Поиск доноров устойчивости к патогенам и вредителям картофеля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Поиск доноров устойчивости к патогенам и вредителям картофеля

С.В. Лихненко, Б.В. Гагиев

Аннотация

Представлены данные о ракоустойчивости исследуемых сортов. Выделены устойчивые сорта к золотистой картофельной нематоде. Дана полевая оценка устойчивости сортов к фитофторе, вирусным болезням. Выделены группы сортов по скороспелости, урожайности. Рекомендовано использовать изученные сорта коллекции в насыщающих скрещиваниях.

Ключевые слова: картофель, патоген, наследование, вирусы, скороспелость, урожайность.

Abstract

Donor search of resistance to pathogens and pests of potatoes

The data on the cancer resistance of the studied varieties are presented. Resistant varieties to the golden potato nematode have been identified. A field assessment of the resistance of varieties to late blight and viral diseases is given. The groups of varieties in terms of their early maturity and yield have been selected. It is recommended to use the studied variety collections in saturating crosses.

Keywords: potato, pathogen, inheritance, viruses, precocity, productivity

Картофель относится к числу культур, в сильной степени поражаемых болезнями. Вегетативное размножение последнего определяет возможность постоянного существования возбудителей болезней в паразитически активной форме: на ботве в период вегетации и в клубнях в период хранения. Сочные, богатые углеводами и водой ботва и клубни являются благоприятной средой обитания для всех групп возбудителей болезней. Условия, определяющие возможность возбудителей вести активный паразитический образ жизни на протяжении периода вегетации и периода хранения, определяют и многообразие микроорганизмов, являющихся возбудителями болезней картофеля (грибы, бактерии, вирусы, вироиды, микоплазмы).

В условиях Северо-Кавказского региона высоко распространение фитофтороза, вирусов X, S, M, а также наиболее вредоносного вируса L. Вирусы имеют большое экономическое значение, так как отрицательно влияют на урожайность, и поэтому продуктивность картофеля очень изменяется по годам. Вирусные, грибные и другие болезни ограничивают жизнь сорта картофеля в производстве и ухудшают качество семенного и товарного материала. В связи с этим возникает необходимость выделения и создания нового исходного материала, устойчивого к основным видам болезнетворных объектов и заболеваний [4]. У картофеля высокоурожайные сорта наиболее чувствительны к климатическим факторам, их потенциальную урожайность не удается реализовать, если они не обладают устойчивостью к экстремальным условиям [5]. В южных регионах России, в том числе РСО-А, к таким лимитирующим факторам следует отнести прежде всего высокие летние температуры и достаточно длительные засушливые периоды во время вегетации картофеля. Под влиянием высоких температур в период формирования и роста клубней продолжительная жаркая погода вызывает нарушение обмена веществ, снижение урожая; ослабленные растения в большей степени поражаются вирусными, вироид- ными и микоплазменными болезнями [4, 6]. Наряду с иммунологическими характеристиками сортов обращается внимание на их качественные потребительские свойства - урожайность, скороспелость, крахмалистость, вкус и пригодность к промышленной переработке.

Объект исследований: коллекционные образцы растений картофеля.

Цель: выделить высокопродуктивные сорта и гибриды картофеля с высокими показателями качества клубня и устойчивости к биотическим (повышенная плотность насекомых вредителей и переносчиков болезней, интенсивное развитие болезней) [7] и абиотическим (высокий температурный режим во время возделывания с пониженным содержанием влаги в почве, оптимальное увлажнение, повышенная влажность) факторам [1]. Для условий Северного Кавказа и РСО-А эти факторы определяют необходимость селекции скороспелых сортов: ранних, среднеранних и среднеспелых. Наследование признака скороспелости определяется действием множественных неаллельных генов и зависит от числа и степени их взаимодействия. В связи с этим успешная селекция скороспелых форм, сочетающих комплекс хозяйственно-ценных признаков, возможна при подборе пар с высокой устойчивостью к патогенам [8]. Скороспелые формы могут быть получены в потомстве родителей, относящихся к различным группам созревания. Наибольший процент скороспелых форм получается при скрещиваниях типа ранний х ранний, ранний на среднеспелый [1]. Для получения раннеспелых сортов с комплексной устойчивостью к основным патогенам, высокой продуктивностью и повышенным содержанием крахмала в клубнях целесообразно вовлекать в гибридизацию современные сорта с высокими хозяйственно-ценными признаками, так как в их родословной присутствуют дикие виды с генами устойчивости к болезням и вредителям [2].

В связи с опасностью распространения вредоносных карантинных болезней, таких как рак, золотистая картофельная нематода, возникает необходимость создания устойчивых к ним сортов [3]. Успех селекции на устойчивость к раку обеспечивается использованием доминантных аллелей генов Sen-1 и Sen-4, которыми защищены все современные сорта.Устойчивость к различным патотипам золотистой картофельной нематоды обеспечивается полигенами и доминантными генами [9].

Селекция на фитофтороустойчивость на Северном Кавказе затруднена большим разнообразием рас, штаммов. Устойчивость к фитофторозу контролируется полевой устойчивостью(аддитивно действующими полигенами) и доминантными R-генами. В связи с этим в селекционной работе высокоэффективны отбор и подбор по фенотипу родительских пар. Чем выше устойчивость родительских форм, тем выше устойчивость потомства и тем ценнее исходная форма. Полевая устойчивость позволяет успешно вести селекцию на фитофтороустойчивость, путем проведения накапливающих скрещиваний и отбора трансгрессивных генотипов [9].

Методика и условия проведения. Исследования велись с 2017-2019 года в полевых условиях по схеме селекции разработанной в институте в соответствии с «Методикой исследований по культуре картофеля», методическими указаниями по технологии селекционного процесса картофеля, методическими рекомендациями по проведению исследований с картофелем (Немешаево, 2002). Устойчивость сортов и гибридов картофеля к вирусным и грибным болезням по ботве и клубням оценивали непосредственно в поле на опытном стационарном участке в с. Михайловском. Для решения поставленной задачи проводились фенологические наблюдения; давалась визуальная оценка сортам и гибридам на пораженность грибными и вирусными болезнями; проводились сорто- и фитопрочистки; выявлялись образцы картофеля с высокой продуктивностью и другими хозяйственно-полезными признаками.

Метеоусловия в годы исследований отличались высокими температурами и неравномерным выпадением осадков. Особенно жаркими были 2018 и 2019 годы. В апреле 2018 г максимальная температура +28 оС, минимальная +1 оС. Осадки составили 60 мм. В мае месяце максимальная температура +31 оС, минимальная +6 оС. Осадки 168 мм. За июнь +35 оС, минимальная 8 оС. Осадки 126 мм. Июль - максимальная +35 оС, минимальная +15 оС. Осадки 156 мм. В конце вегетационного периода температура воздуха в среднем составляла +32 оС, а минимальная средняя - +12 оС, осадки 255 мм.

Погодные условия 2019 года в течение вегетации постоянно изменялись. 1-2-я декада мая отличались высокими дневными температурами и достаточным количеством осадков. 3-я декада мая характеризуется высокой температурой воздуха (+30 о) и недостатком влаги (осадков выпало 22 % к норме). В 1-2-й декаде июня во время бутонизации и цветения максимальные температуры воздуха достигают +33-35 оС, осадков выпало 63-43 % к норме. Растения в дневное время суток на фоне высоких температур испытывают недостаток влаги в почве, теряют тургор, нижние листья желтеют. Бутоны и цветы опадают.

Результаты исследований. Для вовлечения в селекционный процесс с целью получения высокопродуктивных и устойчивых к болезням новых генотипов, проводилось выделение потенциальных доноров для гибридных скрещиваний в коллекционном питомнике. В качестве исходного материала в 2017-2019 гг. было изучено 22 сорта отечественной и зарубежной селекции, устойчивых к далем- скому раку, и 9 - к золотистой картофельной нематоде: Вега, Гала, Барс, Джоконда, Кибиц, Королева Анна, Океания, Эль Мундо.

В условиях лесостепной зоны важно выделить сорта по интенсивности цветения и фертильности, которые можно применить в качестве опылителей. В годы испытаний с различными метеорологическими условиями, как по температурным данным, так и по количеству выпавших осадков, выделены цветущие сорта: Удача, Джоконда, Приамбель, Самба, Гала,Мусинский,Рози, Голубой Дунай, Королева Анна, Барс, Эль Мундо, Пироль, Океания.

Сорта Удача, Вега, Джоконда, Кибиц, Королева Анна, Эль Мундо по хозяйственной ценности относятся к раннеспелой группе, к среднеранним - Гала, Барс, Океания. Сорта Бабушка, Мусинский и Голубой Дунай входят в группу среднепоздних.

По физиологической скороспелости в условиях Северной Осетии за несколько лет изучения вошли в группу ранних: Удача, Вега, Кибиц, Миа, Приам- бель, Никсе, Джоконда. К среднеранним отнесли сорта: Барс, Пароли, Рози, Океания, Самба, Эль Мундо. В группе среднеспелых - Пироль, Голубой Дунай, Бабушка.

Исследуемые нами сорта картофеля имели разное количество основных стеблей. Согласно данным, этот признак зависит от биологии самого сорта. Распределение по высоте растений картофеля показало, что более высоким ростом отличались сорта Голубой Дунай, Пироль, несколько ниже Удача, Мусинский, Балтик Роуз. В результате исследования, показатель роста не связан с группой спелости и является индивидуальным признаком сорта. Высота растений колеблется в зависимости от метеоусловий вегетационного периода.

картофель фитофтороз вирус

Таблица 1. Полевая оценка сортов коллекции по средним данным за 3 года