Селекція пшениці на стійкість проти шкідників

Аналіз тенденцій, що намітилися в рослинництві, виконаний відомими фахівцями на базі сучасних досягнень в області фітоімунології, еволюції, екології та агробіоценологіі, селекції, генетики та захисту рослин, показав, що ідеальним і разом з тим реальним методом стримування шкідників може бути створення і впровадження у виробництво сортів , стійких проти пошкоджень (Шапіро, 1985 Р. Пайнтер, 1953- Дре, 1977- Коппел, Мертінс, 1980 Рассел, 1982).

У ряді праць з даного питання розкриті механізми і типи стійкості проти комах, показані економічні, екологічні та біологічні переваги стійких сортів і їх виняткова важливість в інтегрованих системах захисту рослин (Вілкова, Шапіро, 1985 Фадєєв і ін., 1981).

Є приклади успішного придушення шкідників за допомогою стійких сортів пшениці. Так в 30-х роках в СРСР був створений стійкий до гесенської мусі сорт Артемівка, а пізніше - Колективна. Стійкістю до гесенської мусі відрізняються багато сортів, створені в 50-60-і роки на Білоцерківській, Веселоподільський і Миронівської селекційних досвідчених станціях, а також УНІІРСіГ і ВСГІ. В результаті районування цих сортів шкідливість гесенської мухи значно знизилася у всіх зонах вирощування озимої і ярої пшениці. Тільки в центральній чорноземної зоні РРФСР це забезпечує отримання щорічно понад 1 млн. Тонн зерна додатково (Шапіро, 1985).

Нерідко стійкі проти шкідників сорти створювалися при природному заселенні селекційних посівів шкідниками та відсутності пестицидного прикриття. У цих умовах найвищий урожай забезпечували форми і сорти, що володіють стійкістю проти постійно присутніх в ценозах шкідників.

Таким чином були відібрані стійкі проти мухи гесенської Білоцерківська 198, Миронівська 264, Миронівська 808, Одеська 13, Одеська 16, відносно стійкі проти попелиці великий злакової і трипса пшеничного Одеська 51, Степняк, Одеська 83, Одеська напівкарликова, Бригантина, Південна Зоря, Обрій, Промінь та інші сорти.

Відсутність належного ентомологічного контролю при селекції може привести до значних втрат врожаю при впровадженні сприйнятливих сортів на зміну стійким. Так, заміна у виробництві Одеської 16 та інших остистих форм озимої пшениці, що відрізняються стійкістю проти попелиці великий злакової, сприйнятливими до цього виду безоста (Безостая 1, Аврора, Кавказ) була однією з причин спалаху масового розмноження попелиці на півдні УРСР на початку 70-х років. Районування замість цих сортів щодо стійких проти попелиці Одеської 51 і Ерітроспермум 127, навпаки, забезпечило придушення спалаху масового розмноження цього шкідника.

Використання генів карликовості призвело до помітного зниження витривалості перших районованих сортів озимої пшениці (м`якої і твердої) в фазі сходи - кущіння проти пошкоджень мухою пшеничного. В останні роки на дослідних полях селекційних установ для захисту зернових культур від мух злакових, попелиць злакових і черепашки шкідливої ​​все частіше застосовують пестициди. У цих умовах зменшується ймовірність відбору задовільних по стійкості форм і селекційних номерів, тому що вони не можуть проявити свої важливі ентомологічні переваги. Тому в будь-який селекційної програмою, незалежно від поставлених перед селекціонером завдань, будуть раціональні будь-які заходи або прийоми, які б підвищували ймовірність відбору ентомологічного прийнятних сортів.

Багаторічний досвід селекціонерів ВСГІ та інших селекційних установ показав, що задовільні по стійкості сорту легше отримати, використовуючи в якості вихідного матеріалу пристосовані до умов зони високоврожайні сорти. Так як незалежно від програм робіт весь матеріал в процесі селекції випробовувався на природних фонах, то в роки з підвищеною чисельністю шкідників виконувалися негативні або позитивні відбори по урожаю або за іншими показниками, які характеризують стійкість. Доцільно створення підсилених природних ентомологічних фонів для обов`язкової оцінки кандидатів в сорти. Такі оцінки можуть бути суміщені з екологічними сортовипробування (методика ВАСГНІЛ, 1980).

Виключно цінну інформацію про стійкість сортів може дати паралельне випробування на двох фонах - природному і пестицидному. Дворічні досліди з вивчення реакції сортів на осінню обробку сходів 40 фосфаміду (1,5 кг / га) проти попелиць злакових показали, що в умовах Південно-західного селекцентр на інсектицидні тлі середній урожай значно збільшується, але його прибавка по сортам в порівнянні з контролем змінюється від 0 до 70, що свідчить про різну витривалості сортів проти попелиць як шкідників і переносників вірусів. У тих випадках, коли ставиться спеціальне завдання створити високоврожайні сорти з підвищеним рівнем стійкості проти одного або декількох видів шкідників, потрібні спеціальні програми досліджень. Для цього виділяють перспективні в селекційному плані види шкідників, що мають значення в зоні селекцентр. Для оцінки селекційного матеріалу в польових умовах можуть бути використані методичні розробки ВІР (1953), ВІЗР (1978), УНІІРСіГ (1980), ВСГІ (1978, 1984) та інших установ. Ці методики трудомісткі. Більш достовірну оцінку може дати примусове заселення зразків в польових або лабораторних умовах, для чого створюють штучні мікропопуляціі шкідників, здійснюють дозоване инвазирования рослин з подальшим урахуванням пошкоджень врожаю, темпів розвитку комах на випробовуваних сортах і ін. Такі методики розроблені для оцінок стійкості пшениці проти гесенської мухи (УНІІРСіГ, 1980) і злакових попелиць (ВСГІ, 1978). Особливий інтерес представляють експрес-методи оцінок, засновані на фізіолого-біохімічних і цитологічних реакціях рослин і комах при їх взаємодіях, а також на анатомічних і морфологічних маркерах стійкості. В цьому відношенні добре відома стійкість пшениць з виконаної соломиной проти хлібного пильщика, а також стійкість ярих пшениць з опушеними листами проти пьявіци (Шапіро, 1985).

Найбільш повно вивчена стійкість пшениці проти гесенської мухи. Ознака контролюється домінантними або частково домінантними генами (Н1-Н8) та рядом рецесивних генів, зосереджених в хромосомах 1 і 5А. Виявлено і добре вивчені донори стійкості: з генами Н1,2 - Біч Клаб, Доусон, Позо- НЗ - Ейс, Артур, Дуал, Джорджія, Іонія, Логан, мононитка, Ред Коат, Рід, Райлі, Рассел, шауні, Тодд, Ява- Н4 - Діксон- Н5 - Рібері- Н6 - Бенхар, Нох, Латроп- Н7,8 - Сенека та ін.

Високим рівнем стійкості відрізняються багато районовані в СРСР сорти, що успадкували цей ознака від Артемівки і Ковейл. Вивчено також гени вірулентності гесенської мухи і їх поширення в різних географічних зонах (Леллем, 1980 Шапіро, 1985). Стійкість пшениці проти червоногруді пьявіци визначається щільністю опушения листя і довжиною волосків (трихом), які перешкоджають харчуванню личинок. Це домінантна ознака у тургидум, а у пшениці м`якої успадковується кількісно при аддитивном дії генів, які знаходяться в хромосомах 4А (Головні), 5А, 2А, 7В і ін. (допоміжні) (Рассел, 1982). Великою стійкістю проти пьявіци мають багато сортів ярої пшениці селекції Південно-східного селекценра. В якості вихідних форм рекомендуються сорти Кама, Кариби, Дипломат (Шапіро, 1985). Добре вивчена стійкість пшениці проти хлібного пильщика. Вона пов`язана з виконанням нижніх міжвузлів стебла. Ця ознака контролюється генами (хромосоми 1Д, ЗВ, ЗД, 4Д, 5А, 5В і 6Д) І схильний до фенотипической мінливості. В якості донорів стійкості можуть служити сорти Реском, Чайнук, Конук, ТИОГ, Савтана, Фортуна, Лью, Реджо, Совмонт і інші (Гуйда, 1980), а також Кінельському 30, Кінельському 40, Самарська, Зарічна (Шапіро, 1985). У сортів Прікумск 36, Прікумск 38 стійкість проти пильщика не пов`язана з виконанням стебла.

Є успіхи у вивченні стійкості пшениці проти звичайної злакової попелиці: виділений сорт пшениці твердої Диккинсон 485, виявлений новий джерело стійкості RI 268210 (Егілопс Таушев), створений сорт Аміго зі стійкістю від жита, показано, що ознака контролюється моногенно і в більшості випадків рецессивен (Гуйда, 1980). В умовах СРСР виділені сорти, стійкі проти звичайної злакової попелиці (Башкирська 9, Горьковская 20, Скала, Саратовська 39, Казахстанська 126, Харківська 46, Каскад, Хінік), а також стійкі проти великий злакової попелиці (Центурк, Новосадський рана, Фокс, Промінь , Обрій та ін.). У зв`язку з гетерогенністю популяцій шкідників і можливістю існування в зонах селекцентр різних біотипів попелиць злакових і мух злакових основну увагу необхідно приділяти сортам і формам, що відрізняється стійкістю проти місцевих популяцій шкідників протягом декількох років.

витривалість - менш цінний тип стійкості проти шкідників, але він також може бути використаний в селекції як адаптивний ознака високоврожайних сортів, особливо проти мух злакових, пьявіци, листокруток, черепашки шкідливої. Виділені стійкі проти шкідників сорти включаються в колекцію селекціонера і разом з формами, відібраними фітопатології та іншими фахівцями, складають своєрідний банк донорів. Виняткову цінність представлятимуть сорти і форми, що володіють груповий або комплексною стійкістю і адаптивністю до місцевих умов. На підставі цієї дослідницької роботи складають програму селекції, визначають, по відношенню до яких видів шкідників стійкість повинна бути підвищена, а до яким - не ослаблена в процесі селекції. Одночасно створюються стійкі форми, які в подальшому можуть бути використані як вихідні.

Селекція на стійкість проти шкідників в принципі не відрізняється від селекції на інші властивості (Рассел, 1982- Гуйда, 1983- Майо, 1984). У випадках, коли відомі гени стійкості, використовують різні типи конвергентних схрещувань пристосованого до місцевих умов високоурожайного батька з донорами, що несуть несцепленние домінантні гени. Конвергентні схрещування в поєднанні з беккроссов дозволяють об`єднати в одному генотипі кілька генів стійкості і адаптивності до зовнішніх умов. Оцінки і відбір такого матеріалу в залежності від складності контролю ознак стійкості виконуються в селекційних (F3) або контрольних (F4-5) розплідниках.

Якщо стійкість має полигенную основу, застосовують циклічні рекурентні схрещування: донор схрещують з місцевим високоврожайних сортом, а потім в F3-4 відбирають стійкі рослини і схрещують їх між собою. Якщо передбачені програмою форми не будуть виділені, рекурентний цикл схрещувань, оцінок і відборів повторюють.

Кращі лінії, що поєднують стійкість і інші господарські цінні властивості, піддаються подальшій імунологічної перевірці і вивчаються в попередніх сортовипробування для відбору майбутніх сортів. При цьому можуть бути отримані форми з недоліками, але які мають сильну стійкістю проти шкідливих видів-їх доцільно використовувати в якості вихідного матеріалу. Результати сортовипробування в різних екологічних умовах, в тому числі на провокаційному і пестицидному фонах, - це цінна інформація про імунологічні і адаптивних властивостях сортів.

Ентомологи і інші фахівці, аналізуючи характер зміни врожайності на різних сортодільницях і в різних фітосанітарних умовах, отримують додаткові відомості про сорти. Якщо причина нестабільності врожаю пов`язана з імунологічними властивостями сорту, то вносяться пропозиції про зонах районування, а також по сортовий агротехніки або приймається рішення про відповідне доопрацювання сорти. Після впровадження нового сорту у виробництво ентомологічні спостереження можуть дати відомості для організації підтримуючої селекції в процесі первинного насінництва, а також для планування подальшої селекційної роботи.