Костенко О.І. Удосконалення методів оцінки і добору селекційного матеріалу цукрових буряків на стійкість проти фузаріозної гнилі

Краткое содержание

РОЗДІЛ 1

ОСНОВИ СЕЛЕКЦІЇ НА СТІЙКІСТЬ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ ПРОТИ ФУЗАРІОЗНОЇ ГНИЛІ (огляд наукової літератури)

Проведено аналіз та узагальнення класичних методів селекції на стійкість проти хвороб та відпрацьовано матеріали з метою вдосконалення методики оцінки стійкості селекційного та вихідного матеріалу проти фузаріозної гнилі. На основі аналізу результатів дослідження вчених у даному напрямі сформульовано вимоги щодо створення вихідного матеріалу та опрацьовано методики і етапи оцінки селекційного та вихідного матеріалу на стійкість проти фузаріозної гнилі з метою підвищення ефективності та прискорення селекційного процесу в даному напрямі.

РОЗДІЛ 2

УМОВИ, МАТЕРІАЛ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕННЯ

Дослідження за темою дисертаційної роботи виконано в Інституті цукрових буряків УААН (експериментальна база “Олександрія”, м. Біла Церква, Київська обл.) впродовж 1999–2006 рр. в умовах інфекційного фону на стаціонарній ділянці.

Білоцерківський район, в якому проводили дослідження, характеризується помірно-континентальними кліматичними умовами. Опадів за рік випадає в середньому 505 мм. Впродовж вегетаційного періоду середні показники температури повітря складають 13,9⁰С, що цілком достатньо для вирощування цукрових буряків.

Ґрунти дослідної ділянки характеризуються як чорноземи типові опідзолені.

Погодні умови у роки дослідження коливалися, в межах характерних для центрального Лісостепу України, проте відрізнялися нестабільністю волого забезпечення та температурних режимів в окремі роки. Найбільш сприйнятливими для росту і розвитку цукрових буряків як першого так і другого років були 1999, 2001, 2002, 2005 та 2006 рр.

Для дослідження були залучені 14, найбільш поширених у виробництві, сортів і гібридів цукрових буряків вітчизняної селекції, які занесені до Державного Реєстру сортів рослин України та 8 гібридів іноземної селекції. Також сорти кормових буряків Еккендорфський жовтий, Урсус, Роте Вальце, Уманські напівцукрові; столових – Бордо. Крім того, у дослідження були включені різні форми цукрових буряків: з цитоплазматичною чоловічою стерильністю (ЦЧС), з генною чоловічою стерильністю (ГЧС), одержані в умовах експериментальної бази “Олександрія” та F₂ ГЧС AR – форми з генною чоловічою стерильністю киргизького походження, закріплювачі стерильності та прості гібриди. Стандартом служив гібрид Український ЧС 70.

Оцінку на стійкість проводили згідно удосконаленої нами методики. Дослід закладено у чотириразовій повторності способом рендомізації.

Номери з поєднанням ознак стійкості проти фузаріозної гнилі і високої продуктивності вивчали в екологічному сортовипробуванні “Бетаінтеркрос”.

За період дослідження проводили спостереження, аналізи та обліки за наступними методиками:

·                     обстеження на ураження гнилями коренеплодів у період вегетації проводили за удосконаленою автором методикою;

·                     визначення інфекційного фону та визначення показників поширення хвороби визначали згідно методики Хованської К.Н. та ін.;

·                     заселення кореневої системи цукрових буряків грибною мікрофлорою визначали за методиками Білай В.І., Шевченка В.М.;

·                     видовий склад грибів визначали за допомогою визначника хвороб грибкового походження Морочковського С.Ф.;

·                     при проведенні лабораторних аналізів у культурі in vitro застосовували методику з використанням сублетальних концентрацій авторів Роїка М.В., Редько В.І., Нурмухаммедова А.К., Недяк Т.М., Костенко О.І.

Отримані експериментальні дані обробляли методом математичної статистики, використовуючи елементи дисперсійного, кореляційного, регресійного аналізів. Достовірність отриманих статистичних параметрів оцінювали за критеріями Стьюдента (t), Фішера (F), Кохрена (G), Пірсона (c²) тощо.

РОЗДІЛ 3

УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ ОЦІНКИ СЕЛЕКЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ НА СТІЙКІСТЬ ПРОТИ ФУЗАРІОЗНОЇ ГНИЛІ

У даному розділі розглядається вплив фаз онтогенезу рослин на ступінь розвитку фузаріозної гнилі, а також аналізуються погодні умови років дослідження та вплив їх на збудників хвороби, удосконалено методику оцінки селекційного матеріалу на стійкість проти фузаріозної гнилі. На основі вивчення циклу розвитку хвороби виявлена найбільш уразлива фаза онтогенезу цукрових буряків та спрямований селекційний процес з метою одержання стійкого вихідного матеріалу.

Важливим фактором є встановлення взаємодії основних морфо-фізіологічних ознак із стійкістю проти фузаріозної гнилі коренеплодів. Для цього проведено фенологічні спостереження за розвитком рослин з метою усунення небажаних ознак та визначено частки впливу різних факторів на структуру стійкості з метою підвищення ефективності селекційного процесу.

Встановлено сорти–індикатори для диференціювання селекційного матеріалу за рівнем ураження з метою підвищення ефективності добору на стійкість і бракування матеріалу при сильному ураженні. З метою достовірної оцінки селекційного матеріалу на стійкість проти фузаріозної гнилі удосконалена методика оцінки селекційного матеріалу на природному фоні та уніфікована шкала визначення ураженості рослин.

За результатами вивчення ураження рослин фузаріозною гниллю у період вегетації та впливу на цей показник різних факторів встановлено, що в групі гібридів іноземного походження за три роки спостережень основними показниками впливу стали взаємодія погодних умов, генотипу сорту та фаз онтогенезу рослин у період обліку захворювання. Частка взаємодії склала 25,2%, майже стільки ж (25,0%) припадає на вплив фаз розвитку рослин. У межах 13% була частка впливу взаємодії різновидності гібридів (генотип сорту) і фаз онтогенезу та взаємодія погодних умов і фаз розвитку рослин. Суттєво впливали на ураження рослин хворобою фактор погодних умов року (4,8%) та особливості гібридів (6,5%). На ураження фузаріозною гниллю коренеплодів рослин сортів і гібридів вітчизняної селекції в період вегетації основним фактором впливу стали взаємодія року та фази розвитку рослин у період спостережень (31,1%), на інтенсивність розвитку захворювання вплинули також фази онтогенезу (25,9%). Суттєвий вплив на прояв стійкості виражено у взаємодії погодних умов року, генотипів сортів та фаз розвитку. Значно менший, але істотно доведений на ураження рослин хворобою, є вплив генотипу сорту (3,0%), взаємодії погодних умов року із генотипом (3,4%), а також вплив умов року (4,8%).

Математична обробка даних вітчизняного селекційного матеріалу показала, що основним фактором впливу на ураження рослин фузаріозною гниллю є мінливі погодні умови, які обумовлюються зміною температури повітря та кількості опадів, а також фазами онтогенезу рослин. Генотипи сортів та гібридів вітчизняної селекції також впливають на стійкість рослин проти збудників хвороби, що вказує на необхідність посилення селекційної роботи зі створення імунних форм.

Спостереження за ураженням коренеплодів цукрових буряків у динаміці впродовж вегетаційного періоду показали залежність періодів росту і розвитку рослин та активністю заселення їх збудниками хвороби. Найбільшого ураження зазнають рослини з 14-ої до 20-ої фази розвитку. Найсприйнятливішими були наступні фази розвитку: утворення 7-го – 8-го справжніх листків (14 фаза онтогенезу); утворення 13-го – 14-го листків (17 фаза онтогенезу); ґрунт повністю покритий листками, початок змикання міжрядь (20 фаза онтогенезу), тобто період, коли відбувається активний приріст вегетативної маси рослин. Зниження ураженості рослин хворобою відбувається після 22-ої фази розвитку (37-й – 70-й дні після змикання рядків, тобто період інтенсивного накопичення сухої речовини).

За рівнем ураження гібридів іноземної селекції збудниками фузаріозної гнилі коренеплодів виявилася позитивна тенденція поступового накопичення збудника хвороби упродовж вегетації рослин. У деяких гібридів (Гала, Леона, КВС 8228) спостерігали масове ураження в 17 фазу онтогенезу рослин. У вітчизняних гібридів також саме у цю фазу спостерігали сильне ураження рослин хворобою (БЦ ЧС 51, ВП одн. 29 та Я ЧС 72).

Таким чином, у період вегетації значний розвиток хвороби спостерігали у фазах онтогенезу “утворення справжніх листків – початок змикання листків у міжряддях”.

За роки досліджень виявлена чітка тенденція щодо збереження стійкості вітчизняних гібридів, що є наслідком пристосованості до умов вирощування та цілеспрямованої селекційної роботи у цьому напрямі (рис. 1).

З метою проведення ефективної селекції проти фузаріозної гнилі нами удосконалено методику оцінки селекційного матеріалу, що виражена у модифікації шкали обліків уражених рослин; виявлено сорти–індикатори для диференціювання селекційного матеріалу за рівнем ураження, для підвищення ефективності добору на стійкість.

Рис. 1. Ступінь ураження рослин цукрових буряків вітчизняної та зарубіжної селекції за фазами онтогенезу рослин, 1999-2001 рр.

Примітки: 14 фаза онтогенезу – утворення 7-го – 8-го справжніх листків;

17 фаза онтогенезу – утворення 13-го – 14-го листків;

20 фаза онтогенезу – ґрунт повністю покритий листками;

22 фаза онтогенезу – 37-й – 70-й дні після змикання рядків.

Оцінку селекційного матеріалу на ураження фузаріозною гниллю рослин цукрових буряків проведено упродовж 1999-2002 рр. на жорсткому інфекційному фоні та здійснено диференціювання форм за рівнем ураження (рис. 2). Серед селекційного матеріалу, що вивчався, виявлено гібрид іноземної селекції Гала із сильним ураженням хворобою за період спостережень (33,0%) і його рекомендовано як сорт-індикатор сильної уразливості фузаріозною гниллю. Гібрид Льговсько-Верхняцький ЧС 31 за роки дослідження уражався на 15,4%, що вказує на середню сприйнятливість до хвороби. Гібрид Український ЧС 70 виявився слабо сприйнятливим проти хвороби (за роки дослідження ураження не перевищувало 8,6%).

Таким чином, виявлено найбільш стійкі проти ураження фузаріозною гниллю у період вегетації гібриди цукрових буряків. Серед вітчизняних гібридів: Український ЧС 70, Верхняцький ЧС 63, Льговсько-Верхняцький ЧС 21, Уладово-Верхняцький ЧС 37 та сорт Ялтушківський одн. 64, ступінь ураження яких був у середньому 6,4-8,8%. Найбільш сприйнятливими до хвороби є гібриди іноземного походження Гала (28,9%), Соня (23,0%) та КВС 8228 (20,9%).