Способ определения устойчивости картофеля к листогрызущим вредителям Российский патент 2023 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к селекции картофеля, устойчивого к листогрызущим вредителям.

Картофельная коровка (Henosepilachna vigintioctomaculata) - многоядный вредитель, распространенный по всей территории Дальнего Востока, в Индии, Корее, Японии и странах Южной Америки. Наиболее сильно страдают от нее картофель, томат, баклажан, кабачок, перец, огурец, тыква, дыня, фасоль. В любой стадии своего развития вредитель питается мягкой тканью листа, оставляя нетронутыми жилки. Такие листья быстро погибают. В результате урожай картофеля сильно снижается. Кроме того, картофельная коровка является переносчиком болезней картофеля. Поэтому селекция сортов с высокой устойчивостью к поражению вредителем является эффективным методом защиты картофеля без применения химических средств или с минимальным их использованием.

Известен способ определения устойчивости картофеля к листогрызущим насекомым (колорадскому жуку) по содержанию в листьях суммы ядовитых гликоалколоидов чаконина и соланина, токсичных для насекомых (Методические указания по определению гликоалколоидов в картофеле / Сост. Е.А. Ладыгин, В.П. Кирюхин. - М.: НИИКХ, 1983. 20 с.).

Однако данные вещества, накапливаясь в клубнях, могут привести к отравлению человека и животного.

Известен способ определения устойчивости картофеля к личинкам колорадского жука, заключающийся в измерении активности каталазы при 15 и 25°С в начале и конце IV личиночного возраста и определении индекса изменения уровня физиологического состояния личинок жука, питавшегося данным сортом (авторское свидетельства, SU 1731133 А1, МПК А01М 1/00, 1992 г.).

Недостатком изобретения является трудоемкость проводимых измерений, т.к. необходимо проводить исследования при разных температурных режимах и определять активность каталазы согласно принятой методике, а также тщательно проводить замеры, взвешивания и отбор личинок по различным параметрам (ширина головной капсулы, вес личинок).

Известен способ определения устойчивости картофеля к листогрызущим насекомым (колорадскому жуку), включающий выявление свойства растения, являющегося маркером устойчивости - убыли хлорофилла «Б» при инкубировании ткани листа с экстрактом из пищеварительного тракта насекомого (патент, RU 2150824 С1, МПК А01Н 1/04, 2000 г.).

Недостатком данного способа является длительность и трудоемкость проводимых исследований, связанных с отбором пищеварительных ферментов вредителя, инкубированием материала, экстракцией пигмента и последующим оптическим определением искомого параметра.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ определения устойчивости картофеля к листогрызущим насекомым (колорадскому жуку), заключающийся в измерении устойчивости крахмала листьев к гидролизу пищеварительными ферментами жука и концентрации содержащегося в листьях физиологически активного алкалоида α-томатина, при этом, чем выше содержание α-томатина, тем устойчивее сорт (патент, RU 2148905 С1, МПК А01Н 1/04, 2000 г.).

Однако определение данных свойств растений сопряжено с высокими затратами времени и средств (отбор гомогената кишечника насекомого, инкубирование, удаление спиртом пигментов и хлорофилла, растворение хлорной кислотой оставшегося крахмала и определение его концентрации антроновым реактивом, параллельную экстракцию α-томатина уксусной кислотой, его окрашивание метилоранжем и растворение в хлороформе).

Целью изобретения является выявление эффективного способа определения устойчивости растений картофеля к листогрызущим вредителям с одновременным снижением затрат и трудоемкости проведения работ.

Указанная цель достигается тем, что способ определения устойчивости картофеля к листогрызущим вредителям включает наблюдение за развитием Henosepilachna vigintioctomaculata. Согласно изобретению при наблюдении проводят визуальную оценку наличия морфологических аномалий развития у имаго картофельной коровки, при этом, чем больше процент тератозов выявлен у вредителя, тем устойчивее сорт.

По сравнению с прототипом признаками изобретательского уровня предлагаемого способа определения устойчивости картофеля к листогрызущим вредителям являются:

1. «… при наблюдении проводят визуальную оценку наличия морфологических аномалий развития у имаго картофельной коровки…», что позволяет:

- значительно упростить метод определения устойчивости картофеля к листогрызущим вредителям;

- существенно снизить затраты времени и средств, необходимых для оценки сортов картофеля;

- возможность круглосуточно проводить исследования и оценку большого количества сортов картофеля.

2. «…при этом, чем больший процент тератозов выявлен у вредителя, тем устойчивее сорт», что позволяет:

- в лабораторных условиях проводить целенаправленную селекцию на устойчивость сортов картофеля к Henosepilachna vigintioctomaculata.

Признаки, указанные в отличительной части описания достижения цели, доказывают, что заявляемый способ обладает новизной. Совокупность признаков, приведенных в сравнении свойств заявляемого и известного решения, дает основание сделать вывод, что заявляемый способ определения устойчивости картофеля к листогрызущим вредителям имеет изобретательский уровень.

Предлагаемый способ определения устойчивости картофеля к листогрызущим вредителям по морфологическим аномалиям Henosepilachna vigintioctomaculata осуществляется следующим образом.

Известно, что основными веществами иммунного ответа картофеля являются α-томатин и демиссин (Шапиро И.Д. Иммунитет полевых культур к насекомым и клещам / под ред. Э.И. Слепен. - Л., 1985. - 321 с.) Они вызывают реакции антибиоза и антиксеноза. Поэтому для изучения устойчивости растений картофеля по наличию морфологических аномалий в онтогенезе листогрызущих вредителей в качестве изучаемого вещества был выбран α-томатин, в качестве контрольного растения - сорт картофеля «Смак», который по своим биологическим характеристикам положительно влияет на развитие фитофага (Предварительная оценка сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции на устойчивость к картофельной двадцативосьмиточечной коровке Henosepilachna vigintioctomaculata Motch. (Fabricius, 1775) в Приморском крае / Н.В. Мацишина, А.С. Шайбекова, Н.Г. Богинская [и др.] // Овощи России. - 2019. - №6(50). - С. 116-119. - DOI 10.18619/2072-9146-2019-6-116-119).

Для приготовления «маточного» 6% раствора α-томатина на 1 мл дистиллированной воды брали 6 мг α-томатина (Koh Eunmi, Kaffka Stephen, Mitchell Alyson E. A long-time comparison of the influence of organic and conventional crop management practices on the content of the glycoalkaloid α-tomatine in tomatoes. J.Sci.Food Agric 2013, 93: 1537-1542). Из готового «маточного» раствора готовили рабочие растворы нужной концентрации: 0,6% раствор с содержанием α-томатина 0,06 мг, 0,3% раствор с содержанием α-томатина 0,03 мг, 0,15%) раствор с содержанием α-томатина 0,015 мг и 0,075%» раствор с содержанием α-томатина 0,0075 мг. Листья картофеля обрабатывали «маточным» раствором, а также рабочими растворами с нужной процентной составляющей в трех повторностях по 1600 мкл на каждый лист. Контрольные листья обрабатывали дистиллированной водой (Воронкова, М.В. Разработка новых средств защиты для повышения продуктивности органического растениеводства / М.В. Воронкова // Вестник аграрной науки. - 2020. - №1(82). - С. 30-33. - DOI 10. 15217/issn 2587-666Х.2020.1.30). Листья помещали в чашки Петри, в каждую чашку отбирали по 10 личинок I возраста. Листья картофеля меняли каждый день, предварительно нанеся на них «маточный» раствор, рабочие растворы и дистиллированную воду. Визуальную оценку действия растительных препаратов на Henosepilachna vigintioctomaculata оценивали по наличию или отсутствию морфологических аномалий у имаго. Морфологические аномалии описывали по Ю.А. Присному (Присный, Ю.А. Классификация морфологических аномалий жесткокрылых насекомых (Coleoptera) / Ю.А. Присный // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. - 2009. - №11(66). - С. 72-81).

Фотофиксацию осуществляли с помощью стереомикроскопа Nikon SMZ 25 (Япония), а также программы Helicon Focus. Статистическую обработку проводили в программе PAST v.3.17.

В результате эксперимента было установлено влияние растительного препарата α-томатина в разных дозах на развитие картофельной коровки и возникновение у нее отклонений от нормального развития (морфологических аномалий), а также смертность Henosepilachna vigintioctomaculata. Наиболее резко выраженные морфологические аномалии (нарушение развития, уродства) - называют термином - тератозы. (Негробов О.П., Логвинский В.Д., Яковлев Ю.В. Словарь эколога - 2-е изд., перераб. и доп. - Воронеж: Воронеж. Гос. ун-т, 2010. - 630 с.). (Фиг. 1). Максимальное количество тератозов наблюдалось при обработке 0,6% и 0,3% растворами α-томатина (60,0% и 46,7% соответственно), при этом отмечается высокая смертность Henosepilachna vigintioctomaculata. Снижение количества уродств и меньшая гибель насекомых закономерны при уменьшении содержания α-томатина: при использовании 0,15% раствора - 16,6% и 6,8% соответственно, 0,075% раствора - 3,3% и 3,4% соответственно. При испытании личинок на «маточном» растворе с 6% содержания α-томатина смертность максимальна и составляет 70%. Следует отметить, что при обработках растворами α-томатина отмечена только одна категория тератозов - комплексные поражения крыльев, представленные брахэлитрией, правосторонней цистэлитрией, брахэлитрией с жухлостью, брахэлитрией с закруглением вершин надкрылий, двусторонней цистэлитрией с неотошедшим куколочным экзувием, брахэлитрией с цистэлитрией, левосторонней цистэлитрией с брахэлитрией и измятостью надкрылий, измятостью надкрылий, двусторонней цистэлитрией с измятостью, брахэлитрией с цистэлитрией и меломелией крыла (Фиг. 2, 3).

Таким образом, наличие морфологических аномалий Henosepilachna vigintioctomaculata может служить признаком устойчивости картофеля к листогрызущим насекомым: увеличение количества аномалий развития у картофельной коровки прямо пропорционально концентрации α-томатина в листьях картофеля и смертности насекомых, т.е. чем больше тератозов у Henosepilachna vigintioctomaculata, тем устойчивее сорт к вредителю.

Полученные данные можно использовать для селекции сортов картофеля с высокими вкусовыми качествами, обладающих устойчивостью к листогрызущим насекомым. Для селекционной работы наиболее ценными являются растения, на которых питающийся вредитель будет характеризоваться большим количеством аномалий развития.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ определения устойчивости картофеля к листогрызущим вредителям. Предлагаемый способ определения устойчивости картофеля к листогрызущим вредителям включает наблюдение за развитием личинок Henosepi-lachna vigintioctomaculata. Отличительной особенностью способа является то, что при наблюдении проводят визуальную оценку наличия морфологических аномалий развития у имаго картофельной коровки, при этом, чем больше процент тератозов выявлен у вредителя, тем устойчивее сорт. 3 ил.

Способ определения устойчивости картофеля к картофельной коровке (Henosepilachna vigintioctomaculata), включающий прямую оценку свойств растения, обуславливающих его устойчивость, отличающийся тем, что при наблюдении проводят визуальную оценку наличия морфологических аномалий развития у имаго картофельной коровки, при этом, чем больший процент тератозов выявлен у вредителя, тем устойчивее сорт.