Биологический контроль сибирских штаммов грибов рода Fusarium в лабораторных и полевых условиях

Выводы

1. Выявлена зависимость урожайности ярового ячменя от сухой биомассы растения в фазу колошения и молочной спелости.

2. Получен разный вклад факторов «генотип», «годы», «генотип х годы» и «случайных факторов» по фазам развития у родительских форм и гибридов F2 в общую изменчивость сухой биомассы растений.

3. При наследовании сухой биомассы у растения определяющая роль принадлежит неаддитивному действию генов.

4. По сухой биомассе растений в F2 преобладают гибридные комбинации, показавшие сверхдоминирование, поэтому существует вероятность получить трансгрессивные формы с большей биомассой сухого вещества, чем у родительских форм.

Литература

1. Методика государственного сортоиспытания с.-х. культур (общая часть). - Вып. 1. - М.: Колос, 1985. - 269 с.

2. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. - Минск: Вышэйш. шк., 1973. - 320 с.

3. Савченко В.К. Генетический анализ в сетевых пробных скрещиваниях. - Минск: Вышэйш. шк., 1973. - 223 с.

4. Савченко В.К. Метод оценки комбинационной способности генетически разнокачественных наборов родительских форм II Методики генетико-селекционного и генетического экспериментов. - Минск: Наука и техника, 1973а. - С. 48-77.

5. Снедекор Дж.У. Статистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии.-М.: Изд-во с.-х. литературы, 1961.-503 с.

6. Griffing В. A generalised treatment of the use of diallel crosses in quantitative inheritance II Heridity. - 1956. -V. 10.-P. 31-50.

УДК 576.852 А.Г. Савицкая, Ю.А. Литовка, Н.В. Зобова, Т.В. Рязанова

БИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ СИБИРСКИХ ШТАММОВ ГРИБОВ РОДА FUSARIUM В ЛАБОРАТОРНЫХ И ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ*

Исследована фитопатогенность и чувствительность к микроорганизмам-антагонистам сибирских штаммов грибов рода Fusarium, выделенных из агроценозов Красноярского края; проведены полевые испытания биопрепаратов латерин и триходермин.

Ключевые слова: фитопатогенные грибы, антагонизм, биоконтроль, Trichoderma, Streptomyces, Fusarium.

A.G. Savitskaya, Yu.A. Litovka, N.V. Zobova, T.V. Ryazanova BIOLOGICAL CONTROL OF THE FUSARIUM GENUS FUNGI SIBERIAN STRAINS IN THE LABORATORY AND FIELD CONDITIONS

Phytopathogenicity and sensitivity to the microorganisms-antagonists of the Fusarium genus fungi Siberian strains that have been isolated from the Krasnoyarsk region agrocoenoses is researched; field tests of such biological products as laterin and trichodermin are conducted.

Key words: phytopathogenic fungi, antagonism, biological control, Trichoderma, Streptomyces, Fusarium.

Фитопатогенные грибы рода Гизапит являются одними из основных возбудителей болезней пшеницы. Ингибируя ростовые процессы, они наносят значительный ущерб урожаю, а также контаминируют зерно фузариотоксинами, не безопасными для человека и животных [1, 2]. В настоящее время в практике защиты

* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, осуществленной КГАУ «Красноярский краевой фонд поддержки научной деятельности».

растений первостепенное внимание уделяется проблемам окружающей среды и отдается предпочтение интегрированным методам, эффективно ограничивающим численность фитопатогенных организмов с минимальным воздействием на сапрофитную микрофлору почвы и ризосферы. В этой связи немалый интерес представляет биологический метод защиты растений, применение которого снижает загрязнение почвенного ценоза химическими фунгицидами и ограничивает их вредное последействие.

Целью данной работы было изучение фитопатогенных свойств сибирских штаммов грибов рода Fusarium, распространенных в агроценозах Красноярского края, их чувствительности к микроорганизмам-антагонистам, а также полевые испытания биопрепаратов в условиях агроценоза.

Материалы и методы исследования. Объектом исследования служили сибирские штаммы грибов рода Fusarium, выделенные из семян пшеницы и гороха урожая 2007-2008 годов (из различных регионов Сибири), а также из образцов почвы и ризосферы пшеницы, произраставшей на территории Емельяновского района Красноярского края [3,4].

Фитопатогенность штаммов оценивали по модифицированной методике Челковского и Манки [5] на семенах пшеницы линии КС-1607 селекции Красноярского КНИИСХ, учитывая длину опытных и контрольных ростков, а также их поражение по шкале: 0 - здоровый росток, 1 - точечные некрозы ткани, 2 - некроз 50 % площади, 3 - полная гибель.

В качестве биоконтрольных агентов использовали штаммы МГ-99/9 Trichoderma asperellum, МГ 99/1 Trichoderma harzianum и 19/97-М (ВКПМ Ас-1637) Streptomyces lateritius, характеризующиеся высокой антагонистической активностью в отношении грибов рода Fusarium, распространенных в лесных питомниках. Чувствительность грибов рода Fusarium к метаболитам микроорганизмов-антагонистов изучали методами перпендикулярных штрихов и агаровых блочков (диаметр пробойного сверла 8 мм) [4].

Изучение влияния биопрепаратов на морфометрические показатели растений и состав ризосферной микофлоры проводили в селекционных севооборотах Красноярского НИИСХ на территории Емельяновского района Красноярского края (район д. Минино). Жидкий биопрепарат латерин получали путем глубинного культивирования штамма 19/97-М S. lateritius на крахмало-аммиачной среде; биопрепарат триходермин -путем глубинного культивирования штамма МГ-99/9 Т. asperellum на среде Чапека. Продуценты культивировали в течение 7 суток на роторной качалке при температуре 23-25°С, после чего получали культуральный фильтрат для дальнейшего применения.

Обработку семян пшеницы сортов Таежная нива, линии КС-1607 селекции Красноярского КНИИСХ и АВИАДа селекции НИИСХ Северного Зауралья осуществляли путем их погружения в биопрепарат в течение 12 ч с последующим подсушиванием при комнатной температуре. Посев проводили сеялкой ССФК-7. Площадь делянки 1 м2, норма высева - 500 всхожих зерен на 1 м2, глубина заделки семян 4-6 см. Для определения влияния биопрепаратов на почвенную микофлору изучаемых сортов пшеницы проводили отбор и анализ почвенных образцов в момент проведения посева, появления всходов и уборочных работ. Количественный состав микромицетов исследовали общепринятыми методами на среде Чапека и в сусловом агаре [6]. Влияние биопрепаратов на растения оценивали по показателям структуры урожая: длина стебля и колоса, количество зерновок в колосе, количество зерен в колосе [7]. Статистическую обработку данных проводили, используя компьютерную программу Snedecor [8].

Результаты исследований. Лабораторная оценка фитопатогенных свойств сибирских штаммов рода Fusarium показала, что все исследуемые культуры проявляют патогенные свойства в отношении проростков пшеницы, достоверно снижая их длину по сравнению с контролем. Максимальной фитопатогенностью характеризуются штаммы Z3-06 и Z 37-2, которые ингибируют ростовые процессы на 81,4 и 84,4 % соответственно (рис. 1). Помимо замедления ростовых процессов, все исследуемые штаммы вызывают образование некротических пятен на проростках, однако степень некроза варьирует в пределах 0,1-1,6 балла, что свидетельствует о слабой и средней степени агрессивности. Максимально агрессивными свойствами характеризуются штаммы Z37.2 и Z18 (рис. 2).

Для оценки чувствительности штаммов рода Fusarium к действию микроорганизмов-антагонистов использовали две культуры грибов рода Trichoderma: МГ 99/9 Trichoderma asperellum и МГ 99/1 Trichoderma harzianum, а также штамм актиномицета 19/97-М Streptomyces lateritius, рекомендованный для защиты от фузариоза на хвойных культурах.

В ходе лабораторной оценки антибиотической активности культур рода Trichoderma было установлено, что большинство изучаемых фитопатогенных микромицетов не чувствительны к действию метаболитов штаммов МГ 99/9 и МГ 99/1: 20 и 13,3 % изолятов рода Fusarium, соответственно проявляют только слабую степень чувствительности, при этом наибольшим восприятием к действию сразу двух антагонистов характеризуются штаммы Z37-1, Z 12-2, Z 10-4, Z 31-1, Z 21-2 (рис. 3).

Рис. 1. Изменения длины проростков пшеницы линии КС-1607 под влиянием грибов рода Ривапит

Рис. 2. Степень некроза проростков пшеницы линии КС-1607, вызываемого грибами рода Ризапит

Рис. 3. Антибиотическая активность грибов рода Тпс1юс1егта в отношении сибирских штаммов

грибов рода Ризапит

Степень антибиотической активности штамма 19/97-М & ЫегПт оказалась неоднородной: из исследованных 33 штаммов 3,3 % проявили высокую чувствительность к метаболитам актиномицета, 3,3 % - среднюю, 23,3 %-слабую и 70,1% штаммов оказались не чувствительными к действию биофунгицидов (рис. 4).

Рис. 4. Антибиотическая активность ЭкерЬтусез Ыег'Лт в отношении сибирских штаммов

грибов рода Ризапит

Таким образом, из 33 исследуемых штаммов грибов рода Гизапит к действию антагонистов проявили чувствительность 33,3 % штаммов, из которых 30 % имели степень патогенности 0,1-0,2 балла, снижая длину проростков пшеницы в среднем на 47 %, а большая часть (70 %) имела более высокую степень патогенности - 0,5-1,5 баллов, снижая длину на 64 %.

Проведение полевых испытаний биофунгицидов позволило установить, что применение препарата триходермина не выявило достоверных различий с контролем в структуре урожая, тогда как при обработке семян латерином наблюдалось достоверное увеличение показателей структуры урожая у сорта Таежная нива по двум параметрам из шести: масса 1000 зерен (48,7 в опытном варианте и 39,7 г в контрольном) и число зерен в колосе (40,6 в опытном варианте и 30,4 шт. в контроле). У линии КС-1607 достоверное увеличение значений наблюдается по следующим показателям: длина стебля (87,9 в контроле и 101,3 см в опытном варианте) и длина колоса (9,5 в контроле и 12,8 см в опыте) (табл.).

Влияние предпосевной обработки семян биопрепаратом латерин на параметры структуры урожая

пшеницы сорта Таежная нива и линии КС-1607

Длина стебля, см Длина колоса, см Количество зерновок в колосе, шт. Количество зерен в колосе, шт.

Контроль Опыт Контроль Опыт Контроль Опыт Контроль Опыт

Таежная нива

54,4±7,3 65,5±9,8 5,8±1,1 7,4+1,3 11,7±1,6 12,9±2,5 30,4±8,2 40,4±2,0

КС-1607

87,9±6,1 101,3±3,6 9,5±1,8 12,8±1,3 16,7±2,4 15,0±1,5 46,7±9,1 56,1 ±0,4

Исследование динамики общего количества микромицетов в ризосферной почве не выявило достоверных различий между опытными и контрольными вариантами, что свидетельствует об отсутствии существенных количественных изменений микофлоры под влиянием предпосевной обработки семян биопрепаратами в течение всего вегетационного периода (рис. 5). Однако изучение качественного состава микроскопических грибов позволило выявить в ряде случаев изменение процентного соотношения родов наиболее значимых фитопатогенов зерновых культур, причем более существенные изменения в сторону снижения содержания фитопатогенов отмечены при использовании латерина (рис. 6).

посев появление всходов окончание вегетации

контроль латерин  латерин  контрол ь триходермин Нтриходермин

Рис. 5. Влияние предпосевной обработки семян биопрепаратами на общую численность микроскопических грибов в ризосфере пшеницы сорта Таежная нива в течение вегетационного периода

В контрольном варианте соотношение родов основных фитопатогенных грибов достаточно стабильно на протяжении всего вегетационного периода: на долю представителей рода АНегпапа приходится 14-20 %, б/ро-/а/гё - 11-15 %, Ривапит - 18-20 %. При использовании биопрепарата латерин происходит снижение доли грибов рода Ривапит в среднем на 5-6 % и АНегпапа - на 2-3 % на фоне увеличения доли сапротрофных грибов. При этом общее количество микромицетов достоверно от контрольного показателя не отличается.

Посев

Появление всходов

Опыт

Опыт

Окончание вегетации

Рис. 6. Влияние предпосевной обработки семян латерином на общую численность микроскопических грибов в ризосфере пшеницы сорта Таежная нива по фазам вегетации

Заключение

Все исследуемые сибирские штаммы грибов рода Гизапит, выделенные из различного материала на территории агроценозов Красноярского края, обладают фитопатогенными свойствами и вызывают некротические поражение различной степени выраженности на проростках злаковых культур.

К метаболитам микроорганизмов-антагонистов только 33 % из исследованных фитопатогенных штаммов проявляют чувствительность, из них 70% имеют более высокую степень патогенности (до 1,5 баллов), по сравнению со штаммами, не проявившими чувствительность к антагонистам, снижая длину тестируемых проростков пшеницы в среднем на 64 %.

Применение триходермина в полевых условиях не выявило достоверных различий с контролем в структуре урожая, тогда как при обработке семян латерином наблюдалось не только достоверное увеличение параметров структуры урожая сорта Таежная Нива, но и изменение качественного состава микроскопических грибов в сторону снижения доли фитопатогенных грибов из родов Ривашт и АНегпапа.

Литература

1. Parry D.W., Jenkins P., McLeod L. Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals - a review II Plant Pathol. -1995.-№ 44. - C. 207-238.

2. Соколова Г.Д. Патогенность Fusarium graminearum и F. culmorum и резистентность зерновых культур II Микология и фитопатология. - 2005. - Т. 39. - Вып. 5. - С. 1-7.

3. Постовалов А.А. Корневые гнили бобовых культур в курганской области II Сиб. вестн. с.-х. науки. -2009. - №3. - С. 38-42.

4. Кирай К. Методы фитопатологии. - М., 1974. - 210 с.

5. Гагкаева Т.Ю. фитопатогенный гриб Fusarium cerealis на территории России II Микология и фитопатология. - 2009. - Т. 43. - Вып. 4. - С. 331-339.

6. Билай В.И., Пидопличко Н.М. Токсинобразующие микроскопические грибы. - Киев: Наук, думка, 1970. -291 с.

7. Методические указания по изучению мировой коллекции ячменя и овса. - Л.: ВИР, 1981. -33 с.

8. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере. - Краснообск: Изд-во ГУП РПО СО РАСХН, 2004.-162 с.

УДК 639.2.053.8 Г.И. Цугленок, Н.Н. Цугленок, С.Н. Никулочкина

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И РАЗВИТИЯ КОРНЕВОЙ ГНИЛИ У ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

В статье рассматриваются результаты исследований по моделированию распространения и развития корневой гнили у растений яровой пшеницы на примере мягких сортов Новосибирская 15 и Новосибирская 29. Полученные результаты также характерны для пар сортов Алтайская 70 и Алтайская 99, Омская 32 и Омская 33 и дают основание полагать, что для генетически близких или родственных сортов биологические процессы развития и распространения инфекции в фазах восковой спелости и кущения протекают по принципу подобия при исследуемых способах обработки почвы.

Ключевые слова: яровая пшеница, мягкие сорта, корневая гниль, кущение, восковая спелость, обработка почвы.

G.I. Tsuglenok, N.N. Tsuglenok, S.N. Nikulochkina

MODELING OF SPRING WHEAT ROOT ROT SPREAD AND DEVELOPMENT

The research results on modeling the spring wheat plant root rot spread and development on the example of Novosibirsk 15 and Novosibirsk 29 soft cultivars are considered in the article. The received results are also characteristic to such cultivar pairs as Altai 70 and Altai 99, Omsk 32 and Omsk 33 and give the grounds to believe that in the genetically similar or related cultivars biological processes of infection development and spread in the phases of yellow ripeness and tillering take place on the basis of similarity in the process of the researched ways for soil cultivation.

Key words: spring wheat, soft cultivars, root rot, tillering, yellow ripeness, soil cultivation.

Введение. В условиях Красноярского края корневая гниль, представляющая группу болезней, вызываемых несколькими факультативными паразитными грибами со сходными внешними симптомами поражения растений, представляет опасность для посевов яровой пшеницы. Устойчивость растений мягкой яровой пшеницы в условиях сельскохозяйственных районов Красноярского края [1, 2] может быть повышена благо-