Введение. При возделывании пшеницы одной из ключевых проблем является происходящее в процессе вегетации заражение семенного материала фитопатогенными грибами. В Красноярском крае среди возбудителей семенной инфекции пшеницы наиболее распространены грибы р.р. Fusarium, Bipolaris и Alternaria [1, 2]. При заражении данными грибами происходит значительное снижение посевных качеств семян, а в случае заражения зерна представителями р.р. Fusarium и Alternaria – снижение и потребительских свойств урожая из-за накопления в зерне целого комплекса опасных для человека и животных микотоксинов, представляющих угрозу для животных и человека [3–7].
Одним из ключевых компонентов интегрированной защиты растений от болезней является возделывание сортов, обладающих пониженной восприимчивостью к возбудителям заболеваний [8, 9]. Однако данные о восприимчивости современных сортов сибирской селекции к возбудителям семенной инфекции на территории Красноярского края носят крайне ограниченный и фрагментарный характер [10].
Цель исследования. Изучение восприимчивости сортов мягкой яровой пшеницы Triticum aestivum L., допущенных к возделыванию на территории Красноярского края, к актуальным для региона возбудителям семенной инфекции.
Задачи исследования: изучение распространенности и таксономического состава возбудителей семенной инфекции в разных зонах Красноярского края; изучение сортовой специфики применительно к распространенности семенной инфекции, составу возбудителей.
Объекты и методы исследования. Объектом исследования служило зерно 9 сортов пшеницы: Красноярская 12, Курагинская 2, Свирель (селекция ФГБНУ «Красноярский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» (КрасНИИСХ ФИЦ КНЦ СО РАН), г. Красноярск, Красноярский край); Новосибирская 15, Новосибирская 18, Новосибирская 29, Новосибирская 31, Новосибирская 41 (селекция ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук» (ФИЦ ИЦиГ СО РАН), г. Новосибирск, Новосибирская область); Алтайская 70, Алтайская 75 (селекция ФГБНУ «Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий» (ФАНЦА), г. Барнаул, Алтайский край), полученное на ГСУ п. Большая Ничка (Минусинский район, Минусинская лесостепь) и в учебном хозяйстве «Миндерлинское» п. Борск (Сухобузимский район, Красноярско-Канская лесостепь) в 2019 г. Для увеличения инфекционной нагрузки все сорта возделывались на зерновом предшественнике. Зараженность семян, отобранных во время хранения, определяли в 2021 г. методом рулонной культуры согласно ГОСТ 12044-93 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями», по 100 семян в каждом образце. Идентификацию возбудителей проводили по конидиальному спороношению методом светопольной микроскопии. Сравнение образцов по распространенности инфекции проводили с помощью точного F-теста для таблиц 2×2 либо (в случае множественного сравнения) критерия χ2.
Результаты исследования и их обсуждение. Средняя распространенность семенной инфекции составила 47,0 % (48,7 % в Сухобузимском районе и 45,3 % в Минусинском районе). Статистически значимых различий в распространенности инфекции семян между районами не обнаружено, однако выявлены в высшей степени значимые (p<0,001) различия по данному показателю между сортами. Минимальная распространенность в среднем по двум районам отмечена у сорта Курагинская 2 (29 %), максимальная – у сорта Алтайская 75 (66 %) (рис. 1).
Рис. 1. Распространенность инфекции семян исследуемых сортов
(усредненные данные по районам)
Возбудители семенной инфекции представлены Fusarium spp., Bipolaris sorokiniana и Alternaria spp., на долю которых приходится соответственно 41,8; 24,6 и 33,6 % от общего числа выделенных из семян грибных изолятов. Однако состав патогенного комплекса зависит от района возделывания. В то время как средняя распространенность Fusarium spp. в разных районах статистически значимо не различалась (19,0 % в Минусинском районе и 20,6 % в Сухобузимском районе), распространенность B. sorokiniana и Alternaria spp. статистически значимо (p<0,001) зависела от района возделывания. Так, средняя распространенность B. sorokiniana в Минусинском районе составила 16,2 против 7,0 % в Сухобузимском районе, а средняя распространенность Alternaria spp. в Минусинском районе – 10,4 против 21,3 % в Сухобузимском районе, что существенно сказалось на структуре патогенного комплекса (рис. 2).
Рис. 2. Состав семенной инфекции в зависимости от района
(усредненные данные по сортам, в % от общего числа выделенных изолятов)
Рис. 3. Распространенность возбудителей семенной инфекции у разных сортов
(усредненные данные по районам)
Выявлена в высшей степени значимая (p<0,001) сортовая специфика в распространенности возбудителей Fusarium spp., B. sorokiniana и Alternaria spp. (рис. 3). Это привело к существенным различиям в составе патогенного комплекса у разных сортов. Так, например, у сортов Алтайская 75, Новосибирская 29, Новосибирская 31 и Курагинская 2 в патокомплексе существенно преобладают грибы р. Fusarium, в то время как у сортов Новосибирская 15 и Красноярская 12 наблюдается преобладание Alternaria spp., а у сортов Новосибирская 41 и Свирель – преобладание B. sorokiniana.
Рис. 4. Состав патогенного комплекса семян у разных сортов пшеницы
(усредненные данные по районам)
Географическое происхождение сорта оказало в высшей степени значимое (p<0,001) влияние как на распространенность семенной инфекции, так и на таксономический состав возбудителей. У сортов селекции КрасНИИСХ (Красноярский край) средняя распространенность семенной инфекции составила 37,0 против 50, 9% у сортов селекции ИЦиГ СО РАН (Новосибирская область) и 54,3 % у сортов ФАНЦА (Алтайский край). Это обусловлено пониженной распространенностью грибов р. Fusarium у сортов красноярской селекции (рис. 5, 6).
Рис. 5. Распространенность инфекции семян у сортов селекции ФИЦ ИЦиГ СО РАН (Н),
КрасНИИСХ ФИЦ КНЦ СО РАН (К) и ФАНЦА (А) в среднем по сортам и районам
Рис. 6. Состав патогенного комплекса семян у сортов селекции ФИЦ ИЦиГ СО РАН (Н),
КрасНИИСХ ФИЦ КНЦ СО РАН (К) и ФАНЦА (А) в среднем по сортам и районам
Так, если средняя распространенность Fusarium spp. в семенах у сортов новосибирской и алтайской селекции составила 21,0 и 30,8 %, то у сортов красноярской селекции этот показатель был равен 10,8 %. В то же время для сортов алтайской селекции была характерна статистически значимая (p<0,001) пониженная распространенность B. sorokiniana (7,5 против 12,3 % у сортов красноярской селекции и 13,1 % у сортов новосибирской селекции). Статистически значимых различий между распространенностью Alternaria spp. в семенах сортов красноярской, новосибирской и алтайской селекции не выявлено.
Заключение. Проведенные исследования подтвердили, что семенная инфекция мягкой яровой пшеницы в Красноярском крае представлена грибами Fusarium spp., B. sorokiniana и Alternaria spp. с преобладанием Fusarium spp. Структура патогенного комплекса статистически значимо зависит от района возделывания пшеницы. В Красноярско-Канской лесостепи отмечена повышенная распространенность Alternaria spp. и пониженная распространенность B. Sorokiniana в сравнении с Минусинской лесостепью. Между сортами пшеницы, допущенными к возделыванию в регионе, выявлены в высшей степени значимые различия как по распространенности, так и по таксономическому составу семенной инфекции. Наименее восприимчивыми к семенной инфекции, обусловленной Fusarium spp., оказались сорта красноярской селекции. Минимальная распространенность семенной инфекции в среднем по районам отмечена у сортов Курагинская 2 и Красноярская 12, максимальная – у сорта Алтайская 75. При проведении селекции на выносливость к фузариозу семян в качестве доноров резистентности можно рекомендовать сорта Свирель, Красноярская 12 и Новосибирская 15.
