АСПЕКТИ ЩОДО ПАРАЗИТУ СІНЧОВОЇ КВІТИ ОРАНБАНШЕВА КУМАНСЬКА СТЕНА
ІНСТИТУТ ГЕНЕТИКИ, ФІЗІОЛОГІЇ ТА ЗАХИСТ РОСЛИН У якості рукопису УДК: [630.165.7 + 575.16 + 632.53]: 633.854.78 АСПЕКТИ ГУШИНИ ІНФОРМАЦІЙ ЩОДО ПАРАЗИТУ КВІТОЧНО-СОНЦЕВОГО ОРБАНШУ C. ЗА СПЕЦІАЛЬНИМ ПОСИЛАННЯМ НА ГЕНЕТИЧНУ СТІЙКІСТЬ 411.04. ВДОСКОНАЛЕННЯ РОСЛИН І НАСЕЛЕННЯ Кандидатська дисертація з сільськогосподарських наук Наукові керівники DUCA Марія, доктор біологічних наук, професор університету, академік, 162.01 Генетика рослин, 164.02 Фізіологія рослин JOIŢA-PĂCUREANU Марія, доктор досліджень, сільськогосподарська наука, рослин Автор GÎSCĂ Ion CHIŞINĂU, 2018
СПИСОК СКОРОЧЕНЬ ASC цитоплазматична андростерильність dntp - Дезоксинуклеотиди (дезоксинуклеотиди) Продовольча та сільськогосподарська організація ФАО Організації Об'єднаних Націй INCDA Національний інститут сільськогосподарських досліджень та розробок Група глутамінсинтетази GOGAT Посилання зв'язок) MMB Маса 1000 зерен bp пар основ ПЛР - Полімеразна ланцюгова реакція PIC Поліморфний інформаційний вміст RAPD - Випадкова ампліфікована поліморфна ДНК RFLP - Обмеження Fr Поліморфізм Rf - відновлення родючості SCF Послідовність Характеризовані посилені регіони SSR Просте повторення послідовності Позначені сайти з послідовністю STS (Послідовності, що характеризуються посиленими регіонами) SSR Просте повторення послідовності Позначені місця з послідовністю STS (Повторення послідовності сайтів = мікросателіти) S Позначені послідовності) TAE Tris-acetate-EDTA TRAP Цільова область Ампліфікація Поліморфізм QTL Кількісні локуси ознак (Кількісний характер) 7
наступна програма: 3 хвилини при попередній денатурації при 95 0 C, після чого 35 циклів із таким температурним профілем: 45 секунд при денатурації при 95 0 C; 1 хвилина при 34-36 0 С - закріплення праймерів; 1 хвилина при 72 ° C розширення та 5 хвилин при 72 0 C кінцевому продовженні. 2.3. Статистичні методи розрахунку Статистичну обробку даних проводили за Доспеховим Б. [36] та Чеапою Н. [7], використовуючи комп'ютерну програму Microsoft Excel. Для результатів, отриманих в результаті досліджень, були визначені: значення середнього арифметичного, дисперсія (S 2), стандартне відхилення (и), коефіцієнт варіації (S%). 2.4. Висновки у розділі 2 Для досліджень було відібрано та описано величезний біологічний матеріал, який представляє цінні генетичні ресурси, що використовуються у селекції, а також перспективні гібриди. Використані методи дослідження та умови вирощування відповідають галузі досліджень і широко застосовуються для поліпшення культури як в Республіці Молдова, так і в Румунії. Методологія дослідження включала разом із традиційними методами дослідження методи молекулярного аналізу, що відповідають сучасним тенденціям дослідження. 38
Браїла 9,40% 8,10% 6,10% 2,30% 39,00% ABCDE 11,50% F 23,60% G Констанца 10% 7,50% 4,10% 36% ABCD 10,60% EF 11,50% 20,30% G Тульча 7,80% 9,40% 7,70% 35,10% ABCD 9,70% EF 10,50 % 19,80% G; H Рис. 3.6. Швидкість розмноження вовчих порід (O. cumana) у трьох різних районах у 2012 році. В даний час у культурі соняшнику в Румунії, Республіці Молдова, Росії, Іспанії та Туреччини знайдені нові дуже вірулентні популяції вовчого паразита. аргументує важливість для вдосконалення постійних досліджень еволюції паразита та виявлення нових джерел стійкості, які будуть впроваджені в експериментальних генотипах та цінних, конкурентоспроможних комерційних гібридах, рекомендованих для вирощування на великому просторі. 51
Дендрограммний аналіз (рис. 3.13) виділяє дві групи зв’язків A і B, які, в свою чергу, поділяються на дві підгрупи A1, A2 і B1, B2. Рис. 3.13. Дендрограма генотипів H. annuus L. на основі профілів RAPD (OPA-11). Підгрупа А1 розділена на дві інші підгрупи А1.1, які включають п'ять батьківських форм (MS-2440C, MS-2275C, MS-3470C, що характеризуються як середньо стійкі до стійких форм та MS-2555C, MS-2540C, що характеризуються як екологічно чутливі форми до чутливих). Аналіз генетичного поліморфізму з довільним праймером OPA-02 Дослідження, зосереджене на ампліфікації геномної ДНК 42 генотипів соняшнику, довільним праймером OPA-02, виділило генерацію 14 продуктів ампліфікації, які були поліморфними для всіх аналізованих генотипів ( Малюнок 3.14.). Аналізовані амплікони характеризувались довжиною 250 2500 п.н. Батьківські генотипи соняшнику MS-1985C та MS-2550C були виділені появою смуги 250 bp, що було характерно для всіх материнських форм, крім MS-2098A та MS-2036A, цей амплікон повністю відсутній при 65 bp.
Рис. 3.15. Дендрограма генотипів H. annuus L. на основі профілів RAPD (OPA-02). Підгрупа B1 дуже різноманітна і об'єднує як батьківські, так і материнські форми, а також усі гібриди, включені в дослідження, крім гібриду Doina поруч із групою A. Підгрупа B2 включає дві батьківські форми MS-2540C, вирівняні в підкластері B2.1.1 та єдиний генотип вирівняно в підкластер B2.2, який є середовищем, чутливим до чутливої батьківської форми - MS-2005C. Решта в цій підгрупі - це чотири стійкі материнські форми (MS-2077A, MS-2067A, MS-2039A та MS-2075A), середньо стійка до стійкої форми (MS-2091A) та середньо стійка до стійкого гібриду Цезар. Генотипи соняшнику по батькові MS-2540C, MS-2400C та гібриди Codru та Dacia відрізнялись максимальною кількістю продуктів ампліфікації (14). Електрофоретичний спектр батьківської форми MS-2440C визначався наявністю мінімальної кількості генерованих ампліконів (8). 67
Дослідження, проведені на полях Констанці (рис. 3.22.), Продемонстрували чутливість гібридів до порід, що є в цій області, так що жоден гібрид, включаючи свідків опору, не є повністю стійким. Ступінь нападу і в цьому випадку нижча порівняно з 2012 роком. 70 60 Напад вовків (%) 50 40 30 20 10 0 HS-3434 HS-3912 HS-4206 УЛЮБЛЕНИЙ ІНДРИНОВИЙ КОД СУКА НЕПТУН Гібриди Рис. 3.22. Ступінь атаки паразита вовка на набір гібридів 12 гібридів соняшнику в районі Констанці у 2013 р. FLORISUN LG5631 PR64 A71 Чутливий контроль Для того, щоб оцінити поведінку деяких експериментальних гібридів щодо паразита, який досить швидко розвиває нові форми з підвищеною вірулентністю у 2012 та 2013 роках проводили тести для ряду з 25 генотипів соняшнику в районах Браїли та Тульчі (табл. 3.16, 3.17). Більшість аналізованих гібридів були суттєво заражені вовками в обох регіонах, з більшим ступенем атаки, відзначаючи варіанти, культивовані на полях Тульчі (рис. 3.23, 3.24.). Рис. 3.23. Рослини соняшнику, уражені вовками (регіон Браїла). 72
Рис. 3.24. Рослини соняшнику, уражені вовками (область Тулча). (Табл. 3.16). У районі Браїли в 2012 році ступінь нападу була вищою порівняно з 2013 роком. варіант Таблиця 3.16. Результати щодо нападу вовків (O. cumana Wallr.) На деякі генотипи соняшнику, Brăila Nr. загальна кількість соняшникових рослин/№ ділянки вовк рослини/рослина Ступінь атаки соняшника (%) 2012 2013 2012 2013 2012 2013 1 33 30 0 0 0 0 2 31 30 0 0 0 0 3 31 29 0 0 0 0 4 29 28 17-20 5- 6 31,4 10,7 5 30 31 0 0 0 0 6 32 34 0 0 0 0 7 30 34 0 0 0 0 8 34 33 11-14 3-4 27,7 17,4 9 30 33 8-9 2 -3 24,9 11,7 10 28 34 1-2 0-1 5,8 3,2 11 30 31 0 0 0 0 12 32 32 3-4 0-1 3,7 0,9 13 33 34 7-8 1 -2 11,7 1,8 14 30 33 1-2 0-1 1,9 0,2 15 30 31 8-9 2-3 19,6 8,5 16 29 31 6-7 2-3 22,8 10, 8 17 32 33 0 0 0 0 18 30 31 17-18 11-12 38,4 25,7 19 33 30 19-20 10-12 51,4 33,4 20 28 30 2-3 0-1 4,9 0,8 21 27 30 14-15 9-10 38,9 28,5 22 34 32 1-2 0-1 3,2 1,4 23 31 33 4-5 1-2 7,3 3,5 24 30 34 0 0 0 0 25 32 33 1-2 0-1 4,1 1,7 Свідок 33 34 23-24 12-14 100 100 73
Рис. 4.3. Вплив ступеня зараженості О. cumana Wallr. (умови природного зараження) на талії рослини соняшнику, 2012 рік. 4.4. Вплив ступеня зараженості О. cumana Wallr. (природні умови зараження) на талії рослини соняшнику, 2013 р. Найбільше постраждали гібриди HS 5436, HS 5540, Doina та Performer, показники яких становлять 140-145 см порівняно з 168-178 см. зафіксовано в культивованих варіантах на полях, вільних від зараження, свідчить про зменшення на 15-21%. Максимальне зменшення розміру рослини (21%) було виявлено у гібриді Виконавець, який чутливий до дії паразита вовка і показав найвищий ступінь зараження (70,8% у 2012 році та 69,4% у 2013 році). У випадку гібридів HS 5651, HS 4380, HS 4879, Zimbru, Milenium, PR64A83 та HS 5936 не спостерігалося кореляції між ступенем атаки та розміром рослини. Таким чином, хоча відзначався досить високий ступінь інвазії (33,7-60,4%), на аналізований параметр впливали незначно (до 10%) або взагалі не впливали. Відсутність кореляційних зв'язків між розмірами рослини та ступенем нападу на вовків було виявлено Louarn J. та співавторами при аналізі соняшникової лінії [120]. 80
4.2. Гектолітрова маса та маса 1000 зерен Вивчався вплив атаки паразита вовка в умовах природного ураження на гектолітрову масу та масу 1000 зерен протягом двох років (2012 та 2013). Значення параметра маси гектолітра варіювали в межах 32,0-43,7 кг за відсутності інфекції та 25,3-40,7 кг за його наявності, максимальна продуктивність представлена гібридом HS 5936 (рис. 4.5). Рис. 4.5. Вплив ступеня зараженості О. cumana Wallr. (умови природного зараження) на гектолітрову масу насіння соняшнику, 2012 рік. Гектолітрова маса зменшилась у середньому на 14% у 2012 році та на 10% у 2013 році (рис. 4.6) відповідно. У 2013 році аналізований показник коливався між 35,0-43,7 кг за відсутності інфекції та 30,0-40,7 кг за його наявності, демонструючи більші зниження на 11,5 та 16,6% відповідно у випадку гібридів HS 5436 та виконавець. Рис. 4.6. Вплив ступеня зараженості О. cumana Wallr. (умови природного зараження) на гектолітрову масу насіння соняшнику, 2013. 81
Рис. 4.9. Вплив ступеня зараженості О. cumana Wallr. (умови природного зараження) на діаметрі соняшникового калатію, 2012 р. На основі аналізу даних за два роки досліджень були виявлені очевидні кореляційні зв’язки між ступенем зараженості та розміром калатію. Таким чином, найменші значення діаметра калатію, між 13,4-17,4 см в умовах зараження, порівняно з 21,1-23,8 см за відсутності зараження, були зафіксовані у гібридів HS5436, HS5540, HS4380, HS4879, Doina та виконавець, відзначені вищим рівнем інвазії. З іншого боку, у випадку гібридів Кодру, LG5661 та PR64A71, що характеризуються найнижчим ступенем зараженості, калатідії мають практично ті самі розміри, що і зразки, культивовані за відсутності інфекції. Рис. 4.10. Вплив ступеня зараженості О. cumana Wallr. (природні умови зараження) на діаметрі калатію соняшнику, 2013. Більш виражене зниження (15,6-23,0%) норми твердих насінин на калатій в умовах зараження вовками було зафіксовано у гібридів, HS-4380, HS 5540, HS-4879, Зімбру, Дойна та виконавець (рис. 4.11 та 4.12). 84
Рис. 4.11. Вплив ступеня зараженості О. cumana Wallr. (умови природного зараження) на норму повноцінного насіння на калатій, 2012 рік. Було встановлено, що гібриди Дойна та Виконавець з найвищим ступенем атаки паразита найбільше постраждали від вовків, демонструючи суттєво знижені показники для всіх вивчені характеристики. Рис. 4.12. Вплив ступеня зараженості О. cumana Wallr. (умови природного зараження) щодо норми повноцінного насіння на калатій, 2013 рік. Узагальнюючи отримані результати, засвідчується, що на аналізовані параметри впливає атака вовка, більш очевидні кореляційні зв'язки між ступенем зараженості та значенням показників продуктивності у випадку діаметра калатію, який значно зменшився у всіх генотипах, що характеризуються великою інвазією. Більш висока зв'язок ступеня атаки з діаметром калатію і масою 1000 насінин, порівняно з індексом висоти рослини, також повідомляється Шиндровою П. та співавторами [160]. Встановлені кореляції підтверджуються даними 2013 року (рис. 4.12), за винятком того, що через менш серйозну атаку втрати цього року 85
Додаток 1. Випробувані та зареєстровані в Каталозі сортів рослин Республіки Молдова гібриди соняшнику Рис. 1. Свідоцтво про сорт рослин (сорт Кодру) 117
Рис. 2. Свідоцтво про сорт рослин (сорт Dacia) 118
Рис. 3. Свідоцтво про сорт рослин (сорт Дойна) 119
Рис. 4. Свідоцтво про сорт рослин (сорт Ністру) 120
Рис. 5. Свідоцтво про сорт рослин (сорт Талмаз) 121
Рис. 6. Свідоцтво про сорт рослин (сорт Зімбру) 122
Рис. 7. Свідоцтво про сорт рослин (сорт Цезар) 123
Додаток 2. Акт про впровадження наукових результатів для вдосконалення 124
ДЕКЛАРАЦІЯ ПРО ПРИЙНЯТТЯ АВТОРСЬКИХ ПРАВ Нижчепідписані заявляємо про особисту відповідальність, що матеріали, представлені в докторській дисертації, є результатом їх власних досліджень та наукових досягнень. Я усвідомлюю, що в іншому випадку я понесу наслідки відповідно до чинного законодавства. Іон GÎSCĂ Дата 125