Способ определения устойчивости пшеницы к патогенам Советский патент 1992 года по МПК A01H1/04 A01G7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству, и может быть использовано в селекции растений на иммунитет к вирусным и грибковым заболеваниям.

Известен способ определения устойчивости пшеницы к патогенам, включающий раздельное заражение растений пшеницы возбудителями болезней разной этиологии в естественных и искусственных условиях и оценку устойчивости исследуемого материала к каждому патогену в отдельности.

Известен также способ определения устойчивости пшеницы к патогенам, включающий раздельное заражение отдельных выборок одного и того же образца пшеницы различными патогенами в искусственных и естественных условиях и оценку зараженного материала на устойчивость к каждому патогену в отдельности.

Наиболее близким к изобретению является способ определения пораженности злаков патогенами, включающий выращивание растений в искусственных условиях, последовательное во времени заражение одного и того же растения пшеницы различными патогенами, в данном случае вирусом желтой карликовости ячменя и бурой ржавчиной пшеницы, учет пораженности растения каждым патогеном в отдельности, причем вирус желтой карликовости ячменя имеет биологический способ передачи специфическими переносчиками - тлями Rhopalosiphum padi L. Sitobion avenae L , которым требуется определенное достаточно продолжительное время питания снача

V| V|

VI V|

ю о

ла на больных, а затем после их пересадки, на испытуемых растениях, чтобы произошло заражение.

Прототип обладает теми же недостатками, что и аналоги. В прототипе не учтены вредоносность патогенов и фаза развития растений в момент инокуляции для достижения минимальных потерь семенной продуктивности испытуемых растений, Способ трудоемок, связан с большими затратами времени и может приводить к снижению жизнеспособности растений, к понижению и даже из-за гибели растений полной потере семенного потомства на ранних этапах селекции, когда каждый генотип уникален, а следовательно, и к нарушению традиционных схем селекции. По прототипу, чтобы оценить уникальные генотипы в FI и F2, необходимо затратить время и труд на вегета- тивное размножение, применяя нетрадиционные методы и схемы селекции, в частности культивирование и размножение растений ин витро, для получения достаточного количества оцениваемого материала.

Цель изобретения - ускорение определения устойчивости, экономия и сохранение селекционного материала.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения устойчивости пшеницы к патогенам растения выращивают в искусственных условиях, проводят заражение смешанным инокулюмом и оценивают их на устойчивость к болезням. При этом при массовом определении устойчивости заражение ведут на ранних стадиях развития растений, начиная с фазы проростков, а при индивидуальном определении растения заражают в фазы развития, определяемые по патогену с наибольшим влиянием на жизнеспособность и семенную продуктивность.

Способ осуществляют следующим образом. Семена пшеницы высевают в вегета- ционные сосуды, затем растения выращивают в заданных искусственных условиях, заражают их смешанным инокулюмом патогенов, содержащим, например, мозаику костра безостого и бурую листовую ржавчину пшеницы, которые предварительно размножают на восприимчивых сортах. Фазу развития, при которой осуществляют инокуляцию, определяют с учетом характера оценки испытуемого материала, его генетического состояния, этапа селекции и вредоносности заболевания. При этом при массовом определении устойчивости, когда имеется большое количество семян оцениваемого материала, заражение ведут на ранних стадиях развития растений, начиная

с фазы проростков. При определении устойчивости отдельных уникальных генотипов, когда ставится цель получить семена с изучаемых растений, их заражают ё фазы развития, определяемые по патогену с наибольшим влиянием на жизнеспособность растений и их семенную продуктивность. Признаки поражения должны успеть проявиться, но растения не должны погибнуть.

П р и м е р. В условиях теплицы проводили оценку устойчивости пшеницы к вирусу мозаики костра безостого и бурой листовой ржавчине. Вирус мозаики костра

был представлен местным штаммом, выделенным из естественно зараженных растений пшеницы в поле и размноженным в теплице на ячмене сорта Нутанс 187, который является хорошим накопителем вируса.

Бурая листовая ржавчина пшеницы (Puccinla i reconlta i Rob. ex Desm.) была представлена уредоспорами местной популяции, собранными с естественно заражен- ных растений пшеницы в поле и

размноженными на восприимчивом сорте озимой пшеницы Лютесценс 230.

Семена исследуемых растений пшеницы высевали в вегетационные сосуды в смесь дерновой земли и песка (4:1). Смешанный инокулюм готовили следующим образом: 1 г мозаичных листьев ячменя, зараженного вирусом мозаики костра безостого, растирали в 10 мл дистиллированной воды и отжимали через марлевую

салфетку, в этот инфекционный сок вносили 20 мг уредоспор бурой ржавчины, тщательно перемешав суспензию. Испытуемые растения пшеницы заражали легким натиранием одного листа ватным тампоном,

смоченным смешанным инокулюмом, затем их обильно поливали водой, накрывали стеклянными сосудами, создавая влажную камеру, и затеняли на 24 ч. Инокулирован- ные растения выращивали в условиях 16-часового фотопериода при интенсивности освещения 18-20 тыс., люкс и температуре воздуха 22...25°С. Учет пораженное™ проводили через 7 дней после инокуляции, так как поражение ржавчиной носит локальный

характер, а вирусом - системный, то ржавчину учитывали по степени развития уредо- пустул на инокулированном листе (шкала Мэйнса и Джексона, 1959), вирус - по развитию мозаики на вновь выросших листьях

или боковых побегах. С целью изучения взаимовлияния патогенов на тип иммунологической реакции заражались сорта с разной устойчивостью к ним.

В зависимости от количества и качества {генетическогс состояния) оцениваемого

материала заражение проводили в разные фазы развития испытуемых растений пшеницы.

Фазу развития растений при заражении смешанным инокулюмом определяли по патогену с наибольшим влиянием на жизнеспособность и продуктивность растений. Наиболее вредоносным в этом отношении, т.е. влияющим на продуктивность растений, а также способным вызвать гибель растений на ранних этапах развития, является вирус мозаики костра безостого. Поэтому, если оценивается уникальный генотип и необходимо получить семена для его дальнейшего изучения, необходимо инокулировать флаговый лист главного побега растений. В этом случае вирус оказывает наименьшее влияние на продуктивность растения. Учеты поражен- ности растений вирусом при такой инокуляции проводят на основании появления мозаики на боковых побегах, а на главном побеге в то же время удается оценить устойчивость к ржавчине и получить семенное потомство.

Применительно к схеме селекционного процесса заражение смешанным инокулюмом флагового листа растений производится в FI при изуении характера наследования устойчивости к изучаемым патогенам, когда необходимо не только оценить устойчивость, но и получить семенное потомство для дальнейших селекционно-генетических исследований.

При оценке устойчивости пшеницы последующих поколений (F2 и др.), когда оцениваемого материала становится достаточно много, для выбраковки восприимчивых растений в гибридных популяциях или восприимчивых линий инокуляцию проводили в фазу проростков, начиная с фазы первого листа.

Этот вариант предлагаемого способа применим также в том случае, когда необходимо получить ускоренную комплексную оценку устойчивости пшеницы к нескольким патогенам у большого количества изучаемых образцов исходного и селекционного материала.

При раздельном одновременном заражении отдельных выборок одного и того же образца, растения, выращенные в вегетационных сосудах по 20 шт., в фазу проростков заражали вирусом мозаики костра безостого и бурой ржавчиной. В первом случае ино- кулюм готовили из 1 г мозаичных листьев ячменя Нутанс 187, растертых в 10 мл дистиллированной воды, отжатых через марлевую салфетку. В другом - инокулюм представлял собой суспензию состоящую

из 20 мг уредоспор и 10 мл дистиллированной воды. Заражение проводили легким натиранием листа растения ватным тампоном, смоченным тем или иным инокулюмом. Растения, зараженные суспензией уредоспор, помещали в темную влажную камеру на 24 ч. Инокулированные растения выращивали при 16-часовом фотопериоде, в условиях освещенности в 18-20 тыс. люкс и при темпе0 ратуре 22,..25°С. Учет пораженности растений тем и другим патогеном проводили через 7 дней после инокуляции по стандартной методике.

При последовательном заражении дву5 мя патогенами растения пшеницы сначала в фазу проростков заражали вирусом мозаики костра безостого. Инокулюм готовили растиранием 1 г мозаичных листьев ячменя Нутанс 187 в 10 мл дистиллированной воды.

0 Затем через 7 дней, когда на зараженных растениях развились четкие симптоны вирусного поражения, и был проведен его учет, эти же растения заражали суспензией, состоящей из 20 мг уредоспор бурой ржав5 чины и 10 мг дистиллированной воды, и помещали их на 24 ч в темную влажную камеру. Учет пораженности растений ржавчиной проводили через 7 дней после инокуляции ею испытуемых растений. Однако.

0 уже к моменту заражения ржавчиной часть растений восприимчивого сорта пшеницы не годилась для инокуляции вследствие появления некрозов на листьях, вызванных вирусом мозаики костра безостого

5

Сравнительное изучение реакции растений пшеницы на раздельный и одновременный способы заражения двумя патогенами не выявило взаимодействия

0 между вирусом мозаики костра безостого и бурой ржавчиной при одновременны инокуляции ими.

Таким образом, при применении предлагаемого способа определения устойчиво5 сти пшеницы к двум патогенам по сравнению с прототипом имеется возможность поиска устойчивых форм растений на ранних этапах селекции, а также ускорения самого селекционного процесса на болезне0 устойчивость без нарушения традиционных схем селекции; по сравнению с прототипом и другими известными способами требуется меньшее количество испытуемого материала, вегетационных сосудов, необходимых

5 для посева семян, и площади, занятой ими, в два раза уменьшаются затраты труда на инокуляцию, ускоряется оценк устойчивости к двум патогенам, появляется возможность индивидуальной оценки отдельных генотипов и сохранения их семенного возобновления без нарушения традиционной схемы селекционного процесса. Формула изобретения Способ определения устойчивости пшеницы к патогенам, включающий выращивание растений в искусственных условиях, заражение растений инокулюмом патогенов и оценку их устойчивости к заболеваниям, отличающийся тем, что, с целью ускорения оценки, экономии и сохранения

0

селекционного материала, заражение проводят смешанным инокулюмом патогенов, при этом при массовом определении устойчивости заражение ведут на ранних стадиях развития растений, начиная с фазы проростков, а при индивидуальном определении растения заражают в фазы развития, определяемые по патогену с наибольшим влиянием на жизнеспособность и семенную продуктивность.

Использование: сельское хозяйство, фитопатология, биотехнология. Сущность изобретения: проводят определение устойчивости пшеницы к различным патогенам, при этом растения выращивают в искусственных условиях, проводят их заражение смешанным инокулюмом патогена и оценивают устойчивость, при этом при массовом определении устойчивости заражение ведут на ранних стадиях развития растений, начиная с фазы проростков, а при индивидуальном определении растения заражают в фазы развития, определяемые по патогену с наибольшим влиянием на жизнеспособность и семенную продуктивность (Л с