Козаева М.И., Соловых Н.В.

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина, Россия, г. Мичуринск

Адаптационная способность различных видов, сортов и гибридных форм земляники в условиях абиотических и биотических стрессовых воздействий

Успешное выращивание той или иной культуры во многом определяется факторами окружающей среды, в том числе климатическими, которые существенно влияют на урожайность (Вавилов, 1935) [1]. Необходимы продуктивные сорта, обладающие не только высокими товарно-потребительскими качествами плодов, но и хорошим адаптационным потенциалом к комплексу абиотических и биотических стрессоров. Это позволяет уменьшить потери урожая от неблагоприятных погодных условий, избыточного засоления или закисления почв, существенно сократить применение пестицидов [2, 3, 4].

В мире создано более десяти тысяч сортов земляники. Однако недостатком большинства из них является низкая устойчивость к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам [5]. Нестабильность погодных условий, резкие перепады температуры в последние годы отрицательно сказываются на состоянии и продуктивности растений земляники [6]. Ослабленные абиотическими неблагоприятными условиями растения земляники становятся более уязвимыми к ряду болезней [7]. Болезни поражают не только плоды, но и вегетативные органы растений, что отрицательно сказывается на развитии всего организма. Наиболее чувствительным органом растений является лист, который под действием неблагоприятных факторов среды, как правило, желтеет, а в критических условиях на нём образуются некротические зоны [8].

В 2007 – 2009 г.г. с мая по октябрь включительно проводили тестирование зелёных листьев земляники на наличие эндофитной микробиоты. Для тестирования были взяты виды Fragaria ovalis L., Fragaria orientalis A. Los., сорта Кама (выведен в Польше), Марышка (выведен в Чехии), РедГонтлет (Шотландский институт садоводства), Фестивальная (Павловская опытная станция ВИР), а также сорта селекции ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина: Урожайная ЦГЛ, Фейерверк, Рубиновый кулон, Привлекательная. Тестированию были подвергнуты также гибридные комбинации 520-154 х Холидей и 298-19-9-43. Гибридные формы получены от скрещивания сортов разных климатических зон, по предварительным данным они обладают средним уровнем морозостойкости и устойчивости к грибным патогенам. Тестирование проводили путём посева дважды простерилизованных (спирт + обжиг) листовых эксплантов растений на стерильную питательную среду (15 г агар-агара, 300 г картофеля на 1 л воды) в пробирки в 10 повторностях. Тестирование проводили ежемесячно с мая по октябрь в одни и те же сроки.

По результатам исследований наиболее высокая бактериальная активность отмечена у сортов Урожайная ЦГЛ и Фейерверк. Средний выход бактерий у них составил 95,5% и 85,7%, соответственно. Несколько ниже этот показатель у сортов Рубиновый кулон (62,0%) и Фестивальная (52,4%). Низкие показатели имели сорта Привлекательная, Кама, РедГонтлет, Марышка, виды F. ovalis и F. orientalis, а также гибридные формы 520-154 х Холидей и 298-19-9-43. В основном выходящие на питательную среду бактерии относятся к роду Pseudomonas.

Низкий выход смешанной микробиоты (бактерия + гриб) на фоне активного развития бактерии наблюдался у сортов Урожайная ЦГЛ и Фейерверк (по 14,3%). В свою очередь, уменьшение частоты положительных тестов на бактерию привело к росту смешанной инфекции у сортов Рубиновый кулон и Фестивальная. У сортов Привлекательная, Кама, РедГонтлет, Марышка, гибридных форм 520-154 х Холидей и 298-19-9-43, а также видов F. ovalis и F. orientalis отмечены достаточно высокие показатели смешанной микробиоты, что свидетельствует о том, что данные сорта, формы и виды испытывают наибольшее биотическое стрессовое воздействие. В составе грибной эндофитной микробиоты чаще всего регистрируются грибы рода Aspergillus, иногда рода Fusarium, реже другие.

Одним из важных диагностических показателей, характеризующих состояние растений, является процент отрицательных тестов на микробиоту. Данный показатель отражает уровень окислительного стресса у растительного организма. При интенсивном и продолжительном воздействии на растение стрессовых факторов антиоксидантная система не способна предотвратить разрушительное действие свободных радикалов, в результате чего нарушается динамическое равновесие и развивается патологический процесс, получивший название «окислительный стресс» [9]. Поэтому показатели отрицательных тестов находятся в обратной зависимости от уровня адаптационной способности растения. Высокий показатель отрицательных тестов указывает на низкий потенциал адаптации, и, наоборот, низкий показатель отрицательных тестов соответствует высокой адаптационной способности тестируемого растения.

В процессе исследований по показателю отрицательных тестов как наиболее адаптивные выделились сорта Урожайная ЦГЛ и Фейерверк (по 11,3%). У сортов Рубиновый кулон и Фестивальная средний показатель отрицательных тестов составил соответственно 23,8 и 38,1%. Низкую адаптационную способность имели сорта Привлекательная (47,6%), Кама (52,2%), РедГонтлет (66,7%), Марышка (66,7%), гибридные формы 520-154 х Холидей (76,2%), и 298-19-9-43, а также виды F. ovalis и F. orientalis.

Проведённые исследования показали, что эндофитная микробиота, находясь в тесном контакте с растением и отражая его состояние, является надёжным индикатором для диагностики адаптивного потенциала различных вдов, сортов и гибридных форм растений. На основе её тестирования можно проводить отбор форм для производства и селекции.

Литература

1. Вавилов Н.И. Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям / Н.И. Вавилов // М-Л. : Сельхозгиз, 1935. − 110 с.

2. Кашин В.И. Научная база реализации биологического потенциала садовых культур / В.И Кашин // Садоводство и виноградарство. – 2000. - №3. С. 2-5.

3. Соловых, Н. В. Биотехнологические и биофизические методы оценки солеустойчивости земляники / Н.В. Соловых, А.В. Будаговский, О.Н. Будаговская // Вестник РАСХН. – 2009. – № 1 – С. 53 – 55.

4. Трунов И.А. Экологическая устойчивость сортов земляники и возможности её повышения / И.А. Трунов, С.А. Брюхина // Садоводство и виноградарство. – 2007. - №6. – С. 11-12.

5. Пысина С.В. Результаты изучения сортов и элитных форм земляники на адаптивностьв условиях низкогорья Алтая / С.В. Пысина // Вестник Алтайского государственного аграрного университета., 2008. - №11. – С. 10-12.

6. Айтжанова, С.Д. Адаптивный и продуктивный потенциал новых сортов и отборов земляники / С.Д. Айтжанова, Н.В. Андронова, Г.В. Орехова // Проблемы агроэкологии и адаптивность сортов в современном садоводстве России: материалы Всерос. науч.-метод. конф.(1 – 4 июля 2008 г.) – Орёл, 2008. – С. 10-12.

7. Айтжанова, С.Д. Адапптивный потенциал земляники в условиях Брянской области / С.Д. Айтжанова, В.И. Андронов // Генетико-селекционные проблемы устойчивости плодовых растений к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам : сб. докладов и сообщений XII Мичуринских чтений (29-30 октября 1996 г.) – Тамбов, 1998. – С 113-115.

8. Гудковский, В.А.. Устойчивость плодово-ягодных растений к стрессовым факторам / В.А. Гудковский // Садоводство и виноградарство. – 1999. - №1. –С. 2-6.

9. Гудковский, В.А. Окислительный стресс плодовых и ягодных культур / В.А. Гудковский 8. Гудковский, В.А. Окислительный стресс плодовых и ягодных культур / В.А. Гудковский . Каширская, Е.М. Цуканова // РАСХН, ВНИИС им. И.В. Мичурина. – Тамбов: Изд. ТГТУ, 2001. – 88 с.