7.2. Метод ускоренной лабораторной оценки устойчивости злаков к пыльной головне

(1 час)

Теоретические пояснения

Сложность оценки устойчивости растений к пыльной головне заключается в том, что результаты заражения цветков становятся видны только через год при цветении растений. Для ускорения оценки устойчивости растений разработан лабораторный метод. Он основан на цитологическом выявлении мицелия в зародышах, отделенных от эндоспермов путем кипячения в растворе щелочи. Этот метод позволяет провести изучение поражения растений и отобрать устойчивые формы не через год после заражения, а вскоре после уборки урожая.

Предварительными исследованиями установлено, что в устойчивых растениях гриб совсем не поражает зародыш, либо локализуется только в щитке или в зародышевой почке (рис. 3). В восприимчивых растениях мицелий проникает в зародыш, развивается одновременно с растением и образует массу пылящих хламидоспор к моменту колошения растений. Для определения устойчивости сорта применяют специальную 4-балльную шкалу, адаптированную к лабораторному методу (табл. 5).

I II

Рис. 3. Строение зародыша пшеницы (I) и распространение мицелия пыльной головни (II) в пораженном зародыше: А - вид со стороны щитка; Б - вид со стороны зародышевой почки; 1 - щиток. 2 - зародышевая почка, 3 - колеоптиле, 4 - эпибласт, 5 – корешки.

Таблица 5

Шкала определения устойчивости пшеницы к

пыльной головне с помощью лабораторного метода

Балл	Степень устойчивости сорта и характер проявления болезни
0	Иммунный. Мицелий отсутствует во всех частях зародыша
1	Практически устойчивый. Поражение щитка может достигать у озимых сортов 50%, у яровых сортов – 20%. Зародышевые почки свободны от инфекции. В полевых условиях невосприимчивы или поражается не более 5%
2	Средневосприимчивый. Щитки могут быть поражены до 100%, зародышевые почки – до 20%. На поле поражается не более 25% растений.
3	Восприимчивый. Щитки эмбриона поражены сильно, зародышевые почки – не более 40%. Проявление болезни в полевых условиях достигает 50%
4	Сильновосприимчивый. Щитки поражены до 100%, почки – более 40%. На поле поражается свыше 50% растений.

Материал и оборудование

1. Зародыши двух сортов пшеницы, различающихся по устойчивости к пыльной головне. Зародыши предварительно отделяют от эндосперма путем кипячения в 3% растворе щелочи (NaOH или KOH) в течение двух часов.

2. 1% раствор красителя анилинового синего в 45% уксусной кислоте

3. 45% уксусная кислота

4. Бинокулярные микроскопы МБС-9.

5. Гистологические плитки

6. Препаровальные иглы

7. Пинцеты

8. Пенициллиновые флаконы

Порядок выполнения работы

Работа выполняется парами. Результаты, полученные в подгруппе, обобщаются и анализируются совместно.

1. Поместите 10-15 зародышей в пенициллиновые флаконы

2. Окрасьте мицелий в зародышах путем нагревания в 1% красителе анилиновом синем в 45% уксусной кислоте в течение 10 мин. Нагревание проводите на гистологических плитках при температуре 60^о.

3. Поместите зародыши в каплю уксусной кислоты и просмотрите под бинокулярным микроскопом при увеличении х 98 (окуляр х14, объектив х7).

4. Изучите распространение мицелия головни в щитках и почках зародышей.

5. Подсчитайте раздельно количество пораженных зародышей:

- с пораженным щитком;

- с мицелием в щитках и зародышевых почках.

6. Объедините полученные в подгруппе данные по изучаемому сорту, и рассчитайте поражение семян пыльной головней.

7. Сравните полученные материалы со шкалой (табл. 5) и определите устойчивость сорта.

Рекомендации по выполнению работы

При выполнении работы могут возникнуть трудности в выявлении мицелия в зародышах из-за слабой или неконтрастной окраски. Для усиления окраски необходимо дополнительно прогреть зародыши в красителе. В интенсивно окрашенных зародышах мицелий дифференцируют путем прогревания в уксусной кислоте.

Вид отчетности. Результаты необходимо представить в тетради для лабораторных работ в виде:

1) рисунков, показывающих распространение мицелия в зародыше;

2) расчетов поражения сортов, полученных на основе полученных в подгруппе результатов;

3) вывода об устойчивости сорта.

Работа 8. Определение устойчивости пшеницы к ржавчине

по типу реакции и степени поражения

(2 часа)

Теоретические пояснения

Для заболеваний местного характера (виды ржавчины, мучнистой росы и др.) учет развития болезней проводят путем определения комплексного показателя, состоящего из двух величин: 1) типа реакции (балл); 2) степени поражения (%) – условного показателя, зависящего от площади поверхности листа, занятого пустулами. В агрономической практике нередко используется только второй показатель.

Для определения типа реакции основных сельскохозяйственных культур на заражение различными видами ржавчины применяют специальные шкалы. Например, для бурой ржавчины пшеницы используют шкалу Майнса и Джексона (рис. 1, табл. 1).

Определение степени поражения растений бурой и стеблевой ржавчиной проводят по разным шкалам. Всероссийским институтом растениеводства (ВИР) для селекционных оценок рекомендована эталонная шкала Кобба (рис. 4). Для определения степени поражения растений сравнивают плотность расположение пустул на его органах со стандартными рисунками (эталонами), для которых определена условная степень поражения.

Учет развития болезней по типу реакции и степени поражения может быть визуальным (развитие болезни на делянке оценивают в среднем) или статистическим. При статистическом учете определяют средний балл реакции и среднюю степень поражения. Статистические учеты проводят по 15-ти случайно взятым листьям. Результаты вычисляют по формулам:

средний балл иммунности

0 х n₀ + 1 х n₁+ 2 x n₂ + 3 x n₃ + 4 x n₄ ,

n_i

где n_i – количество листьев с баллом реакции 0,1,2,3,4

средняя степень пораженности

0 х n₀ + 10 х n₁₀+ 20 x n₂₀ + ….+ 100 x n₁₀₀ ,

n_i

где n_i – количество листьев со степенью поражения 0, 10 … 100%.

Оценку растений представляют в виде комплексного показателя «балл реакции / % поражения». При интерпретации результатов и отнесении образца к устойчивому или восприимчивому типу важно сравнивать показатели изучаемых форм с оценкой контроля – универсально восприимчивого сорта. Если степень поражения степень поражения восприимчивого сорта –стандарта ниже 25%, то условия для развития болезни были плохими, и достоверных результатов по оценке устойчивости сортов не может быть получено. Опыт необходимо переделать с соблюдением оптимальных для заражения и развития болезни условий.

В классических шкалах иммунные растения имели оценку 0 баллов/ 0 %, а восприимчивые – 4 балла / 100%. Позже специалистами ВИР были разработаны универсальные 9-балльные шкалы, в которых максимальная устойчивость (иммунитет) оценивалась 9 баллами, а восприимчивость – 1 баллом. Способ перевода оценок, полученных при оценке поражения растений, в универсальную шкалу показан в таблице 6.

Материалы и оборудование

1. Листья пшеницы разных сортов, пораженные бурой ржавчиной контроль

2. Шкала Майнса-Джексона для определения типа реакции растений при поражении бурой ржавчиной

3. Шкала Кобба для определения степени поражения растений

Порядок выполнения работы

Работа выполняется парами.

1. Определите тип реакции и степень поражения на 10 листьях восприимчивого сорта-стандарта, используя шкалы Майнса-Джексона и Кобба.

2. Определите показатели развития болезни на 10 отдельных листьях анализируемых сортов по шкалам Майнса-Джексона и Кобба.

3. Вычислите средний балл реакции и степень поражения сортов ржавчиной.

4. Переведите данные, полученные по шкале Кобба, в оценки универсальной 9-балльной шкалы.

5. Сравните результаты определения комплексных показателей стандарта и анализируемых образца. Сделайте вывод об устойчивости образца.

Рис 4. Шкала Кобба для определения поражения листьев злаков бурой ржавчиной

Таблица 6

Распределение сортов полевых культур