Принципы создания устойчивых к болезням сортов растений

Способы получения устойчивых к болезням растений. К ним относятся введение из внешнего источника, отбор и индуцированная вариация. Обычно методы используются по отдельности или в комбинации. Например, сорта, свободные от вредных насекомых или болезней растений, могут быть введены для сравнения с местными сортами. Затем для дальнейшего распространения выбираются более перспективные линии или деформации, и они дополнительно улучшаются путем обеспечения максимально возможных вариаций посредством гибридизации или специальной обработки. Происходит селекция растений, показывающих самые высокие перспективы.
Есть специальные методы лечения, вызывающие изменения генов, включающие использование химикатов, вызывающих мутации, и воздействие ультрафиолетового света и рентгеновских лучей. Эти методы лечения обычно вызывают вредные генетические изменения, но иногда могут возникать и положительные.
На посевах озимой пшеницы в Краснодарском крае постоянную угрозу урожаю представляют листовые болезни (бурая и желтая ржавчина, септори-оз, пиренофороз, мучнистая роса). Прогрессирует развитие головни, вирусных болезней, спорыньи. В отдельные годы широкое распространение получает особо вредоносное заболевание - фузариоз колоса.

Фузариоз колоса пшеницы приводит к недобору 20 - 50% урожая (Соколов, 1992), существенно ухудшает химико-технологические свойства зерна, что отрицательно сказывается на качестве муки - она становится непригодной для хлебопечения. Проблема усугубляется тем, что зерно, пораженное фузариозом, обычно загрязнено дезоксиниваленолом (ДОН) - токсином, образующимся во время поражения патогеном эндосперма развивающегося зерна.

В Краснодарском крае в 1980-х и 1990-х гг. фузариозом колоса поражалось до 70% посевов озимой пшеницы. При этом объем зерна пшеницы, содержащего дезоксиниваленол, возрос с 62 до 100%, а количество образцов, содержащих этот токсин в концентрации, превышающей ПДК, варьировало от 25 до 80,3% (Иващенко и др., 2004). В связи с этим фузариоз колоса внесен в группу особо опасных заболеваний, создающих угрозу возникновения чрезвычайных ситуаций в стране, в отношении которых требуется система общегосударственных защитных мероприятий (Захаренко, 2000).

Создание и внедрение в производство болезнеустойчивых сортов является наиболее быстрым, дешевым и централизованным способом борьбы с заболеваниями озимой пшеницы. Кроме того, создание и возделывание устойчивых сортов исключает необходимость широкого использования пестицидов, что имеет важное значение с точки зрения охраны окружающей среды от загрязнения и разрушения (Жученко, 2001).

Селекция на устойчивость к болезням осуществляется по непрерывной программе, т.к. патогены эволюционируют вместе с хозяином. Многообразие сортов с различной генетической основой устойчивости, частая сортосмена позволяют опережать эволюцию патогена во времени, а ареалы хозяина и паразита ограничить и разделить в пространстве (Беспалова и др., 2001). Фито-санитарной оптимизации состояния посевов способствуют территориальные «маневры» генетическими факторами устойчивости, фитопатологические запреты для восприимчивых сортов, отсутствие сорта - лидера по занимаемой площади и т.д. Таким образом, исследования, направленные на повышение адаптивного потенциала культуры и стабилизацию фитосанитарной ситуации в агроэкосистемах селекционно-иммунологическими методами, являются актуальными.
Гены устойчивости растений к болезням наделяют хозяина способностью распознавать патогены, продуцирующие специфические сигнальные молекулы. События распознавания, определяемые сопоставлением пар генов устойчивости и вирулентности, запускают быструю индукцию защитных реакций хозяина и в конечном итоге приводят к фенотипической устойчивости.
Гены устойчивости к болезням растений (R) вводят в высокоурожайные сорта сельскохозяйственных культур для повышения устойчивости к агрономически важным патогенам. Генетический анализ различных видов растений также выявил более широко задействованные сигнальные гены устойчивости, которые служат дополнительными мишенями для манипулирования стратегиями повышения урожайности. Процессы, которые регулируют как распознавание растений и патогенов, так и введение соответствующих средств, должны открыть новые перспективы в борьбе с болезнями растений.