НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

НЕМЕНУЩА Світлана Миколаївна

УДК 632.938:632.4:633.15

стійкість біотипів кукурудзи на різних етапах онтогенезу До кореневих і стеблових гнилей

в умовах степу україни

06.01.11 – фітопатологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті зернового господарства УААН та Селекційно-генетичному інституті – Національному центрі насіннєзнавства та сортовивчення УААН

Науковий керівник - | кандидат біологічних наук,

старший науковий співробітник

Дудка Євген Леонтійович,

Інститут зернового господарства УААН,

завідувач лабораторії захисту рослин

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Нурмухаммедов Алішер Кахрамонович,

Інститут цукрових буряків УААН,

завідувач лабораторії вірусних хвороб та імунітету

кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Ковалишина Ганна Миколаївна,

Миронівський інститут пшениці

ім. В.М. Ремесла УААН,

завідувач лабораторії захисту рослин

Захист відбудеться “21” грудня 2007 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус № 3, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус № 4, к. 28

Автореферат розісланий „15” листопада 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради підпис М.С. Мороз

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Найбільшого розповсюдження кореневі і стеблові гни-лі кукурудзи набули в регіонах України з недостатнім і нестійким зволоженням. У зоні Степу, де зосереджено 60 % посівних площ цієї культури, від хвороб нині втрачається 11,9?22,3 % врожаю зерна (Дудка Є.Л. та ін., 2003). Тільки від коре-не-вих і стеблових гнилей його недобір становить 6,7?15,9 ц /га (Левада С.А., 1990).

Зменшення в сучасних інтегрованих системах захисту рослин питомої ваги внеску екологічно безпечних, але енерговитратних заходів (обробіток ґрунту, мінеральні добрива, зрошення та ін.) призводить до погіршення фітосанітарного стану агроценозів (Трибель С.О., 2004). Зокрема, така ситуація призводить до зростання шкодочинності еколого-паразитарних хвороб. За відсутності ефек-тивних агротехнічних та хімічних заходів захисту кукурудзи від них, особливо загострюється потреба створення і впровадження у виробництво гібридів, високостійких до хвороб.

Високий генетичний потенціал продуктивності сучасних гібридів, що вирощуються у виробництві, часто не може реалізуватись сповна через недостатню їх стійкість до кореневих та стеблових гнилей. Потрібні наукові розробки, які були б спрямовані на створення біотипів кукурудзи з широкими адаптивними здатностями, у тому числі нового стійкого до кореневих та стеблових гнилей вихідного матеріалу.

Для успішного виконання цього завдання необхідно вивчити видовий склад збудників у зоні вирощування, імунологічні властивості генотипів кукурудзи, проведення добору стійких форм, розробку прискорених і менш трудомістких методів оцінки стійкості сортозразків. Важливим є з’ясування стабільності стійкості певного набору сортозразків у різних екологічних умовах степової зони: північної, дуже посушливої з різко континентальним кліматом (Луганська обл.) та південної – помірно посушливої (Одеська обл.).

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є складовою частиною досліджень відділу захисту рослин Інституту зернового господарства УААН (тема: “Розробити наукові основи регулювання розвитку і обмеження шкодочинності хвороб і шкідників в агроценозах озимої пшениці і кукурудзи в зоні Степу.” Номер державної реєстрації – 0101U002200) та відділу селекції і насінництва кукурудзи Селекційно-генетичного інституту ? Національ-ного центру насіннєзнавства та сортовивчення УААН (тема: “Створити і передати на державне сортовипробування гібриди кукурудзи різних груп стиглості (ФАО 150-550) для зон кукурудзосіяння України.” Номер державної реєстрації – 0104U005943 ).

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень полягала у виявленні імунологічних властивостей біотипів кукурудзи на різних етапах онтогенезу до кореневих та стеблових гнилей, удосконаленні методів оцінки генетичної стійкості.

Для досягнення цієї мети були поставлені такі завдання:

- визначення розповсюдженості і шкодочинності кореневих та стеблових гнилей кукурудзи в зоні Степу України;

- ідентифікування видового складу збудників;

- визначення впливу екстремальних умов вирощування на стійкість до хвороби та схильність рослин до вилягання в залежності від генотипу;

- виявлення зв’язку між ураженістю кореневими і стебловими гнилями на різних етапах онтогенезу рослин;

- встановлення стійкості різних генотипів кукурудзи до кореневих та стеблових гнилей;

- виявлення характеру успадкування стійкості у гібридів;

- встановлення зв’язку стійкості до кореневих і стеблових гнилей з екологічною пластичністю сортозразків;

- удосконалення методів оцінки стійкості біотипів до кореневих і стеблових гнилей.

Об'єкт дослідження – стійкість біотипів кукурудзи на різних етапах онтогенезу до кореневих та стеблових гнилей.

Предмет дослідження – лінії і гібриди кукурудзи, збудники кореневих і стеблових гнилей, екологічні фактори, що впливають на розвиток хвороби.

Методи дослідження. Фітопатологічні – для дослідження динаміки розвитку хвороби залежно від екологічних умов, з’ясування стійкості інбредного матеріалу та створених на їх основі гібридів, пошуку стійкого інбредного матеріалу. Мікологічні аналізи – для вилучення збудників гнилі кореня та стебла і встановлення їх видового складу. Математично-статистичні – для оцінки достовірності отриманих результатів та встановлення кореляційних зв’язків.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в північній підзоні Степу України встановлена розповсюдженість та шкодочинність кореневих і стеблових гнилей кукурудзи. Основними збудниками хвороби в цій зоні є Fusarium moniliforme Sheld., F. sporotrichiella Bilai, F. oxysporum Schl., Sclerotium bataticola Taub. Вперше встановлена відсутність зв’язку стійкості біотипів кукурудзи на різних етапах онтогенезу до ураження збудниками кореневих і стеблових гнилей в посушливих умовах. На основі методики визначення фенотипової стабільності реакції генотипу S.Eberhart, W.Russell нами вперше розроблена шкала оцінки стійкості сортозразків кукурудзи проти кореневих і стеблових гнилей. Запропонована шкала розподіляє сортозразки на такі групи стійкості: високостійкі ? 0,0<bi<0,9; середньостійкі – 0,91<bi<1,3; сприйнятливі – 1,31<bi<1,9. Індекс до граничної межі bi ? 0,9 використовувати за коефіцієнт реалізації потенціалу стійкості (КРПС).

Практичне значення одержаних результатів. За результатами вивчення шкодочинності кореневих і стеблових гнилей кукурудзи у зоні Степу та ідентифікації їх збудників рекомендовано використовувати при створенні інфекційного фону для селекції на стійкість гриб Fusarium moniliforme Sheld. У зв’язку із залежністю реакції біотипів кукурудзи на ураження збудниками хвороби від гідротермічних умов і відсутністю взаємозв’язку її прояву на різних етапах онтогенезу в посушливих умовах, оцінку стійкості сортозразків і селекцію для цих умов доцільно вести окремо – як проростків, так і дорослих рослин. Оцінена стійкість до кореневих і стеблових гнилей 805 сортозразків кукурудзи для двох екологічних підзон (північній і південній) Степу України, виділено стійкі генотипи до хвороби і вилягання: лінії Ік 200-3, П 502, П 346, Гк 26, Дк427зМ. За джерело стійкості до гнилей рекомендується використовувати лінію Дк427 зМ, що володіє цією ознакою на всіх етапах розвитку рослин у двох підзонах Степу. Пропонується оцінювати стійкість різних біотипів у межах певних екологічних умов за допомогою коефіцієнта реалізації потенціалу стійкості (КРПС).

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно розроблено програму досліджень, особисто проведено експерименти, спостереження, облік, аналіз та узагальнення одержаних даних за темою дисертаційної роботи. Сформульовано наукові положення дисертації, зроблено висновки, дані рекомендації для практичного використання, підготовлено і опубліковано наукові праці за темою дисертації.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації заслуховувались та обговорювались на Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні (м. Дніпропетровськ, 5?6 березня 2002 р.), науковій конференції працівників Луганського державного аграрного університету (2003 р.), Міжнародній науково-практичній конференції “Современные приоритеты селекции сельскохозяйственных культур” (м. Одеса, 22?24 вересня 2004 р.), на засіданнях науково-методичної ради Інституту зернового господарства УААН (2001-2005).

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 6 наукових робіт, з них 3 статті у фахових виданнях, 3 тези доповідей.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, 5 розділів, висновків та пропозицій для селекції і виробництва. Викладена на 160 сторінках, містить 28 таблиць, 18 рисунків, 23 додатки. Перелік використаних джерел літератури містить 231 назву, серед яких 40 належить зарубіжним авторам.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. Наведено відомості щодо поширення кореневих і стеблових гнилей кукурудзи в світі і Україні, їх збудників та типів хвороби, стан вивчення питання стійкості до хвороби та методи її оцінки. Виявлена недостатня вивченість зв’язку прояву гнилей на різних етапах онтогенезу рослин та впливу екологічних умов на стійкість різних генотипів кукурудзи до хвороби. Виходячи з аналітичного огляду сучасного стану проблеми, обґрунтовано напрями досліджень.

Умови, матеріал і методика проведення досліджень

Дослідження проводили під час аспірантської підготовки в Інституті зернового господарства УААН (2001?2005рр.), при цьому польові досліди закла-дали на землях ТОВ „Луганський інститут селекції і технології” (ЛІСТ) Лу-ганської області (2002?2003 рр.) та відділу селекції і насінництва куку-рудзи Селек-ційно-генетичного інституту – Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення УААН (2004?2005рр.). Лабораторні експерименти у відділі захис-ту рослин Інституту зернового господарства УААН і відділі фітопатології і ентомології Селекційно-генетичного інституту – НЦНС УААН. Крім цього, роз-повсюдження хвороб встановлювали під час маршрутних обстежень вироб-ничих посівів кукурудзи в Луганській (2001?2003 рр.) і Одеській (2004 р.) областях.

Прояв стійкості рослин до ураження кореневими і стебловими гнилями, вплив хвороб на ріст, розвиток та урожай самозапилених ліній і створених на їх основі гібридів кукурудзи вивчали за мінливих погодних умов, характерних для регіонів досліджень. У всі роки (2001?2005) природний інфекційний фон був достатнім для вирішення поставлених завдань.

Для посіву використовували кондиційне насіння ліній:ІК 200-3 С, ІК 203-3 зС (ранньостиглих); П 346 зМ, К 643 зМ, П 502 М, Фц 18 МВ (середньоранніх); ВІР 44М, Т 22МВ, Дк 322МВ, Дк 316 МВ, Гк 26 М, Гк 26 зМ (середньостиглих); Дк 427 зМ (середньопізньої) та гібридів: Самара С (ранньостиглого); РИФ МВ F1 та F2, Луганець М, Луганський 222 МВ (середньоранніх); Кросс 326 М, Дніпровський345 МВ, Кросс 387 МВ, Дніпровський 337 МВ (середньостиглих).

При проведенні польових і лабораторних дослідів користувались загальноприйнятими методиками (Чумаков А.Е., 1974; Трибель С.О., 2001).

Облік кореневих і стеблових гнилей кукурудзи здійснювали у фазах 2?3 листків і повної стиглості за шкалою ВНДІК (1980). Для визначення ураженості рослин на початковій фазі онтогенезу проводили додатковий висів в міжряддя 75?100 насінин з наступним викопуванням проростків для аналізу, а під час дозрівання обліковими були всі рослини на ділянці.

Мікологічні аналізи проводили за методикою Г.В. Грисенко, Е.Л. Дудки (1980). Отримання типового конідієутворення грибів – згідно з методикою В.И.Билай, И.А. Элланской (1975). Видовий склад збудників хвороби встановлювали за визначниками грибів В.И. Билай (1977, 1988).

Стійкість селекційних і колекційних сортозразків до кореневих та стеблових гнилей визначали за результатами діагностики типу гнилі та обліку їх ураженості після дозрівання рослин. Тип реакції стійкості встановлювали відповідно до „Методики оценки пораженности стеблевыми гнилями и краткосрочного прогноза потерь кукурузы на зерно” (1989).

Параметри адаптивності біотипів до ураження та стабільність ознаки стійкості до кореневих і стеблових гнилей генотипів розраховували за методикою А.В. Кильчевского та Л.В. Хотылевой (1985). Шкалу оцінки стійкості генотипів до ураження кореневими і стебловими гнилями і умов середовища розробляли із застосуванням методики S.Eberhart, W.Russell (1966). Статистичну обробку даних здійснювали методами дисперсійного та кореляційного аналізу за Б.А.Доспехо-вим (1985) на персональному комп’ютері з використанням програмного забезпечення, розробленого в Інституті зернового господарства УААН А.В. Аде-го-вим і Г.Н. Душенко (1985).

Розповсюдження та етіологія кореневих і стеблових гнилей кукурудзи в зоні Степу

Встановлено, що кореневі і стеблові гнилі в Північній і Південній частинах зони Степу України проявляються щорічно і належать до найбільш шкодочинних хвороб кукурудзи. Залежно від погодних умов та стійкості гібридів і ліній ураженість проростків у зоні Північного Степу складає 9,7?54,1 %, Південного 27,6 %, дорослих рослин відповідно 19,5?20,0 % та 8,9 %.

Відмічено особливості прояву хвороби в різних екологічних умовах. За однакового перебігу хвороб на проростках в обох місцях проведення досліджень, в Одеській області типові ознаки ураження дорослих рослин виявлялися на стеблах вже з фази цвітіння. У Луганській же області за більш екстремальних умов вегетаційного періоду перші симптоми хвороби у дорослих рослин проявлялися пізніше на ранніх фазах стиглості, і були менш вираженими, маскуючись під передчасне дозрівання рослин.

Мікологічним аналізом відібраних зразків встановили, що основними типами кореневих і стеблових гнилей у зоні Степу є фузаріозний і вугільний, а в південній його частині в окремі роки ще і нігроспорозний. Серед виділених нами збудників гнилей найчастіше зустрічався Fusarium moniliforme Sheld. (46,0?94,5 %), рідше – F. oxysporum Schl., F.gibbosum App., F.sporotrichiella Bilai, F.graminearum Schw. (1,5?24,0 %) та спорадично - F.culmorum (Sm.) Sacc. (3,4?9,6%). Здебільшого серед фузаріїв на проростках в посушливих умовах Луганської області спостерігали лише три види, серед яких переважав гриб F.moniliforme Sheld. (94,5 %). Протягом росту і розвитку рослин видовий склад збудників хвороби розширювався за рахунок збільшення видів Fusarium та появи додаткових видів грибів Sclerotium bataticola (Taub.), Nigrospora oryza Petch. Виявлено, що за останні двадцять років видовий склад збудників, що уражують корінь та стебло кукурудзи в Одеській області, частково змінився. Серед грибів роду Fusarium, виділених з уражених проростків рослин кукурудзи, як і раніше (Иващенко В.Г., Вареник Б.Ф., 1984), превалює F.moniliforme Sheld., але збільшилася частка інших видів (F. sporotrichiella Bilai, F. oxysporum Schl., F.culmorum (Sm.) Sacc., F. gibbosum App.).

Установлено, що із гідротермічних факторів найбільший вплив на ураження коренів на початкових фазах онтогенезу виявляли середньодобова температура повітря та кількість опадів. Показник ураженості зворотно корелював із температурою повітря (r = -0,997 для ліній; r = -0,823 для гібридів) і опадами ( r = -0,964; r = -0,694), а також опосередковано із середньодобовою відносною вологістю повітря (r = -0,578; r = -0,739). Під час дозрівання відмічена пряма залежність ураженості рослин кукурудзи від кількості опадів (r = 0,577; r = 0,795). Щодо зв’язку ураженості рослин у цій же фазі розвитку з середньодобовою температурою та відносною вологістю повітря, то він був менш вираженим у посівах гібридів і відсутнім для ліній.

Стійкість різних генотипів до кореневих і стеблових гнилей

Найбільш радикальним, екологічно безпечним та економічно вигідним заходом захисту кукурудзи від хвороб є впровадження у виробництво стійких гібридів і ліній. Зараження кореня і стебла кукурудзи факультативними патогенами відбувається у онтогенезі рослин, але шкідливий прояв хвороби спосте-рігається у фазі проростків і на дорослих рослинах. Через це потрібна оцінка їх стійкості саме на цих фазах розвитку.

Взаємозв’язок прояву стійкості на різних етапах онтогенезу рослин. Стійкість до хвороби і взаємозв’язок між ураженням рослин на різних етапах їх розвитку ми вивчали на 22 сортозразках. Рослини оцінювали на початковому (проростках) і кінцевому (дорослих рослинах у фазі повної стиглості) етапах розвитку. Імунологічною оцінкою стійкості різних біотипів кукурудзи виявлено значні розбіжності їх реакції на ураження збудниками гнилей кореня і стебла залежно від фази розвитку рослин та погодно-кліматичних умов року. У фазі проростків для самозапилених ліній в обох підзонах середній рівень ураження ста-новив 24,0?30,8 % (табл. 1). Варіювання цього показника коливалося в межах від 10,4 до 55,4 % і залежало від погодних умов під час проростання та стійкості сортозразків. До групи нестійких у цій фазі в обох підзонах ввійшли самозапилені лінії Фц 18 МВ,Т 22 МВ, Гк 26 М, Гк 26 зМ. Найбільш стійкими були лінії ВІР 44М і Ік 203-3 зС, ураженість яких не перевищувала 19,7 % у зоні північного Степу.

Під кінець вегетації середня ураженість цих же сортозразків була дещо нижчою і становила 22,5?29,0 %. Коливання значень цього показника знаходи-лось в ширших межах ніж на проростках до 80,6 %. На цьому етапі розвитку стійкими в обох підзонах Степу виявилися лінії Гк 26 М, Гк 26 зМ, Дк427 зМ. У групи нестійких їх склад відрізнявся залежно від підзони. Так, у північній частині Степу до цієї групи входили лінії Дк 316 МВ і Ік 203-3 зС, а в південній ВІР 44 М, Фц 18 МВ, Дк 322 МВ, Дк 316 МВ, Ік 303-3 зС.

Широкий розмах варіювання ураженості рослин хворобою спостерігався і на гібридах. У проростків гібридів середня ураженість становила 16,4?27,6 % і змінювалася залежно від стійкості сортозразка від 10,7 до 60,5 % і зони досліджень (табл. 2). У південній частині Степу на обох етапах онтогенезу нестійким виявився гібрид Самара С.

У цілому ж, у фазі повної стиглості в середньому було уражено 13,4?30,1 % рослин гібридів. Діапазон коливань значень цього показника знаходився в межах

Таблиця 1 ? Ураженість ліній кукурудзи кореневими і стебловими гнилями на різних етапах онтогенезу рослин (середнє 2002?2005 рр.)

Лінії | Уражено рослин, %

Північний Степ* | Південний Степ**

фаза 2-3 листків | фаза повної стиглості | фаза 2-3 листків | фаза повної стиглості

Ік 200-3 С | 25,6 | 26,7 | 24,2 | 32,5

Ік 203-3 зС | 19,7 | 44,1 | 21,6 | 49,7

К 643 зМ | 28,1 | 15,4 | 17,0 | 16,8

П 346 зМ | 30,2 | 12,8 | 22,8 | 14,6

ВІР 44 М | 19,5 | 32,8 | 22,5 | 46,9

П 502 М | 28,4 | 11,9 | 21,0 | 15,0

Фц 18 МВ | 47,0 | 29,0 | 38,0 | 49,6

Т 22 МВ | 38,1 | 34,9 | 31,6 | 28,8

Дк 322 МВ | 31,3 | 35,9 | 29,2 | 55,4

Дк 316 МВ | 30,1 | 42,0 | 27,8 | 59,1

Гк 26 М | 40,8 | 1,7 | 25,1 | 3,7

Гк 26 зМ | 32,2 | 5,3 | 17,7 | 3,4

Дк 427 зМ | 29,0 | 0,4 | 13,7 | 1,5

Середнє | 30,8 | 22,5 | 24,0 | 29,0

НІР 0,05 | 5,21 | 7,33 | 4,62 | 7,82

Коефіцієнт кореляції | -0,233 | 0,618

Примітка: * ? Інститут зернового господарства УААН землі ТОВ "ЛІСТ" (середнє 2002?2003 рр.)

** ? Селекційно-генетичний інститут – НЦНС УААН (середнє 2004?2005 рр.)

Таблиця 2 ? Ураженість гібридів кукурудзи кореневими і стебловими гнилями на різних етапах онтогенезу рослин (середнє 2002?2005 рр.)

Гібриди | Уражено рослин, %

Північний Степ* | Південний Степ**

фаза 2-3 листків | фаза повної стиглості | фаза 2-3 листків | фаза повної стиглості

Самара С | 24,2 | 19,2 | 19,1 | 45,9

РИФ МВ 1 пок. | 29,5 | 14,8 | 14,3 | 35,1

РИФ МВ 2 пок. | 45,8 | 14,8 | 17,2 | 32,1

Луганець М ст. | 25,5 | 19,8 | 13,4 | 37,2

Луганський 222 МВ | 26,6 | 31,0 | 17,7 | 49,1

Кросс 326 М ст | 22,2 | 3,7 | 14,5 | 18,7

Дніпровський 345 МВ | 22,0 | 8,7 | 18,6 | 27,6

Кросс 387 М ст. | 29,2 | 2,1 | 16,5 | 12,5

Дніпровський 337 МВ | 23,1 | 7,7 | 16,1 | 14,5

Середнє | 27,6 | 13,4 | 16,4 | 30,3

НІР 0,05 | 5,22 | 10,19 | 3,64 | 9,40

Коефіцієнт кореляції | 0,118 | 0,367

Примітка: * ? Інститут зернового господарства УААН землі ТОВ "ЛІСТ" (середнє 2002?2003 рр.)

** ? Селекційно-генетичний інститут – НЦНС УААН (середнє 2004?2005 рр.)

від нуля до 72,0 %. У цій фазі в обох підзонах Степу нестійким був гібрид Луганський 222 МВ.

Ураженість рослин на прикінцевому етапі розвитку в посушливих умовах північного Степу була меншою при порівнянні з ураженістю проростків. У той же час, у більш вологих умовах південної частини Степу, навпаки, відбувалося зростання середньої ураженості рослин при вікових змінах.

Отже, можна відзначити, що виявлена залежність між проявом хвороби на різних етапах онтогенезу показала її відсутність за більш посушливих умов вирощування. Проте в більш вологих умовах Одеської області такий зв’язок був наявним і тісним (r =0,618) для ліній, хоча й менш вираженим (r = 0,367) для гібридів.

Імунологічна оцінка сортозразків. За роки досліджень (2001?2005) оцінено стійкість 805 сортозразків кукурудзи до кореневих і стеблових гнилей у фазі повної стиглості. Серед них імунних до хвороби не виявили. Частка стійких (з ураженням не більше 25 %) біотипів була вищою у гібридів, ніж у ліній. Із загальної кількості оцінених гібридів залежно від року досліджень стійкими були 77,1?89,5 % і лише в 2003 р. їх кількість становила 50,0 %, у цей рік погодні умови сприяли ураженню рослин. До групи найбільш стійких щорічно входили гібриди Кросс 326 М, Кросс 387 М, Дніпровський 345 МВ, Дніпровський 337 МВ, РОСС207 МВ, Дніпровський 310 МВ, ОдЛ 1 МВ.

Серед самозапилених ліній до групи стійких належали 51,2?62,5 % зразків, окрім 2002 року, коли частка їх сягала 83,4 % на тлі загальної невеликої кількості уражених рослин. Серед інбредного матеріалу стійкими були лінії П502, П 346, К 643, Гк 26, П 101, Од 104, Ок 109, ОФЛЖ 11, П 149, Дк 427зМ.

Вилягання рослин залежно від стійкості генотипу до хвороби. Серед негативних наслідків ураження рослин кукурудзи кореневими і стебловими гнилями є їх вилягання. Встановлено, що вилягання, спричинене цією хворобою, проявляється більше в посушливих умовах, які сприяють зниженню стійкості рослин до ураження факультативними паразитами. Такий шкодочинний прояв кореневих і стеблових гнилей найбільше спостерігали у ліній Фц 18 МВ, Дк316МВ, Дк 322 МВ, у яких вилягало відповідно 23,1; 22,4; 20,8 %, а найменше – у ліній П 502 М, Гк 26 М, Гк 26 зМ, для яких цей показник не перевищував 3,5% рослин.

Статистична обробка результатів досліджень підтвердила наявність тісного зв’язку між виляганням рослин ліній та ураженням їх кореневими і стебловими гнилями (рис.1). Для гібридів такий зв’язок відмічено лише в більш посушливі роки (2002 і 2005). До групи стійких належали гібриди Кросс 387 М, Дніпровський 337 МВ, Кросс 326 М, вилягання яких становило 3,9?6,3 %. Стійкість до вилягання у них поєднувалася з високою стійкістю до хвороби.

Успадкування стійкості гібридами. Вивчення успадкування стійкості гібри-дами є важливою складовою пошуку генетичних джерел для селекції на імунітет. Результати наших досліджень доводять, що першочергове значення для отримання стійких гібридів має використання в схрещуваннях більш стійких ліній. Так, при використанні стійкої материнської форми (Кросс 326 М) і батьківської середньостійкої (Дк 316 МВ) або середньосприйнятливої (Дк 322МВ) отримані гібриди (Дніпровський 345 МВ, Дніпровський 337 МВ) за реакцією на ураження збудниками кореневих і стеблових гнилей наближалися до материнського компонента.

У випадку, коли як материнський компонен використовували сприйнятливу лінію (ВІР 44 М), а батьківську навпаки стійку (К 643 зМ), то стійкість гібрида підвищувалася (Луганець М) лише незначною мірою.

Використання як батьківського компонента в трилінійному гібриді сприйнятливої лінії незначною мірою впливало на стійкість першого покоління (F1). А трилінійний гібрид Луганський 222 МВ, у якого сприйнятливий один із материнських компонентів (Луганець М), а також і батьківський (Т 22 МВ), за реакцією на ураження збудниками гнилей кореня і стебла кукурудзи наближався до сприйнятливої форми.

Удосконалення генетичної оцінки стійкості за допомогою методів обчислення екологічної пластичності

Стійкість кукурудзи до кореневих і стеблових гнилей є полігенною ознакою, що підпадає під вплив екологічних чинників. Ми вивчали екологічну пластичність генотипів кукурудзи за ознакою ураження проростків і дорослих рослин кореневими і стебловими гнилями та можливість застосування цього показника для імунологічної оцінки сортозразків.

Виявлено, що у фазі повної стиглості ефекти взаємодії патогенів з лініями і гібридами мали істотне значення та впливали на стабільність прояву ознаки стійкості до ураження. За вивчення адаптивності до патогенів гібридів і вплив на

Таблиця 3 ? Екологічна пластичність за ознакою стійкості до кореневих та стеблових гнилей (середнє 2002?2005 рр.) |

Гібрид | Підзона Степу | Загальна адаптивна здатність, eij | Відносна стабільність, Еij | Коефіцієт регресії bi | Самара С | А | 5,5 | 0,0 | 0,1 | Б | 15,5 | 80,0 | 1,7 | РИФ МВ 1 пок | А | 1,4 | 81,1 | 1,9 | Б | 4,8 | 91,7 | 1,5 | РИФ МВ 2 пок | А | 1,4 | 47,2 | 1,2 | Б | 1,8 | 111,0 | 1,7 | Луганець М ст. | А | 6,4 | 0,0 | 0,5 | Б | 6,8 | 104,7 | 1,8 | Луганський 222 МВ | А | 16,5 | 48,1 | 2,3 | Б | 18,2 | 53,0 | 1,2 | Кросс 326 М ст. | А | -9,6 | 103,2 | 0,8 | Б | -11,6 | 0,0 | 0,1 | Дніпровський 345 МВ | А | -4,7 | 35,3 | 0,7 | Б | -2,7 | 27,0 | 0,4 | Кросс 387 М ст. | А | -11,3 | 0,0 | 0,3 | Б | -17,8 | 31,5 | 0,2 | Дніпровський 337 МВ | А | -5,7 | 88,9 | 1,2 | Б | -15,8 | 20,2 | 0,2 |

Примітка: А ? Північний Степ (Інститут зернового господарства УААН землі ТОВ "ЛІСТ" (середнє 2002?2003рр.))

Б ? Південний Степ (Селекційно-генетичний інститут – НЦНС (середнє 2004?2005рр.))

цей показник батьківських компонентів в умовах Луганської області встановлено, що до групи стійких ввійшли Кросс 387 М і Кросс 326 М, які мали найнижчі ефекти взаємодії, відповідно -11,3; -9,6 (табл. 3). Екологічна стабільність цих гібридів значно різнилася. Так, якщо у гібрида Кросс 387 М значення цього показника було нуль, то у Кросс 326 М існує висока імовірність збільшення ураження в окремі роки в цій місцевості, що підтверджується високою кількісною оцінкою адаптивності – 103,2.

Використання серед батьківських компонентів одного стійкого, а іншого – сприйнятливого за взаємодії патогена з генотипом гібрида зумовлювало зниження рівня стійкості останнього: Дніпровського 337 МВ та Дніпровського 345 МВ – відповідно до -5,7 та -4,7.

При вивченні цих біотипів кукурудзи в умовах Одеської області за реакцію взаємодії патогенів з гібридами і лініями та нормою реакції на умови навколиш-нього середовища показники прояву стійкості трохи відрізнялися. Величини параметрів адаптивної здатності гібридів щодо збудників кореневих і стеблових гнилей тут мали граничні межі від -17,8 до 18,2, тоді як у батьківських форм вони були більшими майже вдвічі і становили -27,5 30,1. Стабільно сприйнятливим був гібрид Луганський 222 МВ, взаємодія якого в системі „біотип-патоген-середовище” оцінювалися найвищим показником 18,2. До групи сприйнятливих ввійшов також гібрид Самара С, адаптивність якого до збудників гнилей кореня і стебла становила 15,5. Ранжування в середині групи стійких гібридів у цій області було відмінним від його в Луганській області. Тут розташування за зменшенням відбувалося в такому порядку: Кросс 387 М, Дніпровський 337 МВ, Кросс 326 М та Дніпровський 345 МВ. Показники ефектів взаємодії за адаптивними здатностями до патогенів та умов середовища цих сортозразків становили відповідно -17,8; -15,8; -11,6; -2,7.

Реакцію генотипу на умови середовища характеризує додатково величина коефіцієнта регресії (bi ). Його визначення надає можливість оцінити пластичність та абсолютну стабільність, тобто є показником стабільності певної ознаки реалізації її генотипових значень у різних умовах середовища. Нами проведено визначення коефіцієнта регресії для ознаки ураженості гібридів і ліній кореневими і стебловими гнилями. В результаті проведеної оцінки серед гібридів в Луганській і Одеській обл. (табл. 3) до стійких віднесено гібриди Кросс 326 М ст., Дніпровський 345 МВ, Кросс 387 М ст. та Дніпровський 337 МВ. Вони виявилися гомеостатичними (0,1<bi<0,8), з високою стабільністю прояву стійкості до ураження рослин кукурудзи кореневими і стебловими гнилями по роках. Тобто цим гібридам властива підвищена стійкість до хвороби.

Визначено, що відносно стійкими є гібриди, коефіцієнт регресії яких за ознакою ураження кореневими і стебловими гнилями, знаходився в діапазоні 1,3<bi<1,9. До цієї групи належали Самара С, РИФ МВ 1 пок, РИФ МВ 2 пок., Луганець М ст., Луганський 222 МВ.

Розмах значень коефіцієнтів регресії цієї ж ознаки у вихідних форм був більш широким, ніж цей показник у гібридів. Серед батьківських компонентів набір Р1 (материнські лінії) за значеннями коефіцієнта регресії по ураженню кореневими і стебловими гнилями відповідав гібридам, а серед набору Р2 (батьківські лінії) розподіл відбувався дещо по-іншому. Так, сприйнятлива лінія Дк 316 МВ за фенотиповою стабільністю мала коефіцієнт 2,7. До високостійких ввійшла група по розбігу від 0,0 до 0,9, а середньостійких – 0,91?1,3, сприйнятливих 1,311,9. Цю градацію, ми вважаємо, можна використати як шкалу оцінки стійкості сортозразків до кореневих і стеблових гнилей.

За цією шкалою, фактично визначається потенціал реалізації стійкості до кореневих і стеблових гнилей гібридів і ліній при використанні їх у певних екологічних умовах. При цьому кожний показник цієї шкали буде являти собою індекс – коефіцієнт реалізації потенціалу стійкості (КРПС). Він характеризує можливість прояву стійкості того чи іншого сортозразка в межах певних екологічних умов. Найбільш повною мірою реалізація стійкості відбуватиметься у біотипів з КРПС менше bi?0,9. Наближення його оцінки в одиницях до значення нуль свідчить про високу імовірність збереження стійкості в межах ареалу, з якого отримані дані ураженості, що використані для його обчислення. Тобто ми отримаємо оцінку пластичності в генетичному розумінні та стабільності – широкому. За цієї умови, ступінь можливої модифікованості ознаки найменша, що свідчить про абсолютну її стабільність.

Отже, визначення КРПС у межах широкого діапазону екологічних умов (за роки, в різних зонах кукурудзосіяння тощо) буде більш універсальним для комплексу факторів і засвідчуватиме про можливість застосування біотипу за низького його значення в межах більш широкого ареалу. В нашому випадку таку властивість у двох підзонах Степу (Північного і Південного), де проводились дослідження, матимуть сортозразки Кросс 326 М, Дніпровський 345 МВ, Кросс 387 М та Дніпровський 337 МВ. Як засвідчують наші розрахунки, найнижчим цей показник є для сортозразків Самара С, Луганець М, Кросс 326 М ст., Кросс 387 М ст., Фц 18 МВ, П 502 М, Гк 26 М, Гк 26 зМ, Дк 427 зМ в Луганській області та Кросс 326 М ст., Кросс 387 М ст., Т 22 МВ, ВІР 44М, П 502 М, Гк 26 М, Гк 26 зМ, Дк 427 зМ в Одеській, що вказує на можливість використання цих сортозразків для селекції гібридів саме для цих зон кукурудзосіяння.

Висновки

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у вивченні стійкості до кореневих і стеблових гнилей біотипів кукурудзи на різних етапах онтогенезу в умовах Степу України. Шляхом вивчення рівня стійкості біотипів проти хвороб за різних екологічних умов виявлено джерело стійкості для селекції на імунітет, що поєднує цю ознаку із іншими господарсько?цінними якостями. Розроблено шкалу оцінки стійкості до кореневих і стеблових гнилей кукурудзи. Одержані експериментальні дані та закономірності дозволяють сформувати наступні узагальнюючі висновки:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

ПРОПОЗИЦІЇ СЕЛЕКЦІЙНІЙ ПРАКТИЦІ

1. Селекцію на стійкість до гнилей кореня і стебла кукурудзи для посушливих умов доцільно вести окремо ? для проростків і дорослих рослин. При застосуванні штучного інфекційного фону як збудника використовувати гриб Fusarium moniliforme Sheld.

2. Фенотипову стабільність ознаки стійкості до кореневих і стеблових гнилей рекомендується оцінювати за методикою обчислення коефіцієнта регресії та коефіцієнта реалізації потенціалу стійкості (КРПС).

3. У селекції кукурудзи на імунітет до кореневих і стеблових гнилей рекомендується використовувати лінію Дк 427 зМ як джерело стійкості.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.