ПОЛУЧЕНИЕ БЕЗВИРУСНЫХ РАСТЕНИЙ ПРИ СЕМЕНОВОДСТВЕ КАРТОФЕЛЯ

Одним из важнейших способов борьбы с вирусными болез­нями картофеля является получение здорового семенного ма­териала и ускоренное его размножение на основе метода куль­туры тканей. Культура меристемных тканей предусматривает изоляцию апикальных (верхушечных) меристем, которые нахо­дятся в верхушечной части вегетативных органов и свободны от вирусной инфекции. С помощью этого метода были получе­ны растения картофеля, свободные от ХВК, АВК, УВК, и дру­гих. В настоящее время оздоровление картофеля от вирусных болезней с помощью культуры меристемы применяется во всех картофелепроизводящих странах мира.

Эффективность оздоровления зависит от многих факторов: особенностей сорта, исходной зараженности растений вируса­ми, размера вычленяемого эксплан. Каждый вирус имеет свой уровень, т. е. находится в растении на определенном расстоянии от терминальных клеток. Наибольшая зона верхушечной ме­ристемы, свободная от вирусов, - 0,1 - 0,3 мм. Для регенерации целого растения необходимо, чтобы культивируемый участок меристемы включал хотя бы один листовой зачаток. Поэтому в практической работе допускается вычленение меристем раз­мером 0,2 - 0,3 мм, что снижает эффективность оздоровления. Для повышения оздоравливающего эффекта метода культуры тканей его сочетают с термо- и химиотерапией.

Термотерапия - воздействие на растения, ростки и клубни вы­сокими температурами (+37 - +42 °С) с целью инактивации возбу­дителя или увеличения «безвирусной зоны» в верхушечных или боковых почках. Действие повышенных температур широко при­меняется как вспомогательный прием, позволяющий увеличить вероятность выделения безвирусных эксплантов из вегетирующих растений с последующим культивированием их на питательной среде. Вьщерживание клубней картофеля, заражённых РЬКУ, при +38 - +40 ""С в течение 20 - 25 дней резко снижает долю расте­ний с признаками болезни. Выращивание растений картофеля при +35 - +37 °С и постоянном свете в течение 60- 120 дней не толь­ко увеличивает безвирусные зоны в меристематических тканях, но позволяет выделить пазушные почки величиной 2-3 мм, свободные от вирусов X и S. Температурная обработка увеличи­вает процент безвирусных эксплантов меристемы в общем числе выделенных. Применяют также метод термообработки ростков, высаженных на питательную среду после поверхностной стери­лизации. Ростки (около 1 см) после поверхностной стерилизации высаживают на питательную среду и помещают в термокамеру при 38 °С с освещением около 5000 лк в течение 18 часов в сутки. Через 4 недели из развившихся в этих условиях растений выделяют верхушечную меристему или верхушечную почку.

В настоящее время для оздоровления картофеля от вирусов метод культуры тканей широко используют в сочетании с химио­терапией, которая предусматривает использование в технологии оздоровления веществ, обладающих антивирусными свойствами. Известно большое количество веществ микробного, раститель­ного и животного происхождения, содержащихся, в частности, в культуральных жидкостях некоторых видов дрожжей и плес­невых грибов, в соке высших растений, в молоке, способных за­держивать репродукцию вирусов в растениях, снижать их кон­центрацию в клеточном соке, задерживать и ослаблять признаки вирусных болезней.

Полученный с помощью метода меристемного клонирования высококачественный исходный материал ускоренно размножает­ся в стерильной культуре и в сооружениях защищенного грунта. Наиболее широко используется метод микрочеренкования in vitro (в пробирках), позволяющий исключить возможность повторно­го заражения растений и получить наиболее высокую интенсив­ность размножения. Применяется также черенкование растений на почвозаменяющих субстратах, отделение отводков, ростков клубней, укоренение верхушек и пазушных побегов, выращива­ние клубней на гидропонных установках.

Дальнейшая работа с оздоровленным материалом ведется по методике оригинального семеноводства. Однако обеспечение гарантированного и надежного качества семенного картофеля может быть достигнуто только на основе использования для вве­дения в культуру in vitro лучших здоровых (свободных от фитопатогенных вирусов) исходных растений (базовых клонов), тщательно оцененных в отношении их сортовой типичности и выраженности основных сортоотличительных признаков. При этом, как показывает накопленный опыт, максимальный эф­фект в повышении качества исходного материала для введения в культуру in vitro может обеспечить проведение непрерывного, многократного улучшающего отбора базовых клонов в условиях чистого фитосанитарного фона с минимальным уровнем инфи­цирующей нагрузки.

В опытах ВНИИКХ в течение 5-летнего непрерывного отбора в клоповом материале сорта Лорх зараженность вирусами X, S, М была снижена с 96% до 8%. Наиболее благоприятный в фитосанитарном отношении средообразующий и средоулучшающий эффект был получен при выращивании оздоровленных сортов в окружении посевов многолетних трав. Так, на пятый год у сор­та Лорх самая низкая зараженность (всего 3,3%) оказалась при выращивании в окружении клевера. Этот прием позволил даже на очень восприимчивом к вирусам сорте Приекульский ранний поддержать достаточно низкий уровень заражения (10%). Благо­приятное средоулучшающее влияние было отмечено также при выращивании оздоровленного картофеля в окружении люцерны, где лёт тлей - переносчиков вирусов картофеля и степень засе­ления растений ими были еще менее значительными, чем в кле­вере. По эффективности размещение оздоровленного картофеля в окружении многолетних трав оказалось даже лучше, чем выра­щивание растений в условиях марлевых вегетационных домиков, где количество зараженных растений у сорта Лорх достетло 6,6%; у сорта Приекульский ранний - 20%.

В современных условиях использование средоулучшающего эффекта севооборотов с многолетними травами и размеще­ние первичных питомников, особенно первых полевых поколе­ний из мини-клубней, в окружении клевера или люцерны может иметь исключительно актуальное значение в обеспечении необ­ходимого качества при выращивании оригинального семенного картофеля. При этом важно отметить, что посевы многолетних трав, окружая картофель, создают экран, препятствующий уси­ленному заселению тлями растений картофеля крайних рядков. На самом же клевере в основном питаются те виды тлей, которые не являются переносчиками вирусов картофеля.

Учитывая, что наиболее вредоносные фитопатогенные виру­сы УВК, МВК и ВСЛК на картофеле распространяются тлями, как внутри поля, так и путем интродукции с других участков, ис­ключительно важным является размещение и поддержание здо­рового материала и проведение отборов базовых клонов в таких местах, где средообразующие условия микроклимата способству­ют максимальному ограничению развития и миграции, прежде всего популяций тех видов тлей, которые являются основными переносчиками вирусов картофеля.

Относительно успешным, как правило, является проведение отбора базовых клонов с применением иммунодиагностики в по­левых питомниках предварительно оздоровленных сортов кар­тофеля с наличием растений, свободных от вирусных болезней по внешним признакам не менее 95%, от вирусной инфекции в скрытой форме - не менее 80%. Однако для получения более надежного результата отбор базовых клонов необходимо про­водить в тех полевых питомниках, где общий уровень скрытой зараженности растений вирусами не превышает 5%, в том числе тяжелых форм (PVY, PLRV) не более 0,5%, что, по существу, яв­ляется предельно допустимой нормой соответственно для питом­ников первого полевого поколения из мини-клубней.

Гарантированно выдерживать такие допуски возможно толь­ко лишь при наличии наиболее благоприятных для этих целей (чистых) фитосанитарных условий в местах выращивания оздо­ровленного материала, используемого для отбора базовых кло­нов с последующим введением в культуру in vitro.

В современной практике семеноводства картофеля в качестве важ­нейших факторов, определяющих наличие благоприятных фитосани­тарных условий, принято учитывать следующие основные критерии:

1.   Гарантированное (100%) отсутствие фитопатогенов, имеющих карантинное значение: рак картофеля (Synchitrium endobioticum), золотистая картофельная нематода (Glodobera rostochiensis), бурая бактериальная гниль {Ralstonia solanacearum).

2.   Отсутствие почвенных вирусов (TRV и PMTV) и их перенос­чиков {Trichodorus spp., Spongospora subterrбnea),

3.   Минимальный риск распространения фитопатогенов в поле­вых условиях (отсутствие очагов вирусов PLRV, PVY, PVM и их переносчиков в радиусе не менее 2 км).

4.   Минимальная вероятность распространения бактериозов -возбудителей черной ножки (Ervinia spp.) и кольцевой гнили (Clavibacter michiganesis).

Основываясь на современных представлениях о способах и осо­бенностях передачи и распространения фитопатогенных вирусов на картофеле следует отметить, что с практической точки зрения в обеспечении качества семенного картофеля в процессе его про­изводства особое значение имеет комплексное применение специ­альных агроприемов, ограничивающих распространение вирусной инфекции в полевых условиях, к числу которых относятся:

Только соблюдение перечисленных агроприемов с учетом осо­бенностей хозяйств, условий года, устойчивости сортов и других факторов обеспечивает производство высококачественного ори­гинального, элитного и репродукционного семенного картофеля в большинстве картофелепроизводящих регионов России. Несоб­людение рекомендуемого комплекса основных агроприемов яв­ляется, в свою очередь, серьезной причиной быстрого ухудшения сортовых и семенных качеств в процессе элитного и репродукци­онного семеноводства картофеля.

Важнейшими предпосылками оптимального выбора и эф­фективности комплекса применения агроприемов, ограничиваю­щих распространение вирусной инфекции в полевых условиях, является наличие достоверных сведений о видовом составе воз­будителей и их переносчиков в местах выращивания семенного материала. Эти сведения обычно получают на основе проведения тщательных обследований зараженности выращиваемых сор­тов и мониторинга крылатых тлей, мигрирующих на картофеле, в конкретных условиях хозяйства. Важное значение имеет также выявление возможных путей распространения инфекций и фак­торов, способствующих или препятствующих вирусному зараже­нию растений и проявлению признаков болезней на картофеле.

На обширной территории России картофель можно успешно выращивать практически повсеместно, но производить качест­венный конкурентоспособный семенной материал необходимо только в специально выделенных для этих целей местах с благоприятным микроклиматом и минимальным риском инфици­рующей нагрузки, особенно в отношении распространения фитопатогенных вирусов, вызывающих тяжелые формы вирусных болезней на картофеле.

В зарубежной практике в большинстве стран с хорошо разви­тым семеноводством картофеля эта проблема решается на основе создания и эффективного использования охраняемых (природо­охранных) семеноводческих территорий, которые стали неотъем­лемой частью современных систем семеноводства картофеля.

Основополагающим принципом создания специальных се­меноводческих территорий является их изолированность, обес­печивающая возможность размещения питомников первичного семеноводства в специальных севооборотах с соблюдением не­обходимого пространственного удаления здорового материала от любых возможных источников вирусной инфекции, включая посадки продовольственного картофеля, огороды, дачи и т. д. Важное значение при этом имеет использование экранирующего (буферного) эффекта лесопосадок, прибрежных территорий вбли­зи крупных водоемов, а также пахотно-пригородных земельных участков, расположенных в предгорной и горной местности.

Обширность территории и разнообразие географических усло­вий Российской Федерации предоставляет достаточные возможнос­ти для выбора и выделения, специальных наиболее благоприятных семеноводческих территорий в основных картофелепроизводящих регионах, чтобы на региональном уровне с максимальной эффек­тивностью использовать наиболее благоприятные средообразующие и средоулучшающие факторы, особенно в местах производс­тва оригинального и элитного семенного картофеля.