,0/11,0-15,0 2,6 1,6 4,2

К-636 12,1/11,1-13,1 0,5 0,5 1,0

Виконт 11,6/10,8-12,3 1,2 0,3 1,5

Максим 10,8/9,8-11,8 0,1 1,5 1,6

Рубикон 10,0/8,1-11,9 0,5 2,7 3,3

* В знаменателе — интервал значений.

Таблица 3

Содержание белка и фузариотоксинов в здоровом и поврежденном долгоносиком _(0,01 %) зерне пшеницы_

Сорт Белок

неповрежденное поврежденное неповрежденное поврежденное

Дон Ф-2 Дон Ф-2

Краснодарская 99 12,1 15,2 0 0 0 0

Дока 13,8 17,2 0,9 0 2,6 0

Москвич 11,4 14,6 0 0 0,9 0

Память 10,2 14,5 0 0,18 1,4 0

Батько 12,1 15,4 0,8 0,12 0 0

Таня 13,2 13,5 0 0 0 0

Нота 12,9 14,8 2,7 0,13 0 0,3

Веда 14,6 19,5 0,1 0 1,5 0

ПалПич 12,6 16,3 1,1 0 1,5 0

Кума 14,2 18,7 0 2,5 1,3 0

Восторг 14,0 18,5 0,56 0,04 0 0

лями для восьми сортов с содержанием белка в пределах 12,6-14,6 %. Анализ опубликованных данных по содержанию в зерне белка и накоплению указанных микотоксинов для 30 сортов озимой и 4 сортов яровой пшеницы подтвердил выявленные связи. Следовательно, селекция на повышение содержания белка в зерне, так же как и способствующие этому агротехнические мероприятия, могут быть факторами, минимизирующими накопление фузариотоксинов в зерне.

В другом опыте содержание белка определяли в двух разных партиях одних и тех же сортов озимого и ярового ячменя. Затем, как и в предыдущем случае, зерно заражали Р дгаттеагит и исследовали на содержание фузариотоксинов. Результаты измерений приведены в табл. 2.

Самыми восприимчивыми к накоплению ДОН оказались сорта Скороход (5,2 мг/кг) и Стимул (2,6 мг/кг), к накоплению зеарале-нона - Козырь (3,6 мг/кг) и Рубикон (2,7 мг/кг), суммарное содержание фузариотоксинов было наиболее высоким у Скорохода (5,6 мг/кг) и Стимула (4,2 мг/кг). В наименьшей степени накапливали ДОН сорта Павел, Сармат и Максим, зеараленон - Хуторок и Виконт, сумма микотоксинов была самой низкой у Павла и К-636. Повторяется закономерность, уже отмеченная для яровой пшеницы: у некоторых сортов загрязнение зерна ДОН преобладает над Ф-2, у других - наоборот.

Не обнаружено существенной связи между содержанием белка и концентрацией отдельных микоток-синов. Выявлена недостоверная положительная корреляция между содержанием белка и общим содержанием микотоксинов.

Работа в этом направлении продолжается с привлечением большего числа отечественных и зарубежных сортов ячменя.

Обобщая полученные данные, приходим к выводу, что содержание общего белка в зерне может влиять на способность зерна накапливать фузариотоксины. При этом пока не ясными остаются причины, обусловливающие разнонаправлен-ность этого влияния у пшеницы и ячменя.

Большие потери хранящегося зерна пшеницы, наряду с поражением плесневыми грибами, вызывает и поражение зерновыми вредителями. В южных и центральных зонах это - амбарный долгоносик, большой и малый мучные хрущаки. Поражение ими зерна всегда со-

провождается заражением комплексом видов токсинообразующих грибов. Нами исследована связь сравнительной устойчивости хранящегося зерна высокопродуктивных сортов пшеницы к повреждению вредителями и одновременно поражению фузариями, аспергил-лами, пенициллами, альтернарией и мукором с накоплением в пораженном вредителями и грибами зерне фузариотоксинов.

Зерно пшеницы, естественно зараженное в поле комплексом видов токсинообразующих грибов и поврежденное долгоносиком (0,01 %), помещали в оцинкованные контей-

неры по 10 кг и хранили в течение 6 месяцев. Затем определяли долю пораженных вредителями зерен, степень ихзаражения грибами,содержание белка, ДОН, Ф-2 и фумо-низинов.

Повреждение зерна вредителями имело определенную сортоспеци-фичность и не коррелировало со степенью поражения токсинообра-зующими грибами и бактериями, представленными в основном бациллами, в том числе Bacillus subtilis. После хранения снизилось поражение фузариями, пеницилла-ми и мукором. У сортов Краснодарская 99, Нота и ПалПич увеличилась пораженность альтернарией.

В поврежденном зерне содержание белка было значительно выше,

чем в здоровом (табл. 3). Это можно объяснить тем, что долгоносик выедает в основном зародыш, что, вероятно, и влияет на относительное увеличение содержание белка в поврежденном зерне.

Наблюдается прямая положительная корреляция содержания белка в здоровом зерне со степенью повышения содержания белка в поврежденном вредителями зерне. Отмечено, что у ряда сортов отсутствие токсинов в здоровом зерне сохранялось и в зерне, поврежденном вредителями. Однако общих закономерностей выявить не удалось.

Предварительно можно говорить о значительных сортовых различиях по устойчивости к поражению

вредителями и видами токсинооб-разующих грибов, однако четких закономерностей, определяющих взаимозависимость биохимического состава зерна определенных сортов с их способностью противостоять вредным биотическим факторам среды, выявить пока не удалось. В то же время выявление таких закономерностей позволит не только конкретизировать стратегию селекции сортов на устойчивость зерна к биотическим стрессам, но и разработать сортовую стратегию закладки зерна на хранение, а также меры его биологической защиты.

Работа поддержана грантом РФФИ №06-04-96721 Р-юг-а Региональный конкурс «Юг России».

СОЗВЕЗДИЕ

КАЧЕСТВЕННОЙ УПАКОВКИ

длялМнс'портировки^ хранения опасных веществ^ пищевых продуктов и технических жидкостей [средств [бытовой химии, технических масел, шиитц тицин^м пестицидов. агрохимикатов^^^^^^^Н

ЕЖИШШИ

[ЩршвдаоНа га во вашиага Л

с [¡а|ршщрш вшшшй Ш ршЕрифо Ш

'"!" UNILOY

5555! МI LAC RON

ООО «Харьков ХимПромм, Украина, Харьков +38 057 749 0 6 66, 749 0 2 78 xxp@inbox.ru

Официальный дистрибьютор в России 000 «Лейтон Бивелл», Москва +7 495 938 93 03, 778 96 83, lbewell@starnet.ru

Г L

> u<xmn