Болезни растений

Трахеомикозное увядание бахчевых культур

В каждой зоне бахчеводства есть свои особо опасные заболевания. В бахчеводческих регионах юга Украины к таким относят трахеомикозное увядание всходов (в меньшей степени болезнь поражает развитые растения) бахчевых культур. Это заболевание опасно тем, что проявляется массово на больших площадях и протекает вяло, почти незаметно. К тому же в настоящее время нет эффективных химических препаратов для его предупреждения и лечения. По клиническим признакам его можно диагностировать лишь тогда, когда пересевать бахчевые на других площадях уже поздно, а на прежних — бесперспективно. Вот и получается хорошо знакомая ситуация, называемая «баштан не удался»: оставив посев, получим большую изреженность, а закультивировав его — и вовсе лишимся баштана. Борьба с этим  заболеванием сводится к агротехническим и профилактическим мероприятиям, таким как изоляция в пространстве и времени (возвращать посевы бахчевых культур на прежнее поле лучше через 5-7 лет).
Мелкоконтурность сельскохозяйственных угодий и узкая специализация хозяйств на выращивании бахчевых культур делает невозможным соблюдение агротехнических мер борьбы с увяданием. Попытки заменить агротехнические меры борьбы химическими (такими как протравливание семян или обработки посевов фунгицидами) дали половинчатые результаты, которые лишь оттягивают время проявления заболевания. Подытожив все вышеперечисленное, можно сделать вывод: надеяться остается только на иммунологический метод защиты растений. А это, прежде всего, выведение резистентных сортов, гибридов или же отбор устойчивых к этому заболеванию районированных сортов и дальнейшее их размножение в элитном семеноводстве. В такой ситуации возникает необходимость в разработке надежного и простого в исполнении метода отбора резистентных растений, которым мы в первую очередь должны вооружить селекционера, чтобы он смог целенаправленно выводить сорта, устойчивые к этому заболеванию, да еще и разработать мероприятия для поддержания в семеноводческом процессе достигнутого уровня резистентности. Чтобы достичь успехов в этом деле, селекцию на иммунитет следует проводить с начальных звеньев селекционного процесса. А для этого необходимы способы оценки селекционного материала, позволяющие на небольшом количестве растений определять устойчивость или восприимчивость растений к возбудителям заболевания. Работа селекционера сложна и скрупулезна. При этом применение иммунологического метода защиты бахчевых культур должно как можно меньше усложнять и без того кропотливый селекционный процесс.
Анализ существующих методов определения резистентности растений к увяданию, в том числе и стандартного (ДСТУ-413 8-2002), показал, что ни один из них не подходит для использования в селекции. Объясняется это тем, что при их применении исследуемые растения уничтожаются, а значит и не имеют возможности дать потомство и участвовать в селекционном процессе для последующего отбора и размножения.
Метод К. Е. Дютина и Б. М. Щербинина лишен этого недостатка, но уж больно сложен и трудновыполним, а в некоторых аспектах, таких как приготовление инокулюма, проблематичен даже в теоретическом плане. Известные способы отбора селекционных форм сельскохозяйственных культур на устойчивость к трахеомикозному увяданию требуют значительных материально-технических затрат и времени на его проведение. Общепризнанный метод отбора растений в селекционном процессе на определение их резистентное предусматривает посев и выращивание сортообразцов на инфекционном фоне при соблюдении монокультуры или искусственное инфицирование грунта инокулюмом, приготовленным при размножении штаммов возбудителя этого заболевания. Это длительный и трудоемкий процесс, который к тому же не в полной мере удовлетворяет потребности селекционеров, так как сдерживает во времени проведение селекции. А при расщеплении в следующем поколении утрачивается индивидуальность определения степени резистентности образца. Стандартный способ определения устойчивости растений к фузариозу (ДСТУ-413 8-2002) предполагает определение ре-зистентности на стадии проростков и дает лишь предварительные обобщенные результаты по всей партии.
Способ Украинского научно-исследовательского института овощеводства и бахчеводства определяет устойчивость растений к фузариозу гистохимическим методом по активности пероксидазы, что является опосредованным показателем. Этот метод недостаточно точен, поэтому проводится с шестикратным повторением. Это признают и его авторы, указывая на необходимость дополнительного проведения полевых испытаний при определении резистентности испытываемых образцов.
Экспресс-метод оценки бахчевых культур на устойчивость растений к фузариозу был разработан во Всесоюзном научно-исследовательском институте овощных и бахчевых культур. Его принцип основан на фунгитоксичности клеточного сока и обладает теми же недостатками, что и предыдущий. Кроме того, он усложняется необходимостью выделения чистой культуры гриба Fuzanum oxysporum f. niveum и последующим размножением штамма этого возбудителя на картофельно-кислом агаре. Но ведь увядание бахчевых культур вызывается широким спектром возбудителей несовершенных грибов, основные из которых принадлежат к родам Fuzanum и Verticilium. Поэтому использование для определения резистентности растений всего лишь одного штамма возбудителя нельзя считать достаточно объективным при определении резистентности в селекционном процессе. Способ ВНИИ овощных и бахчевых культур, разработанный К. Е. Дютиным и Б. М. Щербининым, предусматривает инфицирование опытного участка за 20-25 дней до посева внесением инокулюма искусственно размноженного штамма гриба Fuzanum, как сплошным внесением в грунт на всей площади опытного участка, так и внесением в посадочную ямку при посеве семян вручную.
Общим недостатком всех этих способов является их непригодность к использованию в селекции из-за того, что для проведения определения резистентности необходимо большое количество семян. Или же из-за невозможности использования результатов исследований в дальнейшем селекционном процессе, так как образец (как об этом уже говорилось выше) уничтожается при проведении анализа, а также невозможности определения индивидуальной устойчивости каждого растения в связи с тем, что результаты анализа имеют общий характер для всей исследуемой партии, требуют лабораторного микробиологического оборудования и немалых ресурсов времени, очень трудоемки и значительно продлевают селекционный процесс. К тому же игнорируется влияние других форм и штаммов возбудителя этого заболевания, высокая численность и большое разнообразие которых присущи несовершенным грибам родов Fuzanum и Verticilium.
В такой ситуации селекционеры в процессе придания сорту резистентности, как правило, полагаются на удачу и дар предвидения, используя хорошо известный нам метод «тыка» или же проводят оценку выведенных сортов на последних этапах селекционного процесса, когда уже безвозвратно истрачено много времени и ресурсов и остается только констатировать полученные результаты. Но даже в случае успеха, когда новый сорт или гибрид оказался резистентным к трахеомикозному увяданию, то на протяжении длительного пути размножения и внедрения его устойчивость в лучшем случае «растворяется» в стремлении получить как можно больше семян при его репродукции. А со временем приобретенная устойчивость и вовсе утрачивается, поскольку уже в процессе размножения нового сорта возникают новые формы патогена, способные «взломать» созданный иммунитет из-за большой изменчивости и разнообразия форм возбудителя, период размножения которого несравним с периодом размножения растения-хозяина.
Но не все так плохо, как кажется на первый взгляд. Для начала проанализируем сложившуюся ситуацию в селекции бахчевых культур, устойчивых к трахеомикозному увяданию, и расставим по порядку все факторы, вызывающие болезнь, та­ким образом, будто мы расставляем фигуры на шахматной доске, прежде чем вступить в бой с этим опасным заболеванием. Начнем со сбора информации о нашем противнике и проанализируем ее. Трахеомикоз ное увядание бахчевых культур вызывается широким спектром возбудителей, основные из которых относят к родам Fuzanum LK:Fr. (F. oxys-porum f.niveum.Wr. и F. oxysporum f. meloms Leach.) Verticilium Nees (V.dahliae Kleb. и V. albo-atrum Rke. et Berth.). Как и все несовершенные грибы, по способу питания относимые к факультативным паразитам, они, в случае отсутствия растений-хозяев, комфортно себя чувствуют в почве в сапрофитном амплуа. Ведь почва поля является основным и стабильным источником инфекции. Теперь становится понятно, почему химические меры борьбы с этим заболеванием не дают ожидаемых результатов. И предпосевная обработка семян, и их протравливание позволяют обеззаразить лишь семена, но никак не почву. Стерилизация почвы, даже в теплице, это очень тяжелое и затратное во всех отношениях агротехническое мероприятие. Затратное в такой степени, что проведение его, даже в тепличных хозяйствах, зачастую оказывается просто невозможным. А осуществить искусственную стерилизацию пахотного слоя на сотнях тысяч гектаров баштанов — тем более нереально. Ведь несовершенные грибы - наиболее распространенные, многочисленные и разнообразные обитатели окружающей среды. Их разнообразие и изменчивость поставили в сложное положение ученых-систематиков, поскольку у большинства из несовершенных грибов половое размножение отсутствует, а следовательно и понятие биологического вида к ним не применимо. Следует поблагодарить коллег-систематиков уже только за то, что они сгруппировали и устранили хаос, а также разработали схему их определения. По этой схеме все исследования начинаются с выделения возбудителя в чистую культуру и установления, по культурально-морфологическим признакам на питательной среде, его видовой принадлежности. Но это всего лишь начало диагностики. Выделенный изолянт должен быть проверен на патогенность для определения его способности к инфицированию растений бахчевых культур в качестве первопричины болезни, а затем определяются его агрессивность и вирулентность. Этот процесс усложняется еще и тем, что разделение на патогенные и непатогенные формы весьма условно. Большинство их видов характеризуется значительной внутривидовой вариабельностью не только по признаку патогенности, но и по культурально-морфологическим признакам. В пределах вида микробиологи выделяют еще и специализированные формы относительно поражаемых сельскохозяйственных культур, отчего систематика приобретает беспредельно необъятные формы.
Учитывая такое положение вещей, при разработке новой методики пришлось отказаться от проведения общепринятого в других методиках начального этапа, что и оправдалось в дальнейшем.
Заражение растений в системе «гриб-некротроф — растение» сводится к проникновению гриба в растение с помощью энзимов (ферментов) по классической схеме, при которой токсины приводят в действие фактор вирулентности. Набор этих энзимов и определяет агрессивность штамма возбудителя, а токсины лишь завершают процесс, в котором закупорка сосудов микроконидиями является заключительной стадией болезни, а не причиной увядания, как это представляется при осмотре поля. Не последнюю роль в инфицировании растений играют условия выращивания бахчевых культур, основными из которых являются температурный режим, влажность грунта (субстрата) и воздуха. Вот здесь и вступают в силу свойства сорта чи­нить препятствия возбудителю заболевания и проявляется его прирожденная пластичность к погодным условиям и агротехнике выращивания. Именно посредством выбора агротехнических методов агроном вмешивается в систему «возбудитель заболевания — культурное растение», и следует признать, что эта система по объективным причинам слабоуправляема нами.
О возбудителях трахеомикозного увядания бахчевых культур исследователям известно лишь то, что все они принадлежат к почвенным грибам. Зимой они находятся в почве в свободном состоянии — в виде хламидоспор и больших покоящихся зарезервированных спор, а в растительных остатках — в виде частей мицелия. При благоприятных условиях окружающей среды гриб «оживает» и образует инокулюм, который содержит в себе и конидии, и сумкоспоры. Конидии активизируются в капельной влаге, а сумкоспоры — воздушным путем, и процесс заражения набирает силу. При взаимодействии с растением конидия и сумкоспора прорастают и инфицируют растение. На основании этих знаний разработана методическая схема новой методики, пригодной для использования в селекционном процессе.

 

Источник: По материалам журнала «Овощеводство»

 

Все статьи раздела "Болезни растений" ...