Капуста: устойчивость к сосудистому бактериозу

УДК 635.342:632.3

О.Р. Давлетбаева, Г.А. Костенко, Т.А. Терешонкова, А.А. Егорова, Л.М. Соколова

Дана оценка устойчивости к сосудистому бактериозу девяти линий капусты белокочанной на фоне двух методов инокуляции с использованием суспензии бактерий Xanthomonas campestris pv.campestris (Хсс) (расы 0,1,3,4): прокола в жилку и опрыскивания. Определено, что между оценками устойчивости, полученными при разных методах корреляционная связь слабая. Выявлены линии с устойчивостью к одной и двум расам Хсс.

Ключевые слова: капуста белокочанная, сосудистый бактериоз, раса, устойчивость, восприимчивость.

В Московской области на базе  агрофирмы «Поиск» более 10 лет ведется селекционная работа по капусте белокочанной. В результате выведены девятнадцать гетерозисных гибридов для Центрального региона России, из которых четыре гибрида созданы совместно с Селекционной станцией имени Н. Н. Тимофеева и ВНИИ овощеводства. Сегодня серьезной проблемой в ряде регионов стало поражение растений капусты белокочанной сосудистым бактериозом (возбудитель – бактерия Xanthomonas campestris pv. сampestris (Хсс)), поэтому с 2012 года ведется селекционная работа по созданию новых гибридов, устойчивых к этому патогену. Анализ расового состава популяции возбудителя позволил установить, что в России наиболее распространены расы 1, 3 и 4 [4].

Зарубежные фирмы на российский рынок выпустили гибриды, позиционируемые как устойчивые к сосудистому бактериозу: F₁ Таурус, F₁ Сати, F₁ Золтан (Nickerson Zwaan), F₁ Каптур, F₁ Церокс, F₁ Синтекс (Бейо), Браксан (Syngenta). Однако по результатам исследований, проведенными российскими учеными, большинство из этих гибридов обладают только расоспецифической устойчивостью к одной-двум расам. Гибриды, сочетающие в своем генотипе групповую устойчивость ко всем расам, отсутствуют [2, 5]. В настоящее время известно о существовании двух образцов с моногенной доминантной устойчивостью к четырем расам сосудистого бактериоза, это эфиопская горчица (PI 199947 B. carinata) и листовая горчица «FBLM» B. juncea. В нашей стране удалось передать в пекинскую капусту ген устойчивости из эфиопской горчицы (PI 199947 B. сarinata) [6]. Механизм устойчивости капустных растениях к сосудистому бактериозу проявляется в тканях мезофилла и в сосудах ксилемы. Несколькими специфичными генами определяется листовая устойчивость, которая проявляется в виде ответной реакции сверхчувствительности растений на проникновение патогена в мезофилл листа. Стеблевая устойчивость определяется одним или двумя неспецифичными доминантными генами, независимыми от расоспецифической листовой устойчивости [3].

В полевых условиях при механической обработке междурядий и массовом развитии в поле вредителей патоген проникает в растение через механические повреждения. В годы с высокой влажностью воздуха при теплой погоде основное заражение происходит через гидатоды, через которые бактерии попадают вместе с каплями в лист. Попадая в сосудистую систему, они активно питаются и размножаются. Существует мнение, что при различных путях проникновения бактериальной инфекции в растение капусты «срабатывают» различные механизмы устойчивости. Вероятно, происходит экспрессия различных генов, обусловливающих устойчивость [1].

В связи с этим мы изучили степень устойчивости линий капусты белокочанной к Хсс при искусственном заражении двумя методами инокуляции: 1 – инокуляция растений методом укола листовой пластинки препаровальной иглой, смоченной в бактериальной суспензии и 2 – опрыскивание листьев суспензией спор в стадии гуттации (рано утром). Для инокуляции капусты использовали бактерии Xcc следующих рас: раса 0 (штамм ХУ 2–1), раса 1 (штамм 276), раса 3 (штамм 306), раса 4 (штамм 277), любезно предоставленные доктором биол. наук Ф.С Джалиловым. Для инокуляции брали 48-часовую культуру бактерий, выращенную при 26 °C на среде YDC. После заражения проводили наблюдения за растениями и учеты с интервалом в семь дней на наличие симптомов поражения возбудителем. За положительный результат принимали хотя бы одно успешное инфицирование. В оценке участвовали девять самонесовместимых линий капусты белокочанной с разной степенью инбридинга. Рассаду выращивали в кассетах № 64, растения в фазе 5–6 листьев пересаживали в горшки объемом 0,5 литра, затем растения помещали в боксы.

Результаты оценки устойчивости растений девяти селекционных линий капусты белокочанной по показателю «количество в образце растений, не показавших симптомов поражения» были следующими. После инокуляции в жилку была выявлена линия 701а, в которой все растения были полностью устойчивыми к 3 расе Xсc. Линия 704а показала устойчивость к расам 0 и 1. Растения линии 707 б имеют устойчивость к 1 расе патогена. Указанные линии наиболее ценны для дальнейшей селекционной работы на расоспецифическую устойчивость при травмировании жилки. В линиях 818р, 2г, 5–41 по данному признаку идет расщепление. Линии 714б и 820м неустойчивы ни к одной из четырех рас Xcc при заражении этим методом. Однако при инокуляции линий через гидатоды, эти линии, а также линия 5–41 показали высокую устойчивость к 4 расе патогена. Линия 818р2 не обладает устойчивостью к 0, 1, 3 расе, 704а к 0,1, 4 расам. Во всех остальных случаях в линиях отсутствовали устойчивые растения к 1–2 расам, или наблюдали расщепление с разными баллами поражения. Статистический анализ результатов оценки устойчивости по изучаемым расам патогена не показал тесных корреляционных связей между оценками при инокуляции в жилку и через гидатоды. При этих методах инокуляции вероятно оцениваются разные механизмы устойчивости.

Таким образом, в результате изучения линейного материала капусты белокочанной не обнаружено линий, обладающих листовой и стеблевой расоспецифической устойчивостью в одном генотипе. Выявлены линии 701а (устойчива к 3 расе), 704а (к расам 0 и 1), 707 б с устойчивостью к 1 расе при инокуляции в жилку. При инокуляции через гидатоды, линии 714 б, 820м и 5–41 показали высокую устойчивость к 4 расе. Работа будет продолжена с вовлечением в оценку гибридов, полученных от скрещивания устойчивых (с различными механизмами устойчивости) и восприимчивых к сосудистому бактериозу линий, а также с использованием сравнительной оценки результатов искусственного и естественного заражения.

Библиографический список

1. Во Т.Н. Х. Биологические свойства возбудителя сосудистого бактериоза капусты и меры защиты. Дисс. канд. биол. наук, М.: 2015. 152 с.
2. Джалилов Ф.С., Во Тхи Нгок Ха. Защита капусты от болезней в период вегетации // Картофель и овощи. 2014. № 1. С. 20–23.
3. Игнатов А.Н. Генетическое разнообразие фитопатогенных бактерий Xanthomonas campestris и устойчивость к ним растений семейства Brassicaceae: дисс. доктора биол. наук. М.: 2006. 305 с.
4. Игнатов А.Н., Артемьева А.М., Чесноков Ю.В., Политыко В.А., Матвеева Е.В., Ораевский А.А., Шаад Н.В. Устойчивость к возбудителю сосудистого бактериоза и листовой пятнистости у Brassica rapa L. и B. napus L. // Сельскохозяйственная биология. 2011. № 1. С. 85–91.
5. Монахос Г.Ф., Во Т.Н. Х., Джалилов Ф.С. Проявление симптомов сосудистого бактериоза у капустных растенй с различными генами устойчивости в зависимости от концентрации инокулюма Xanthomonas campestris pv. campestris // Известия ТСХА. №1. 2015. С. 26-34.
6. Монахос С.Г. Отдаленная гибридизация в селекции капусты пекинской на устойчивость к сосудистому бактериозу // Сбор. тр. межд. н.-п. конф. «Агротехнологии ХХI века». М.: ФГОУ ВПО РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева, 2007. С.187-191.

Фото авторов

Об авторах

Давлетбаева Ольга Раисовна, м.н.с. группы селекции капустных культур центра селекции и семеноводства ФГБНУ ВНИИО, селекционер ООО «Агрофирма «Поиск».
E-mail: davletbaeva89@inbox.ru.

Костенко Галина Александровна, канд. с.-х. наук, в.н.с. группы селекции капустных культур центра селекции и семеноводства ФГБНУ ВНИИО, селекционер ООО «Агрофирма «Поиск». E-mail: kostenko@poiskseeds.ru.

Терешонкова Татьяна Аркадьевна, канд. с.-х. наук, в.н.с. группы иммунитета и селекции пасленовых культур центра селекции и семеноводства ФГБНУ ВНИИО, селекционер ООО «Агрофирма «Поиск».
E-mail: tata7707@bk.ru.

Соколова Любовь Михайловна, канд. с.-х. наук, с.н.с. группы корнеплодных культур центра селекции и семеноводства ФГБНУ ВНИИО.
E-mail: lsokolova74@mail.ru.

Егорова Анна Анатольевна, канд. с.-х. наук, с.н.с. группы иммунитета и селекции пасленовых культур центра селекции и семеноводства ФГБНУ ВНИИО. E-mail: edvaaed@rambler.ru.

Cabbage: resistance to Xanthomonas campestris

O. R. Davletbayeva, junior researcher, group of Brassicaceae crops breeding, Centre of breeding and seed growing, All-Russian Research Institute of Vegetable Growing (ARRIVG), breeder of Poisk company. E-mail: davletbaeva89@inbox.ru.

 G. A. Kostenko, PhD, leading researcher, group of Brassicaceae crops breeding, Centre of breeding and seed growing, ARRIVG, breeder of Poisk company. E-mail: kostenko@poiskseeds.ru.

T.A. Tereshonkova, PhD, leading researcher, group of immunity and breeding of solanaceous crops, Centre of breeding and seed growing, ARRIVG, breeder of Poisk company. E-mail: tata7707@bk.

L.M. Sokolova, PhD, senior researcher, group of root crops, Centre of breeding and seed growing, ARRIVG. E-mail: lsokolova74@mail.ru.

A.A. Egorova, PhD, senior researcher, group of immunity and breeding of solanaceous crops, Centre of breeding and seed growing, ARRIVG. E-mail: edvaaed@rambler.ru.

Summary. The assessment of resistance to Xanthomonas campestris of nine lines of white cabbage according to 2 methods of an inoculations with use of suspension of bacteria of Xanthomonas campestris pv. campestris (Хсс) (races 0,1,3,4), i.e. a vein puncture and sprayings, is given. It is defined that between stability traits received at different methods correlation was weak. Lines with resistance to one and two races of Хсс are revealed.

Keywords: white cabbage, Xanthomonas campestris, race, stability, susceptibility.

References

1. Vo T.N. Kh. Biologicheskie svoistva vozbuditelya sosudistogo bakterioza kapusty i mery zashchity (Biological features of Xanthomonas campestris and protection measures), Diss. kand. biol. nauk, M,2015. 152 p.
2. Dzhalilov F.S., Vo Tkhi Ngok Kha. Zashchita kapusty ot boleznei v period vegetatsii (Protection of cabbage from diseases during vegetabtion), Kartofel’ i ovoshchi, 2014, No 1, pp. 20–23.
3. Ignatov A.N. Geneticheskoe raznoobrazie fitopatogennykh bakterii Xanthomonas campestris i ustoichivost’ k nim rastenii semeistva Brassicaceae (Genetical diversity of Xanthomonas campestris and resistance of Brassicaceae plant to them), diss. doktora biol. nauk, M, 2006, 305 p.
4. Ignatov A.N., Artem’eva A.M., Chesnokov Yu.V., Polityko V.A., Matveeva E.V., Oraevskii A.A., Shaad N.V. Ustoichivost’ k vozbuditelyu sosudistogo bakterioza i listovoi pyatnistosti u Brassica rapa L. i B. napus L.  (Resistance to vascular bacteriosis and leaf spot of Brassica rapa L. and B. napus L.). Sel’skokhozyaistvennaya biologiya, 2011, №No1, pp. 85–91.
5. Monakhos G.F., Vo T.N. Kh., Dzhalilov F.S. Proyavlenie simptomov sosudistogo bakterioza u kapustnykh rasteni s razlichnymi genami ustoichivosti v zavisimosti ot kontsentratsii inokulyuma Xanthomonas campestris pv. campestris (Appearance of symptoms of vascular bacteriosis in different Brassicaceae plants with different genes and resistance depending on inoculums Xanthomonas campestris pv. campestris concentration), Izvestiya TSKhA, No1, 2015, pp. 26-34.
6. Monakhos S.G. Otdalennaya gibridizatsiya v selektsii kapusty pekinskoi na ustoichivost’ k sosudistomu bakteriozu (distant hybridization in Chinese cabbage breeding for resistance to vascular bacteriosis), Sbor. tr. mezhd. n.-p. konf. «Agrotekhnologii KhKhI veka», M, FGOU VPO RGAU – MSKhA imeni K.A. Timiryazeva, 2007, pp. 187-191.