Гены устойчивости
Текст: Н. М. Велижанов, канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр., ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Республики Дагестан»
Высокорентабельное производство товарной овощной продукции требует использования своевременной и обоснованной системы защиты растений в период их вегетации от вредных организмов. Поэтому только при строгом фитосанитарном контроле возможно выращивание новых и районированных сортов и гибридов томата с высокими сортовыми и посевными качествами.
Известно, что данная культура достаточно часто поражается возбудителями грибковых, бактериальных и вирусных болезней, потери от которых могут достигать 30–40%. По этой причине достижение высокой устойчивости томата к биотическим и абиотическим стрессам является важной практической задачей во многих регионах его возделывания, в том числе в Республике Дагестан.
АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
Различные заболевания наносят значительный ущерб и могут проявляться на разных этапах роста и развития этой культуры — от фазы прорастания семян до полной зрелости плодов. В условиях Республики Дагестан, как и в некоторых других субъектах нашей страны, болезни обычно фиксируются на протяжении всего вегетационного периода томата. Однако особенно вредоносными они оказываются на ранних и поздних этапах онтогенеза, когда наблюдаются бурые пятна или глубокие язвы на корнях, а также увядание растений.
Важным для разработки принципов и подходов к экологической организации процесса создания новых сортов и гибридов томата является анализ основных закономерностей взаимодействия «генотип — среда». Согласно некоторым данным, подобная связь обусловлена особой чувствительностью определенных блоков генов этого растения к колебаниям средовых факторов, поэтому их исключение из селекционных программ является эффективной стратегией в разрешении проблем, связанных с соответствующими взаимодействиями. Сейчас глобальное изменение климата в сторону потепления, приводящее к сухому и жаркому лету во многих регионах страны, вызывает определенные трудности в выращивании овощей на поливных участках, а отсутствие генетически устойчивых или толерантных к засухе сортов и гибридов томата способствует повышению вредоносности фузариозно- и альтернариозно-бактериальной вершинной гнили плодов этой культуры.
ОТОБРАТЬ ОБРАЗЦЫ
В связи с существующими проблемами специалисты ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Республики Дагестан» провели ряд актуальных исследований. Их основной целью стало выявление взаимосвязи устойчивости томата к фузариозу и засухе на разных этапах онтогенеза, а также определение степени влияния погоды в течение года на поражаемость растений фузариозной корневой гнилью.
Работа осуществлялась в 2017 году как в лабораторных, так и в полевых условиях. В качестве основного материала были выбраны четыре образца-родителя этой культуры и шесть гибридных популяций — Подарочный, Памир, Колорадо, Яна, F3 (Вихрен × Яна) × Яна, F4 Вихрен × Яна, F3 (Топаз × Марти) × Л 43/2, F3 (Бела × Лотос) × Лотос, F4 Бела × Лотос и F3 (Талисман × Спартак) × Л 41/4. Всего в ходе опытов было проанализировано 48 растений родительских форм и 90 проб гибридных популяций. В полевых условиях эксперименты закладывались в рандомизированных блоках. Повторность была трехкратной. Оценка устойчивости к фузариозной корневой гнили проводилась на этапе созревания плодов по шестибалльной шкале: 0 баллов присваивались растениям, обладающим иммунитетом к данной болезни, 1 балл — высокоустойчивым, 2 — устойчивым, 3 — средневосприимчивым, 4 балла — чувствительным, а 5 — сильно восприимчивым образцам, которые погибали в ходе опытов. Полученные данные были обработаны методами факторного и кластерного анализов в пакете программ Statistica 7.
МЕРЫ ЗАЩИТЫ
Во время проведения экспериментов по причине частых майских дождей у растений томата в нижней части стебля и листьев проявлялись альтернариозная и бактериозная пятнистости. Помимо этого, наблюдалось распространение корневых гнилей бактериальной, фузариозной и розокториозной этиологии. Для подавления развития инфекционного процесса было проведено опрыскивание опытных посевов в фазе 2–3 настоящих листьев несколькими биофунгицидами —
«Планриз», «Псевдобактерин-2», «Бактофит», «Фитолавин» и «Фитоспорин-М». Дополнительно в рабочий раствор добавлялся регулятор роста, относящийся к гуминовым кислотам. Из всех использованных препаратов в рамках проведенных экспериментов наиболее действенным в борьбе с бактериальными заболеваниями оказался «Фитолавин» — его биологическая эффективность достигала 83%. Однако грибковую инфекцию лучше всех сдерживал «Фитоспорин-М» — результативность составила 67%.
В период начала завязывания плодов томата отмечалось отложение яиц хлопковой совкой. Для действенной в орошаемых условиях борьбы с гусеницами этого вредителя, а также с фитофторозом и альтернариозом, применялось опрыскивание посевов системными фунгицидами «Строби», «Ридомил» и «Квадрис» в смеси с биологическими препаратами «Лепидоцид» или «Битоксибациллин». В связи с асинхронностью яйцекладки и отрождения гусениц за день до полива проводился выпуск трихограммы и габробракона. Следует отметить, что данные энтомофаги в течение сезона использовались 6–8 раз независимо от орошения и с интервалом 7–10 суток. Сочетание традиционного и биологического методов способствовало экологизации защитных мероприятий и снижению степени загрязненности окружающей среды и овощной продукции.
ЦЕННЫЕ ТИПЫ
Основное внимание специалистов было направлено на изучение генетической восприимчивости томата. Так, в рамках научных исследований все сорта проявляли значительные отличия по изучаемым признакам, что свидетельствовало о целесообразности их использования для анализа генетического детерминизма засухоустойчивости этой культуры. Особый интерес представляли особенности сходств и расхождений между родителями и потомками, то есть гибридными популяциями. Так, в ходе опытов была выявлена степень общности беккроссной формы F3 (Бела × Лотос) × Лотос и простого варианта F4 Бела × Лотос с исходным материалом Лотос, а также беккроссной популяции F3 (Вихрен × Яна) × Яна и простой популяции F4 Вихрен × Яна с устойчивой родительской формой Яна, что свидетельствовало о значительном вкладе генных аллелей родителей в проявление реакции потомственных популяций на засуху. Наименее восприимчивыми к фузариозу оказались генотипы Подарочный, Памир, Яна и Лотос. Хотя балл поражения варьировал по годам, изученные сорта практически сохранили свою норму реакции. Гибридные популяции, созданные с участием обозначенных родителей, особенно при беккроссных скрещиваниях, проявили более низкий уровень поражаемости в полевых условиях по сравнению с исходным материалом, что свидетельствовало о целесообразности использования указанных генотипов в качестве надежных доноров генов устойчивости томата к фузариозной корневой гнили.
Таким образом, проведенные специалистами ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Республики Дагестан» исследования показали, что стойкость томата к высоким положительным температурам на раннем этапе онтогенеза генетически детерминирована и взаимосвязана с устойчивостью взрослых растений к фузариозной корневой гнили в полевых условиях. Более того, с помощью специального анализа удалось определить, что по восприимчивости генотипы этой культуры формируют общие или близкие кластеры с родственными потомственными популяциями, особенно с беккроссными, что свидетельствует о высокой наследственности устойчивости к фузариозу.