Содержание
-
Селекционно-генетический метод защиты растений от болезней
Цель– создание сортов растений с высокой полевой устойчивостью к болезням. Преимуществавыращивания высокоустойчивых сортов: Не требуют затрат на специальные мероприятия по борьбе с болезнями – экономия средств. 2. Позволяют получить урожай без применения пестицидов – экологически безопасную продукцию, пригодную для лечебного, диетического, детского питания 3. Снижение воздействия пестицидов на человека и окружающую среду. 4. Ограничение размножения возбудителей болезней растений и масштабов их генотипической изменчивости (формирования новых вирулентных рас) – ограничение эпифитотий.
-
Теоретической основой этого метода является учение об иммунитете растений (фитоиммунитете)1. Основные термины фитоиммунитета
Фитоиммунитет – это невосприимчивость к болезни в случае контакта растения-хозяина с возбудителем при наличии необходимых условий для заражения: а) восприимчивая фаза онтогенеза растения, б) активная фаза онтогенеза паразита, в) благоприятные для заражения условия среды. Иммунность(Im) – абсолютная устойчивость, отсутствие заражения. Устойчивость (R, RR) – способность растения сопротивляться, противостоять паразиту, проявлять резистентность. Это – свойство, которое можно выразить количественно (показателями распространённости и развития болезни). Абсолютная устойчивость = иммунность. Восприимчивость(S, SS) – свойство, противоположное устойчивости. Толерантность (T) – свойство растения сохранять приемлемую продуктивность (отдельного растения), урожайность (популяции растений) при поражении болезнью.
-
Патогенность – способность паразита вызывать патологию (болезнь). 2.Вирулентность – качественная мера патогенности, способность паразита заражать генетически различные сорта растения-хозяина. Расы (штаммы, разновидности) высоковирулентные заражают большое число сортов, слабовирулентные – небольшое число сортов. 3.Агрессивность – количественная мера патогенности способность патогена вызывать массовое заражение растений в короткие сроки, т.е. вызывать эпифитотию. Факторы агрессивности: инкубационный период, минимальная инфекционная нагрузка (количество инфекционного начала, необходимого для заражения), число генераций паразита за 1 сезон, скорость распространения между растениями и др. 4. Расы (штаммы, разновидности) – часть популяции патогена, специфически взаимодействующая с генетически различными сортами растения-хозяина. Расы различаются между собой генами вирулентности.
-
Категории фитоиммунитета
-
1. Врожденный (наследственный)- вырабатывается в процессе филогенеза под воздействием пресса паразитов. Генетически закрепленный, присущ растению независимо от присутствия паразита. Подразделяется на: А) Неспецифический, или видовой – присущ всему ботаническому виду (роду) растения [иммунность картофеля – к ржавчине, капусты – к фитофторозу, земляники – к головне и т.д.]. Отражает дивергентный характер сопряженной эволюции (коэволюции) растений и их паразитов. Б) Специфический, или сортовой–присущ отдельным сортам, линиям по отношению к определенным расам паразита (штаммам, разновидностям).Отражает внутривидовую дифференциацию паразита. [ Сорт картофеля Лорх неустойчив к большинству рас возбудителя рака картофеля, сорта Елизавета, Темп, Ресурс и большинство других сортов – устойчивы ко всем расам паразита].
-
Врожденный иммунитет подразделяется на
1. Пассивный иммунитет– не зависит от контакта с паразитом, присущ растению постоянно. Его факторы: - Анатомо-морфологическое строение[ форма кроны дерева, восковый налет на плодах яблони устойчивость к парше; скорость образования раневой перидермы на клубнях картофеля устойчивость к гнилям и т.д.]; - Физиолого-биохимическое особенности[фитонциды, кислотность клеточного сока, ингибиторы паразитов – фенолы, гликозиды и пр.]. 2. Активный иммунитет – комплекс ответных реакций растения на атаку паразита. Его факторы: - Фитоалексины (антибиотические вещества, подавляющие паразита) – [пизатин гороха, фазеолин фасоли, любимин, решитин, кофейная кислота картофеля и др. ], - Реакция сверхчувствительности – быстрый некроз ткани в точке внедрения паразита-биотрофа [устойчивость картофеля к фитофторозу, яблони – к парше, пшеницы – к ржавчине и др. ] - Лизис - дегенерация патогена в тканях устойчивого растения в результате активации ферментов [мицелия головневого гриба в тканях пшеницы, гриба Rhizoctonia в тканях орхидеи и др. ]
-
-
-
2.Приобретенный иммунитет (ненаследственный, искусственный)
Вырабатывается в процессе онтогенеза растения, в результате целенаправленного воздействия человека наограниченную группу растений. [иммунизация (вакцинация) растений томата против вируса табачной мозаики (ВТМ) ослабленными (аттенуированными) штаммами; растений огурца – против вируса огуречной мозаики (ВОМ-2) и антракноза;вакцинациz цитрусовых насаждений в США, Бразилии, Австралии. Индии, Израиле, Южной Африке и других странах от опасного вируса тристецы. Защитный эффект у растений грейпфрута сохранялся более 20 лет. В Бразилии было иммунизировано 10 миллионов апельсиновых и лимонных деревьев, а прибавки урожая от такой обработки составили от 5 до 70 %].
-
Николай Иванович Вавилов1887-1943Основоположник учения об иммунитете растений к инфекционным болезням
-
Главные печатные труды Н.И. Вавилова по иммунитету1919 г. “Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям”1935 г. “Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям (применительно к запросам селекции)”
Н.И. Вавилов является основоположником эволюционно-генетической и эколого-географической теории иммунитета. Он утверждал, что устойчивость против паразитов выработалась в процессе сопряженной (совместной) эволюции растений в центрах их происхождения на фоне длительного (в течение тысячелетий) естественного заражения возбудителями болезней. Следовательно, именно в географических центрах происхождения культурных растений следует искать наиболее устойчивые к болезням дикие виды растений. Эти дикие виды – ценный исходный материал, используемый в селекции на устойчивость к болезням.
-
Центры происхождения культурных растений (по Н.И. Вавилову): 1. Центральноамериканский центр 2. Южноамериканский центр (Андийский, Чилоанский, Боливийско-Перуанский) 3. Средиземноморский центр Юго-Западноазиатский центр Эфиопский центр 6-7. Южноазиатский тропический центр (Юго-Западный, Южный) 8. Восточноазиатский центр
-
Некоторые дикие виды растений – исходный материал для селекции на устойчивость к болезням
-
Горький огурец или Момордика харанция (Кита́йская го́рькая ты́ква) (Momordica charantia) — однолетняя травянистая лианасемейства Тыквенные. Родина вида - тропики Азии. Донор генов устойчивости к ложной мучнистой росе огурца, кабачка и др. Методами генной инженерии эти гены перенесены в сорта огурца.
-
Томат смородиновидный– (слева) (Lycopersiconesculentum var. pimpinellifolium) Побережье Южной Америки (Чили, Перу). Плоды около 1 см. Устойчив к ряду болезней, в частности, к бактериальному и фузариозному увяданиям.Томат волосистый(L. esculentum var. hirsutum) – (горные районы Чили, Перу, Эквадора). Имеет мелкие зеленые, опушенные плоды. Высокая устойчивость к Y-вирусу, ВТМ, кладоспориозу, бактериальным гнилям и пятнистостям, галловой нематоде и паутинному клещу.
-
Дикие виды картофеля (родина -Центральная и Южная Америка) – доноры устойчивости к фитофторозу и вирусам(Х, Y, L и др.)Solanum andigenum (Solanum tuberosum subsp. andigenum)
-
Solanum demissum Lindl
-
Solanum acaule Bitter (Wild Potato)
-
Дикие виды яблони – источник устойчивости к парше и мучнистой росеЯпонская яблоняMalusfloribunda (L.) – Япония, Восточная Азия, плоды овальные, красные, около 1 см.
-
Яблоня ягодная (Я. сибирская) – слева (Malus baccata (L.) Borkh.). Восточная Сибирь, Дальний Восток (Приамурье, Приморье), Монголия, Китай. Плоды красные, 1 см.Яблоня мелкоплодная (Я. декоративная)M. micromalus (L.). Восточная Азия. Плоды зеленые, 1-2 см.
-
Церападусы – это ранее не известные растения – гибриды между вишней и черемухой, которые в свое время были получены еще И.В. Мичуриным. Черемуха иммунна к коккомикозу вишни и черешни и передала этот признак гибридам. Названия этих новых гибридов составляют первые слоги от латинского названия вишни – Cerasus – и черемухи – Padus, что и составляет слово церападус, т.е. растение, полученное от опыления цветков вишни пыльцой черемухи; если же, наоборот, пыльцой вишни опылялись цветки черемухи, то гибриды назывались падоцерусы.Церопадусы Новелла (слева) и Встреча.
-
Земляника чилийская – слева (Fragariachiloensis Duch., 2n = 56). В диком виде произрастает на Тихоокеанском побережье Северной Америки, а также в Южной Америке — в Андах, источник многих ценных признаков — устойчивости к вертициллёзному увяданию, фитофторозу, серой гнили, земляничному клещу, тле.Земляника овальная (F. ovalis Rydb., 2n = 56). Североамериканский вид. Произрастает в горах западных штатов США и Канады (в Кардильерах). Источник ценных селекционных признаков — высокой зимостойкости, устойчивости к вертициллёзному увяданию, плотной мякоти.
-
Земляника виргинская – слева (F. virginiana Duch., 2n = 56). Произрастает в диком виде в восточной части Северной Америки. Широко используется в селекции земляники. Источник зимостойкости, устойчивости к мучнистой росе и другим болезням.Земляника мускатная, или Клубника садовая (F. moschata Duch., 2n = 42). Единственный гексаплоидный вид земляники. Распространен в Северной и Центральной Европе. Отличается высокими прочными цветоносами (устойчивость к серой гнили) и мускатным ароматом ягод.
-
Генетические основы устойчивости растений к болезням
Различают два основных типа устойчивости 1. Расоспецифическая (моногенная, вертикальная). Обусловливает устойчивость к отдельным расам паразита. 2.Нерасоспецифическая (полигенная, горизонтальная). Обусловливает устойчивость к популяции паразита в целом, безотносительно расового состава.
-
Различают два основных типа устойчивости 1. Расоспецифическая (моногенная, вертикальная). Обусловливает устойчивость к отдельным расам паразита. 2.Нерасоспецифическая (полигенная, горизонтальная). Обусловливает устойчивость к популяции паразита в целом, безотносительно расового состава.
-
Проявление расоспецифической устойчивости 3 сортов картофеля к фитофторозу (+восприимчивость,-устойчивость)
-
-
Проявление расоспецифической (вертикальной) и нерасоспецифической (горизонтальной) устойчивости 3 сортов картофеля к фитофторозу(по о.а. – сорта картофеля и расы Ph. Infestans0 - 1.2., по о.о. – уровень устойчивости к болезни)
-
Причины потери сортом устойчивости к болезни
Сорта – носители генов устойчивости (R-генов) могут утратить моногенную (вертикальную) устойчивость в случае появления в популяции паразита новых вирулентных рас. Такие расы обладают генами вирулентности, которые преодолевают защитное действие R-генов. В этом случае сорт в полевых условиях сохраняет только полигенную (горизонтальную) устойчивость, и если её уровень невысок, то восприимчивость сорта к болезни и потери урожая резко возрастают. Такая ситуация особенно типична для болезней, возбудители которых обладают высоким уровнем генотипической изменчивости (мутации, половой процесс, парасексуальный процесс). Примеры – возбудители ржавчины зерновых культур, фитофтороза картофеля, мучнистой росы многих культурных растений. Получение новых сортов с моногенной (вертикальной) устойчивостью обусловлен поиском новых генов устойчивости.
-
Типы устойчивых сортов
-
Конвергентные сорта (КС)
Сорта, имеющие несколько генов устойчивости, каждый из которых контролирует устойчивость к определенной физиологической расе. Такая устойчивость наз. конвергентной. Чем больше новых генов введено в сорт, тем менее вероятно возникновение новых рас паразита. Созданы КС яблони, устойчивые к парше и мучнистой росе, томата – к комплексу болезней (вертициллёз, фузариоз, кладоспориоз, ВТМ)
-
Многолинейные сорта (МС)
Это популяции, состоящие из отдельных линий, сходных по агрономическим признакам, но различающихся наличием разных генов устойчивости. Такие сорта резко замедляют размножение в посеве патогенов, а в результате – скорость развития болезни. Созданы МС пшеницы, кукурузыи др., устойчивые к видам ржавчины и головни.
-
Сорта с полигенной устойчивостью
Полигенная устойчивость обеспечивает задержку сроков заражения и скорости развития болезни. Полигенной устойчивости отдают предпочтение в случае интенсивного расообразовательного процесса(генотипической изменчивости) паразита. В этом случае сорта с моногенной устойчивостью быстро её теряют. Многие староместные сорта (сорта “народной селекции”) – это сорта с высокой полигенной устойчивостью. Например, сорта лука и чеснока.
-
Этапы создания устойчивых сортов
Выявление источников(генов) устойчивости. 2. Индуцированный мутагенез, направленный на расширение генофонда за счет мутантов с повышенной устойчивостью к болезням. 3. Гибридизация (внутривидовая, межвидовая) и отбор на инфекционном фоне, т.е. в условиях постоянного контакта с популяцией возбудителя болезни, состоящей из наиболее распространенных рас. 4. Методы новейшей биотехнологии ( генетическая и клеточная инженерия, культура клеток и тканей), дополняющие методы традиционной селекции. В результате создаются трансгенные сорта с высокой устойчивостью к болезням.
-
Модель идеального сорта
Сорт, сочетающий моногенную (вертикальную) устойчивость к наиболее распространенным расам паразита с высоким уровнем полигенной (горизонтальной) устойчивости.
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.