АСПЕКТИ ОТНОСНО ПАРАЗИТА НА СЛЪНЧЕВОТО ЦВЕТЕ ОРБАНЧЕ КУМАНА
ИНСТИТУТ ПО ГЕНЕТИКА, ФИЗИОЛОГИЯ И ЗАЩИТА НА РАСТИТЕЛИТЕ Като ръкопис UDC: [630.165.7 + 575.16 + 632.53]: 633.854.78 АСПЕКТИ НА GOOSE ION ОТНОСНО ПАРАЗИТА НА ЦВЕТЯНО-СЛЪНЧЕВИЯ ОРАНБАНШ C. С СПЕЦИАЛНА РЕФЕРЕНЦИЯ НА ГЕНЕТИЧНА УСТОЙЧИВОСТ 411.04. ПОДОБРЯВАНЕ НА РАСТЕНИЯ И ПРОИЗВОДСТВО НА СЕМЕНИ Докторска дисертация по селскостопански науки Научни ръководители DUCA Мария, доктор хабилитат по биологични науки, университетски професор, академик, 162.01 Растителна генетика, 164.02 Физиология на растенията JOIŢA-PĂCUREANU Мария, доктор по научни изследвания, селскостопанска наука, на растения Автор GÎSCĂ Ion CHIŞINĂU, 2018
СПИСЪК НА СЪКРАЩЕНИЯТА ASC цитоплазматична андростерилност dntp - Дезоксинуклеотиди (дезоксинуклеотиди) FAO Организация по прехрана и земеделие на ООН INCDA Национален институт за селскостопански изследвания и развитие GS група глутамин синтетаза GOGAT Link връзка) MMB Маса от 1000 зърна pb базови двойки PCR - Полимеразна верижна реакция PIC Полиморфно информационно съдържание RAPD - Случайно усилена полиморфна ДНК RFLP - Ограничение Fr Полиморфизъм Rf - възстановител на плодовитостта SCF Sequence Характеризирани усилени региони SSR Simple Sequence Repeat STS Sequence Tagged Sites (Site Sequence Characterized Amplified Regions) SSR Simple Sequence Repeat С Маркирани последователности) TAE Tris-acetate-EDTA TRAP Целеви регион Усилване Полиморфизъм QTL Количествени локуси на признаци (Количествен характер на локуса) 7
следваща програма: 3 минути при 95 ° C предварително денатуриране, последвано от 35 цикъла със следния температурен профил: 45 секунди при 95 ° C денатурация; 1 минута при 34-36 0 С - фиксиране на грундовете; 1 минута при 72 ° C удължаване и 5 минути при 72 0 C окончателно удължаване. 2.3. Статистически методи за изчисляване Статистическата обработка на данните е извършена след Доспехов Б. [36] и Чеапою Н. [7], с помощта на компютърната програма Microsoft Excel. За резултатите, получени от изследванията, бяха определени: стойността на средната аритметична стойност, дисперсията (S 2), стандартното отклонение (я), коефициентът на вариация (S%). 2.4. Заключения в глава 2 За проучванията е избран и описан обширен биологичен материал, който представлява ценни генетични ресурси, използвани в развъждането, както и перспективни хибриди. Използваните изследователски методи и условия на отглеждане съответстват на областта на изследване и се прилагат широко за подобряване на културата както в Република Молдова, така и в Румъния. Методологията на изследването включва, заедно с традиционните методи на изследване, техники за молекулярен анализ, съответстващи на съвременните тенденции в изследванията. 38
Браила 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 Tulcea 7,80% 9,40% 7,70% 35,10% ABCD 9,70% EF 10,50 % 19.80% G; H Фиг. 3.6. Процентът на породите вълци (O. cumana) в три различни области през 2012 г. Нови, много вирулентни популации от вълчи паразит понастоящем се срещат в културата на слънчогледа в Румъния, Република Молдова, Русия, Испания и Турция. аргументира значението на работата за подобряване на постоянните проучвания за еволюцията на паразита и идентифицирането на нови източници на резистентност, които ще бъдат въведени в експериментални генотипове и ценни, конкурентни търговски хибриди, препоръчани за отглеждане в голямо пространство. 51
Дендрограмният анализ (Фигура 3.13) подчертава две свързващи групи A и B, които от своя страна са разделени на две подгрупи A1, A2 и B1, B2. Фиг. 3.13. Дендрограма на генотипове на H. annuus L. въз основа на RAPD профили (OPA-11). Подгрупа А1 е разделена на две други подгрупи А1.1, които включват пет родителски форми (MS-2440C, MS-2275C, MS-3470C, характеризирани като средно устойчиви на устойчиви форми и MS-2555C, MS-2540C, характеризирани като екологично чувствителни форми към чувствителни). Анализ на генетичния полиморфизъм с произволен праймер OPA-02 Изследванията, фокусирани върху амплифицирането на геномната ДНК на 42 генотипа на слънчогледа с произволния праймер OPA-02, подчертаха генерирането на 14 амплификационни продукта, които бяха полиморфни за всички анализирани генотипове ( Фигура 3.14.). Анализираните ампликони се характеризират с дължини от 250 2500 bp. Бащините слънчогледови генотипове MS-1985C и MS-2550C бяха подчертани от появата на лентата от 250 bp, която беше характерна за всички майчини форми, с изключение на MS-2098A и MS-2036A, като този ампликон напълно липсваше при 65 bp.
Фиг. 3.15. Дендрограма на генотипове на H. annuus L. въз основа на RAPD профили (OPA-02). Подгрупа В1 е много разнообразна и обединява както родителски, така и майчински форми и всички хибриди, включени в изследването, с изключение на хибрида Дойна до група А. Подгрупа В2 включва две бащини форми MS-2540C, подравнени в подкластер B2.1.1 и единствения генотип подравнен в подкластер B2.2, който е средата, чувствителна към чувствителна форма на баща - MS-2005C. Останалата част от тази подгрупа са четири устойчиви майчини форми (MS-2077A, MS-2067A, MS-2039A и MS-2075A), средно устойчива на устойчива форма (MS-2091A) и средно устойчива на устойчив хибрид Цезар. Бащините слънчогледови генотипове MS-2540C, MS-2400C и хибридите Codru и Dacia се отличават с максимален брой продукти за амплификация (14). Електрофоретичният спектър на родителската форма MS-2440C се определя от наличието на минимален брой генерирани ампликони (8). 67
Изследвания, проведени в полетата на Констанца (Фигура 3.22.) Демонстрираха чувствителността на хибридите към породите, присъстващи в тази област, така че нито един хибрид, включително свидетелите на съпротива, не е напълно устойчив. Степента на атака и в този случай е по-ниска в сравнение с 2012 г. 70 60 Нападение на вълци (%) 50 40 30 20 10 0 HS-3434 HS-3912 HS-4206 ЛЮБИМ САНДРИН КОД КУЧКА НЕПТУН Хибриди Фиг. 3.22. Степента на атака на паразита вълк, върху набор от хибриди 12 слънчогледови хибрида, в района на Констанца, през 2013 г. FLORISUN LG5631 PR64 A71 Чувствителен контрол За да се оцени поведението на някои експериментални хибриди спрямо паразита, който развива доста бързо нови форми с повишена вирулентност, през 2012 и 2013 г. бяха проведени тестове за редица 25 генотипа на слънчоглед в районите на Браила и Тулча (Таблица 3.16, 3.17). Повечето от анализираните хибриди са били значително заразени с вълци и в двата региона, с по-висока степен на атака, като се отбелязват вариантите, култивирани в полетата на Тулча (Фигура 3.23, 3.24.). Фиг. 3.23. Слънчогледови растения, засегнати от вълци (регион Браила). 72
Фиг. 3.24. Слънчогледови растения, засегнати от вълци (регион Тулча). (Раздел 3.16). През 2012 г. в района на Браила степента на нападение е по-висока в сравнение с 2013 г. Nr. вариант Таблица 3.16. Резултати относно нападението на вълци (O. cumana Wallr.) Върху някои генотипи на слънчоглед, Brăila Nr. общо слънчогледови растения/парцел No. вълчи растения/растение Слънчоглед степен на атака (%) 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 Свидетел 33 34 23-24 12-14 100 100 73
Фиг. 4.3. Влиянието на степента на заразяване с O. cumana Wallr. (условия на естествена инфекция) на кръста на слънчогледовото растение, 2012 г. 4.4. Влиянието на степента на заразяване с O. cumana Wallr. (естествени инфекциозни условия) на кръста на слънчогледовото растение, 2013. Най-засегнати са хибридите HS 5436, HS 5540, Doina и Performer, показващи стойности между 140-145 cm, в сравнение с 168-178 cm регистриран в култивираните варианти на полета, свободни от инфекция, показва спад с 15-21%. Максималното намаляване на размера на растенията (21%) е установено при хибрида Performer, който е чувствителен към действието на паразита вълк и показва най-висока степен на инфекция (70,8% през 2012 г. и 69,4% през 2013 г.). В случая на хибриди HS 5651, HS 4380, HS 4879, Zimbru, Milenium, PR64A83 и HS 5936 не са наблюдавани корелации между степента на атака и размера на растението. По този начин, въпреки че е отбелязана доста висока степен на заразяване (33,7-60,4%), анализираният параметър е повлиян в малка степен (до 10%) или изобщо не. Липсата на корелация между размера на растението и степента на атака с вълци е открита от Louarn J. и съавтори при анализа на слънчогледова линия [120]. 80
4.2. Хектолитърна маса и маса от 1000 зърна Изследвано е влиянието на атаката на паразита вълк в условията на естествено заразяване върху хектолитровата маса и масата от 1000 зърна през две години (2012 и 2013 г.). Стойностите по отношение на масата на хектолитъра варираха в границите от 32,0-43,7 kg при липса на инфекция и 25,3-40,7 kg в нейно присъствие, като максималната производителност е представена от хибрида HS 5936 (Фигура 4.5). Фиг. 4.5. Влиянието на степента на заразяване с O. cumana Wallr. (условия на естествена инфекция) върху хектолитровата маса на слънчогледовите семена, 2012 г. Хектолитровата маса намалява средно съответно с 14% през 2012 г. и с 10% през 2013 г. (Фигура 4.6). През 2013 г. анализираният индекс варира между 35,0-43,7 kg при липса на инфекция и 30,0-40,7 kg в негово присъствие, показвайки по-големи намаления от 11,5 и 16,6%, съответно, в случай на хибриди HS 5436 и изпълнител. Фиг. 4.6. Влиянието на степента на заразяване с O. cumana Wallr. (условия на естествена инфекция) върху хектолитровата маса на слънчогледовите семена, 2013. 81
Фиг. 4.9. Влиянието на степента на заразяване с O. cumana Wallr. (условия на естествена инфекция) върху диаметъра на слънчогледовия калатидий, 2012. Въз основа на анализа на данните за двугодишни проучвания имаше очевидни корелации между степента на заразяване и размера на калатидия. По този начин най-малките стойности на диаметъра на калатидия, между 13,4-17,4 cm в условия на инфекция, в сравнение с 21,1-23,8 cm при липса на инфекция, са регистрирани при хибриди HS5436, HS5540, HS4380, HS4879, Doina и изпълнител, отбелязани с по-високо ниво на заразяване. От друга страна, в случая на хибридите Codru, LG5661 и PR64A71, характеризиращи се с най-ниска степен на заразяване, калатидиите имат практически същите размери като пробите, култивирани при липса на инфекция. Фиг. 4.10. Влиянието на степента на заразяване с O. cumana Wallr. (естествени условия на заразяване) върху диаметъра на слънчогледовия калатидий, 2013. По-изразено намаление (15,6-23,0%) на скоростта на твърди семена на калатидий при условия на заразяване с вълци е фиксирано при хибридите, HS-4380, HS 5540, HS-4879, Zimbru, Doina и изпълнител (Фигура 4.11 и 4.12). 84
Фиг. 4.11. Влиянието на степента на заразяване с O. cumana Wallr. (условия на естествена инфекция) върху нормата на пълни семена на калатидий, 2012 г. Установено е, че хибридите Doina и Performer с най-висока степен на атака на паразита са най-засегнати от вълци, показващи значително намалени индекси за всички изследваните характеристики. Фиг. 4.12. Влиянието на степента на заразяване с O. cumana Wallr. (условия на естествена инфекция) върху скоростта на пълните семена на калатидий, 2013 г. Обобщавайки получените резултати, се удостоверява, че анализираните параметри са засегнати от атака на вълк, по-очевидни корелации между степента на заразяване и стойността на индексите на продуктивност в случай на диаметър на калатидия, които намаляха значително при всички генотипове, характеризиращи се с голямо заразяване. По-висока връзка на степента на атака с диаметъра на калатидия и масата на 1000 семена, в сравнение с индекса на височината на растението, е съобщена и от Шиндрова П. и съавтори [160]. Установените корелации се потвърждават от данните за 2013 г. (Фигура 4.12), с изключение на това, че поради по-малко тежката атака загубите през тази година 85
Приложение 1. Слънчогледови хибриди, тествани и регистрирани в Каталога на сортовете растения на Република Молдова Фиг. 1. Сертификат за сорт растения (сорт Codru) 117
Фиг. 2. Сертификат за сорт растения (сорт Dacia) 118
Фиг. 3. Сертификат за сорт растения (сорт Doina) 119
Фиг. 4. Сертификат за сорт растения (сорт Nistru) 120
Фиг. 5. Сертификат за растителен сорт (сорт Talmaz) 121
Фиг. 6. Сертификат за сорт растения (сорт Zimbru) 122
Фиг. 7. Сертификат за растителен сорт (сорт Цезар) 123
Приложение 2. Акт за прилагане на научни резултати за подобряване 124
ДЕКЛАРАЦИЯ ОТНОСНО ПРИЕМАНЕТО НА АВТОРСКИТЕ ПРАВА Долуподписаните декларират на лична отговорност, че материалите, представени в докторската дисертация, са резултат от техните собствени изследвания и научни постижения. Наясно съм, че в противен случай ще понеса последиците в съответствие с действащото законодателство. Йон GÎSCĂ Дата 125