Комплекс методов лабораторной диагностики для быстрой оценки устойчивости селекционных линий зерновых культур к воздействию опасных грибов рода Fusarium разработали ученые Красноярского научного центра (КНЦ) СО РАН, 13 мая сообщает пресс-служба КНЦ.
Ученые Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства, используя данный метод, выявили линию ярового овса (Б-70), сохраняющую высокую продуктивность при воздействии токсинов Fusarium. Таким образом, разработанный метод позволит селекционерам создавать сорта, применение которых сельхозпроизводителями сократит для них потери зерна и снизит использование фунгицидов.
Ученые Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства представили результаты своих исследований в статье «Оценка устойчивости овса к корневым гнилям in vitro: опыт применения в селекции», опубликованной в журнале «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки».
Овес в России является одной из основных зерновых культур. Из него производят диетические крупы, детские и диетические продукты, а также корма для животных. Однако сельхозпроизводители овса при его выращивании сталкиваются с проблемой корневой гнили (фузариоза), которую вызывают грибы рода Fusarium.
Пораженные корневой гнилью растения слабеют и гибнут, что приводит к снижению урожайности. В настоящее время для защиты от поражения растений фузариозом их обрабатывают пестицидами. Однако при этом возрастают себестоимость и нагрузка на экосистему.
Экологичным и экономичным решением может стать использование при выращивании овса сортов, обладающих при высоком качестве также и генетической устойчивостью к фузариозу.
Чтобы облегчить селекционерам выведение таких сортов, учеными КНЦ СО РАН была выполнена комплексная оценка перспективных в этом отношении линий ярового пленчатого овса (Б-5, Б-1, Б-22, Б-45, Б-70).
Это позволило им определить линию, наиболее устойчивую к заражению самыми агрессивными штаммами возбудителя корневых гнилей гриба Fusarium poae, который встречается в почве Красноярского края.
При этом выделенная красноярскими учеными селекционная линия также имеет и высокую урожайность. Исследователи применили биотехнологические методы in vitro работы с клетками растений.
Они последовательно помещали в чашки Петри с питательной средой клетки различных селекционных линий овса, а к выросшим клеткам добавляли токсины гриба Fusarium poae. Оценку реакции клеток на токсины проводили через месяц, определяя, какие линии оказались устойчивыми к ним и продолжали расти, а какие погибали.
Одновременно учеными проводились исследования, как токсичные условия влияют на эффективность фотосинтеза проростков выбранных селекционных линий. Для этого овес высевали в почву, в которую через три дня после появления ростков добавили суспензию с большим количеством спор гриба.
В результате визуальной оценки 12-дневных проростков было установлено, что наибольшую устойчивость к корневой гнили показала линия Б-70: в чашках Петри с Fusarium poae гибель ее клеток была минимальной, а скорость фотосинтеза у ростков в присутствии токсинов гриба была максимальной.
В полевых испытаниях линия Б-70 показала по урожайности и массе зерна результаты не хуже стандарта (сорт Тубинский), а по количеству стеблей с полноценными колосьями с зерном — даже лучше. Результаты испытаний позволили отнести эту линию к категории ценных.
Старший научный сотрудник лаборатории физиологии и биотехнологии Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства Светлана Луговцова так охарактеризовала полученные результаты:
«Линия Б-70 показала высокую клеточную устойчивость к корневым гнилям в клеточной культуре. Даже при сильном заражении грибом, клетки этой линии продолжали расти в отличие от стандартного сорта овса, у которого этот процесс ослаб. Кроме того, эта линия имеет высокую продуктивность и не уступает по урожайности лучшим существующим сортам».
Таким образом, резюмировала исследователь, использование селекционерами выявленных линий, генетически устойчивых к фузариозу, позволит создавать сорта овса, не требующие частых химических обработок пестицидами, что снизит для производителей зерна себестоимость возделывания, а также нагрузку на экосистему.