ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНДУКТОРОВ БОЛЕЗНЕУСТОЙЧИВОСТИ ПРОТИВ Y-ВИРУСА КАРТОФЕЛЯ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 632.3

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНДУКТОРОВ БОЛЕЗНЕУСТОЙЧИВОСТИ ПРОТИВ Y-ВИРУСА КАРТОФЕЛЯ

Т.А. Евстигнеева, Н.А. Павлова

Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург

Целью работы являлось изучение эффективности хитозана, салициловой, арахидоновой кислот и азоксистробина (стробилурина) в качестве веществ, повышающих устойчивость растений картофеля к Y-вирусу in vitro и in vivo. На жестком инфекционном фоне показано, что при двукратном цикле черенкования зараженных Y-вирусом растений картофеля на среде Мурасиге-Скуга с хитозаном, арахидоновой, салициловой кислотами или азоксистробином количество клонов, зараженных вирусом, снижалось на 85-97%. Индукторы болезнеустойчивости положительно влияли на рост и корнеобразование эксплантов, повышали урожай миниклуб-ней у растений картофеля, выращенных в почве в теплице, иммунизировали их к Y-вирусу на длительный период. В полевом опыте на картофеле сорта Невский класса супер-супер элита двукратное опрыскивание растений 0.1% водными растворами препаратов на основе хитозана и сигнальных молекул вирусоустойчивости снижало число зараженных Y-вирусом растений на 81-91%. Полученные данные могут быть использованы в технологиях оздоровления картофеля от Y-вируса in vitro и in vivo.

Ключевые слова: индукторы болезнеустойчивости, оздоровление картофеля от вирусов, культура меристем, микрочеренкование пробирочных растений.

Среди более чем 30 вирусных болезней картофеля во всех зонах его возделывания распространена и вредоносна морщинистая и полосчатая мозаика листьев, возбудителем которой является Y-вирус (YBK, PVY). Болезнь может снижать урожай клубней на 10-80% в зависимости от штамма, времени заражения, развития болезни, сорта и климатических условий. Вредоносность усиливается при совместном с другими вирусами (Х, А, М, S, L) заражении растений картофеля (Шелабина, 1989; Блоцкая, 1993). Одним из основных источников распространения YBK являются зараженные посадочные клубни. Поэтому наиболее эффективными методами защиты картофеля от этого вируса, по мнению большинства исследователей, является использование устойчивых сортов и здоровых посадочных клубней, качество которых должно подтверждаться сертификатами (Шелабина, 1989; Анисимов, Тульчеев, 2004). Для получения безвирусного семенного картофеля во всех странах, в т.ч. в РФ, используют технологию оздоровления через культуру апикальных меристем in vitro (Труски-нов, 2002). Оздоровление картофеля через культуру верхушечных меристем основано на том, что зона апекса побега

размером 0.02-0.15 мм свободна от вирусов, ее выделяют на питательную среду, где из экспланта через 1.5-3 (иногда через 6-8) месяцев вырастает безвирусное микрорастение. Его размножают черенкованием. Следует отметить, что превышение размера экспланта всего на 0.05 мм - до 0.2 мм, снижает эффективность оздоровления от вирусов на 40-50%, поэтому необходимы различные дополнительные методы уничтожения вирусов, в т.ч. термо- и химиотерапевтические. Ассортимент антивирусных препаратов для химиотерапии в настоящее время ограничен и включает, в основном, аналоги азотистых оснований нуклеиновых кислот, токсичные для растений и человека (Schuster, 1988). В то же время накоплен большой фактический материал, свидетельствующий об эффективности против вирусов системной приобретенной устойчивости, индуцированной в растениях рядом природных соединений (White et al., 1983; Murphy, Carr, 2002; Тютерев, 2002). Целью нашей работы являлось изучение эффективности хитозана, салициловой, арахидоновой кислот и азок-систробина (стробилурина) в качестве веществ, повышающих устойчивость растений картофеля к Y-вирусу in vitro и in vivo.

Методика

Исследования проводили на сортах картофеля Елизавета и Невский (среднеранних, умеренно устойчивых к вирусам).

В качестве антивирусных соединений изучали хитозан (низкомолекулярный фитоактивный), салициловую, арахидоновую кислоты и фунгицид азоксистробин (стробилурин), которые вносили в среду Мурасиге-Скуга (МС) в различных концентрациях. Выделение и культивирование верхушечных и пазушных меристем картофеля, черенкование регенерантов и микроклональное размножение растений проводили в соответствии с рекомендациями ВНИИКХ (1990). Пробирочные растения картофеля, полученные черенкованием на среде МС с перечисленными выше соединениями, высаживали в почву в теплице и определяли их устойчивость к Y-вирусу путем искусственного заражения.

В опыте на поле ВИЗР растения картофеля

Результаты

Действие хитозана, арахидоновой кислоты и азоксистробина на скорость размножения безвирусных пробирочных растений картофеля. Препараты, применяемые для химиотерапии, должны проявлять антивирусную активность и, при этом, не снижать регенерационную способность растений in vitro. Скорость регенерации и роста растений из черенков определяет скорость микроразмножения и является одним из основных показателей эффективности метода in vitro оздоровления растений картофеля от вирусов. В связи с этим одной из задач наше-

сорта Невский, супер-супер элита, опрыскивали двукратно (с интервалом 12 дней) водой (контроль) или 0.1% водными растворами двух препаратов на основе хитозана: хитозаны I и II (состав препаратов составляет ноу-хау). В каждом варианте - три повторности по 30 растений. Образцы листьев отбирали индивидуально с 10 случайно выбранных растений каждой повторности и анализировали на содержание Y-вируса. Y-вирус определяли в растительном материале методом твердофазного им-муноферментного анализа (ИФА) с помощью диаг-ностикума Биотехнологического центра ВНИИКХ по прилагаемой к нему инструкции. Количественное определение Y-вируса осуществляли на фотометре "Мультискан" (Финляндия). Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с использованием рекомендаций Б.А.Доспехова (1979) с помощью компьютерной программы Statistica 6.0.

исследований

го исследования явилось изучение действия хитозана, арахидоновой кислоты, азоксистробина на рост, морфологические показатели и регенерационную способность растений картофеля сорта Елизавета при микрочеренковании, а также на приживаемость и рост пробирочных растений в почве и урожай миниклубней.

Результаты опытов показали, что внесение хитозана в среду МС в концентрации 5 и 10 мг/л, оказывает положительное влияние на регенерацию одноузло-вых черенков и рост пробирочных растений (табл. 1).

Таблица 1. Рост растений картофеля сорта Елизавета на среде МС с хитозаном

Показатели роста растений-регенерантов m

Концентрация хитозана в среде Мурасиге-Скуга, мг/л

Первый цикл черенкования

Второй цикл черенкования

vitro 0 5 10 50 0 5 10 50

Высота растений, мм 91.1 87.9 88.9 80.4* 85.3 89.0 90.3* 83.7

Число узлов стебля, штук 6.0 5.9 6.0 5.7 6.3 5.8 6.1 5.7

Длина междоузлий, мм 15.2 14.7 14.6 14.1* 14.4 15.2 14.8 14.5

Сырая масса, мг/растение 124.6 119.7 116.3 120.1 112.5 115.3 119.9* 110.6

Число корней, штук 1.2 3.4* 3.3* 1.9 1.5 4.0* 3.6* 2.6

Длина корней, мм 8.5 10.1 11.3* 8.0 9.2 14.2* 13.9* 10.9

^Значения статистически существенно отличаются от контроля.

Хитозан при внесении в среду МС в таких концентрациях способствовал лучшему корнеобразованию у черенков при обоих циклах черенкования. Ара-хидоновая кислота (12 мг/л) и азоксистробин (5 мг/л) в среде МС снижали некоторые показатели роста пробироч-

ных растений картофеля сорта Елизавета по сравнению с контролем (табл. 2). Наибольшее ингибирующее рост действие проявлял азоксистробин, что, возможно, связано с механизмом его действия как ингибитора дыхания в митохондриях.

Качество растений, выращиваемых in vitro, при микроклональном размножении существенно влияет на приживаемость их после высадки в почву и урожай мини-

клубней. В наших опытах высаженные в почву в теплице растения-регенеранты картофеля сорта Елизавета хорошо приживались и росли (рис. 1, табл. 3).

Таблица 2. Влияние арахидоновой кислоты и азоксистробина на рост растений картофеля

_сорта Елизавета при первом цикле черенкования на среде МС_

Черенкование:

Показатели роста расте- 1-й цикл 2-й цикл

ний-регенерантов in vitro Контроль Арахидо-новая к-та, 12 мг/л Азоксистро-бин, 5 мг/л Контроль Арахидоно-вая к-та, 12 мг/л Азоксист-ро-бин, 5 мг/л

Длина корней, мм 91.1 75.4* 73.2* 85.3 80.1 79.1*

Число корней, шт. 6.0 5.7 5.4 6.3 5.9 5.8

Сырая масса, мг/растение Длина междоузлий, мм 15.2 124.6 13.2 109.3 13.5 96.5* 14.4 112.5 13.6 110.3 13.6 109.8

Число узлов стебля, шт. 1.2 1.3 1.4 1.5 1.5 1.1*

Высота растений, мм 8.5 8.0* 7.9* 9.2 8.0* 8.1*

*Значения статистически существенно отличаются от контроля. Таблица 3. Влияние хитозана на рост и клубнеобразование растений-регенерантов картофеля сорта Елизавета, высаженных в почву в теплице для получения миниклубней

Показатели роста пробирочных растений в почве Концентрация хитозана в среде Мурасиге- -Скуга, мг/л

0 5 10 50

Приживаемость в почве,%* 100 100 100 100

Число образованных миниклубней,

штук на 1 растение 12.5 15.9 17.0** 17.3**

Общая масса клубней, г/растение 150.4 180.4 220.3** 225.9**

*% укоренившихся и выросших растений от общего числа пробирочных растений, высаженных в почву; **значения статистически достоверно отличаются от контроля.

Данные, приведенные в таблице 3, показывают, что водорастворимый фитоак-тивный хитозан при внесении в среду МС в концентрациях 10 и 50 мг/л статистически достоверно на 46.5% и 50%, соответственно, повышает урожай миник-лубней при выращивании растений-регенерантов. Это может быть связано с элиситорной активностью хитозана, способностью повышать неспецифическую устойчивость растений к болезням и

стрессу, вызванному пересадкой пробирочных растений в почву. Хитозан способствует лучшей адаптации пробирочных растений к росту в нестерильных условиях в почве. Растения, размноженные черенкованием in vitro на среде МС с добавлением арахидоновой кислоты (12 мг/л) и азоксистробина (5 мг/л), хорошо приживались в почве теплицы, и урожай миниклубней у них был выше, чем у контрольных растений (рис. 1, табл. 4).

Таблица 4. Влияние арахидоновой кислоты и азоксистробина на рост и клубнеобразование растений картофеля сорта Елизавета, выращенных из пробирочных растений в почве теплицы _для получения миниклубней_

Показатели роста пробирочных растений в почве Контроль Арахидоновая кислота, 12 мг/л Азоксистробин, 5 мг/л

Приживаемость в почве,%* 100 100 100

Число образованных миниклубней,

штук на 1 растение 12.5 14.0 13.5

Общий вес клубней, г/растение 150.4 196** 189**

*% укоренившихся и выросших растений от общего числа пробирочных растений, высаженных в почву; **значения статистически существенно отличаются от контроля.

Азоксистробин, Хитозан, Хитозан, Арахидоновая к-та, Контроль

5 мг/л 10 мг/л 5 мг/л 12 мг/л

Рис. 1. Миниклубни картофеля сорта Елизавета из разных вариантов опыта

Таким образом, арахидоновая кислота и азоксистробин, как и хитозан, повышают адаптацию пробирочных растений к росту в почве. Можно считать целесообразным внесение хитозана в среду МС в концентрациях 10-50 мг/л.

Эффективность хитозана, салициловой и арахидоновой кислот в оздоровлении растений картофеля сорта Елизавета с использованием меристем боковых побегов. Как показали наши исследования, при оздоровлении картофеля через культуру верхушечных меристем главного побега освобождение от вирусов может превышать 95% (рис. 2 А), однако число получаемых растений-

регенерантов и скорость регенерации растений из таких меристем чрезвычайно низки.

100d 80 g

е

60 H о

40 £

20 #

CL

h

1 2 3

А

1 2 3

Б

1 2 3

В

1 2 3

Г

Рис. 2. Процент регенерантов (1), в т.ч. безвирусных (2) и выход безвирусных растений в % от общего числа экс-плантов (3) при оздоровлении растений картофеля сорта Елизавета методом верхушечных (А), пазушных (Б) меристем и пазушных меристем на среде с хитозаном, 10 мг/л (В) и арахидоновой кислотой, 12 мг/л (Г)

Растения-регенеранты растут 4-6 месяцев. Это согласуется с многочисленными данными других авторов, рассмотренных в обзоре Э.В.Трускинова (2002). В связи с этим, во многих странах проводятся исследования, направленные на повышение эффективности и скорости оздоровления картофеля, в т.ч. за счет использования меристем боковых побегов вместо верхушечных меристем.

В наших опытах число растений-регенерантов, полученных на стандартной среде МС для регенерации из меристем боковых побегов, составило 46.7% от выделенных на среду эксплантов, что в 7.8 раз выше, чем из верхушечных меристем. Однако выход безвирусных растений при этом снизился с 95% до 57.1% (рис. 2 А, Б, табл. 5). Для повышения эффективности избавления от вирусов мы использовали химиотерапию с помощью индукторов болезнеустойчивости.

На среде МС для регенерации меристем с хитозаном (10 мг/л) и арахидоно-вой кислотой (12 мг/л) безвирусных рас-тений-регенерантов было в 1.4-1.7 раза больше по сравнению с контролем (без препаратов). В сочетании с более высоким выходом регенерантов общий выход безвирусных растений в вариантах с хи-тозаном и арахидоновой кислотой возрос до 53.3%, то есть в 2 раза по сравнению с контролем (26.7%) при применении обоих препаратов и в 5 раз - по сравнению с выходом безвирусных растений при использовании верхушечных меристем (10%) (рис. 2, табл. 1).

0

Таблица 5. Эффективность хитозана, салициловой и арахидоновой кислот в оздоровлении растений картофеля сорта Елизавета с использованием меристем

Вещество и его концентрация в среде МС* Выделено меристем Получено растений- Эффективность Число растений-регенерантов без Выход безвирусных растений (%)

на среду, регенеран- регене- Y-вируса** от исходного чис-

штук тов, штук** рации,% штук % ла меристем

Контроль, без добавок 15 7 46.7 4 57.1 26.7

Хитозан, 10 мг/л 15 8 53.3 8 100 53.3

Арахидоновая кислота, 12 мг/л 15 9 60.0 8 88.9 53.3

Салициловая кислота, 10

мг/л 15 6 40.0 5 83.3 33.3

*МС - среда Мурасиге-Скуга. "Содержание Y-вируса в растениях-регенерантах определяли методом ИФА.

Эффективность хитозана, салициловой, арахидоновой кислот и азоксистробина против Y-вируса при размножении зараженных вирусом пробирочных растений черенкованием.

Для того чтобы изучить эффективность соединений против Y-вируса на жестком инфекционном фоне, пробирочные растения картофеля сорта Елизавета заражали обыкновенным штаммом вируса, погружая черенки в сок больного растения на 30-40 секунд. Черенкование зараженных Y-вирусом пробирочных растений картофеля (с содержанием вирусного белка, соответствующим 0.5-1.2 ед. оптической плотности по междуна-

родной шкале, то есть ~ 0.4 -1.2 мг в 1 г сырой массы ткани) на среде МС с хито-заном (10 мг/л), арахидоновой (12 мг/л), салициловой (10 мг/л) кислотами и азок-систробином (5 мг/л) снижало количество зараженных клонов на 56.5%, 60%, 80% и 45.4%, соответственно, при однократном цикле черенкования. При втором цикле черенкования (только зараженных вирусом растений из первого цикла) количество безвирусных клонов картофеля составило 64.5%, 69.2%, 86.7% и 87.5% на средах МС с добавлением хи-тозана, арахидоновой, салициловой кислот и азоксистробина соответственно (табл. 6).

Таблица 6. Эффективность хитозана, арахидоновой, салициловой кислот и азоксистробина против Y-вируса при однократном и двукратном циклах черенкования растений картофеля _сорта Елизавета на среде МС_

Получено клонов в 1 Получено клонов во 2 „

* % зараженных клонов от

„ цикле цикле* ^

Препарат и его кон- -~-~- общего числа растений,

■г, Содержащих „ Содержащих „

центрация в среде Всего, ,, Всего, ,, полученных за 2 цикла

-, г- г- " Y-вирус Y-вирус J „

штук - „- штук -!LJ-r.- черенкования, %

штук % штук %

Контроль 19 19 100 52 52 100 100

Хитозан, 10 мг/л 23 10 43.5 31 11 35.5 15.4

Арахидоновая кисло-

та, 12 мг/л 20 8 40.0 26 8 30.8 12.3

Салициловая кисло-

та, 10 мг/л 20 4 20.0 15 2 13.3 2.7

Азоксистробин,

5 мг/л 22 12 54.5 40 5 12.5 6.8

*Во второй цикл черенкования включены только растения, в которых обнаружен Y-вирус.

Таким образом, учитывая, что во второй цикл черенкования включались только зараженные У-вирусом растения картофеля из первого цикла, общее сни-

жение числа клонов, зараженных вирусом, составило в варианте с хитозаном 84.6%, арахидоновой кислотой - 87.3%, салициловой кислотой - 97.3%, азоксист-

робином - 93.2%.

Оценка эффективности хитозана, арахидоновой, салициловой кислот, азок-систробина против Y-вируса в растениях, высаженных в почву для получения миниклубней. Для оценки эффективности иммунизации растений в процессе черенкования их на среде МС с добавлением индукторов вирусоустойчивости пробирочные растения картофеля сорта Елизавета, выращенные на средах МС с хитозаном, арахидоновой, салициловой кислотами и азоксистробином, высаживали в почву теплицы и в стадии буто-

Вестник защиты растений, 4, 2010 низации заражали Y-вирусом. Во всех образцах листьев, собранных с растений до заражения, Y-вирус не обнаружен методом ИФА. Все исследуемые соединения существенно - на 50-100% по сравнению с контролем повышали устойчивость растений картофеля сорта Елизавета к заражению Y-вирусом. Наиболее эффективным индуктором устойчивости к вирусу был хитозан. Ни одно из растений, размноженных черенкованием на среде МС с хитозаном и высаженных в почву, не содержало Y-вируса после искусственного заражения (табл. 7).

Таблица 7. Устойчивость к заражению У-вирусом растений картофеля сорта Елизавета, выращенных в почве из пробирочных растений, иммунизированных хитозаном, арахидоновой ки-_слотой и азоксистробином_

Варианты

Число растений, штук

Число растений, в которых обнаружен У-вирус штук %

Эффективность препарата, % к контролю

Контроль 5 Хитозан, 5 мг/л 5 Хитозан, 10 мг/л 5 Арахидоновая к-та, 12 мг/л 5 Азоксистробин, 5 мг/л_5_

80 0 0 20 40

100 100

75 50

В целом полученные данные показали, что черенкование растений картофеля сорта Елизавета на среде МС с хито-заном, арахидоновой кислотой и азокси-стробином повышает их устойчивость к У-вирусу на длительный период после высадки в почву. Иммунизированные растения сохраняли устойчивость до фазы бутонизации-цветения.

Эффективность препаратов на основе хитозана в полевых опытах. Как известно, посадки класса супер-супер элиты картофеля в соответствии с ГОСТ не должны содержать растений с визуальными признаками поражения "тяжелыми" вирусами, к которым относится PVY. С теоретической и практической точки зрения представляло интерес определить эффективность иммунизирующего (профилактического) действия хитозана на растения этого класса. Мы исследовали эффективность против У-вируса двух препаратов на основе хитозана (хитозан I и хитозан II, состав которых является ноу-хау) на сорте Невский супер-супер элита в мелкоделяночном опыте на поле

ВИЗР. Растения опрыскивали двукратно (с интервалом 12 дней) водой (контроль) или 0.1% водными растворами хитозана I и II. Образцы листьев отбирали до опрыскивания и через 12 дней после второго опрыскивания индивидуально с каждого третьего растения каждого варианта и анализировали на содержание У-вируса методом ИФА. Ни в одном из образцов листьев растений картофеля до опрыскивания (90 образцов) У-вирус не был обнаружен. Результаты определения У-вируса в растениях картофеля через 12 дней после второй обработки приведены в таблице 8.

Через 12 дней после второго опрыскивания У-вирус обнаружен у 36.7% растений контрольного варианта (двукратное опрыскивание водой), 6.7% растений в варианте с двукратным опрыскиванием 0.1% раствором хитозана I и 3.3% в варианте двукратного опрыскивания растений 0.1% водным раствором хитозана II.

Получены данные о противовирусной активности хитозана, салициловой, ара-хидоновой кислот и азоксистробина про-

Вестник защиты растений, 4, 2010 тив У-вируса при внесении в среду МС в процессе оздоровления картофеля через меристемную культуру. Наши данные о противовирусной активности хитозана подтверждают результаты, полученные многими отечественными и зарубежными исследователями (Чирков и др., 1995, 1998, 2002; Куликов и др., 2006; Pospieszny ег а1., 1991, 1996, 1997; Faoro ег а1., 2001; Struszczyk, 2002).

Таблица 8. Эффективность против У-вируса двукратного опрыскивания растений картофеля сорта Невский, супер-супер элита, пре-_паратами хитозана_

Варианты

Среднее число

растений, в которых обнаружен Y-вирус*

штук

%

Эффек-тив-ность,

% к контролю

Контроль, обр. водой) Хитозан I, 0.1%

Хитозан II, 0.1%_

*Содержание Y-вируса определялось методом

3.67 ± 0.34 0.67 ± 0.60 0.33 ± 0.30

36.7 6.7 3.3

81.7 91.0

ИФА.

Хитозан усиливает синтез антипатогенных веществ в растениях, в т.ч. фи-тоалексинов (Walker-Simmons et al., 1983), хитиназ (Domenburg, Knoor, 1994; O'Herlihy et al., 2003), повышает активность пероксидазы (Kowalski et al., 2005). Обработка хитозаном стимулирует рост растений, повышает урожай многих сельскохозяйственных культур (Roby et al., 1987; Benhamou et al., 1994; ElGhaouth, 1994; Tiuterev, 1996; Vander, 1998; O'Herlihy et al., 2003; Kowalski et

al., 2005).

Действие хитозана на растения изучалось и в культуре in vitro. Так, в ряде работ установлено, что хитозан усиливает образование вторичных метаболитов в суспензионной и каллусной культуре клеток различных видов растений (Dorenburg, Knoor, 1994; Tumova, Backowska, 1999; Yu et al., 2002). Нам известна лишь одна работа, посвященная действию хитозана на морфогенез растений картофеля in vitro (Kowalski et al., 2006), где показано, что хитозан, внесенный в среду МС при микроразмножении растений in vitro, улучшает их качество, повышает устойчивость к стрессам, вызванным пересадкой растений в почву.

На основе анализа известных в литературе данных по структуре генома Y-вируса и кодируемых им белков (Riechmann et al., 1992) можно предположить, что из множества реакций противовирусного иммунитета наиболее существенными, вероятно, являются синтез ингибиторов протеаз и вирус-индуцируемое молчание генов, в котором вирусная РНК разрушается специфической РНК-азой растений. Возможно, эффективность хитозана и салициловой кислоты объясняется усилением именно этих реакций (Тютерев, 2002). Арахидо-новая кислота и азоксистробин могут индуцировать антивирусную устойчивость через те же механизмы, что подтверждается нашими предварительными данными о повышении содержание салициловой кислоты в растениях картофеля этими соединениями.

Выводы

Водорастворимый фитоактивный хи-тозан, арахидоновая, салициловая кислоты и азоксистробин проявляют высокую антивирусную активность при выращивании растений in vitro на жестком инфекционном фоне. Это позволяет предположить, что при размножении безвирусных растений (что предусматривается в методе оздоровления) эти соединения обеспечат защиту от скрытой инфекции и полное отсутствие Y-вируса в пробирочных растениях,

высаживаемых в почву.

При микроклональном размножении безвирусных пробирочных растений картофеля хитозан в концентрации 10 мг/л оказывает положительное влияние на рост, способствует лучшему корнеобра-зованию эксплантов. Иммунизация хито-заном повышает урожай миниклубней у растений, выращенных в почве в теплице из пробирочных растений.

Черенкование растений картофеля сорта Елизавета на среде Мурасиге-

Скуга с хитозаном, арахидоновой кислотой и азоксистробином иммунизирует их к У-вирусу на длительный период после высадки в почву. На фоне искусственного заражения иммунизированных растений У-вирусом в фазу бутонизации эффективность хитозана составила 100%, арахидоновой кислоты - 75%, азоксистроби-

Вестник защиты, растений, 4, 2010 на - 50% по сравнению с контролем.

В полевом опыте на картофеле сорта Невский класса супер-супер элита двукратное опрыскивание растений 0.1% водными растворами двух препаратов на основе хитозана разного состава снижало число зараженных У-вирусом растений на 81.7% и 91% соответственно.

Литература

Анисимов Б.В., Тульчеев В.В. Сортовые ресурсы семенного картофеля на Российском рынке // Межрегион, научн.-практич. семинар. Семеноводство картофеля в современных рыночных условиях. Татарстан, 2004, с. 1-6.

Блоцкая Ж.В. Вирусные болезни картофеля. Наука и техн., 1993, 222 с.

Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1979, 416 с.

Куликов С.Н., Чирков С.Н., Ильина А.В., Лопатин С.А., Варламов В.П. Влияние молекулярного веса хитозана на его антивирусную активность в растениях // Прикладная биохимия и микробиология, 2006, 42, 2, с. 224228.

Трускинов Э.В. Меристемный картофель: за и против. Культурные растения для устойчивого сельского хозяйства в 21 веке // Научн. тр. ВИР, М., 2002, с. 186-195.

Тютерев С.Л. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений. СПб, ВИЗР, 2002, 328 с.

Чирков С.Н., Сургучева Н.А., Атабеков И.Г. Стимуляция синтеза клеточных белков и ингибирование вирусной инфекции хитозаном в изолированных протопластах табака//Доклады РАН, 1995, 341, 6, с. 836-838.

Чирков С.Н., Сургучева Н.А., Гамзазаде А.И., Абду-лабеков И.М., Поспешны Г. Сравнительная эффективность производных хитозана при подавлении вирусной инфекции растений // Доклады РАН, 1998,360, 2, с. 271-273.

Чирков С.Н. Антивирусная активность хитозана (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология, 2002, 38, с. 1-8.

Шелабина Т.А. Устойчивость к вирусам районированных сортов картофеля и особенности защиты их в Северо-Западном регионе Нечерноземья. Автореф. канд. дисс. Л., 1989, 19 с.

Benhamou N., Lafontaine P., Niciole M. Induction of systemic resistance to fusarium crown and root rot in tomato plants by seed treatment with chitosan // Phytopathology, 1994, 84, p. 1432-1444.

Domenburg H., Knoor D. Elicitation of chitinases and antraquinones in Morinda citrifolia cell cultures // Food Biotechnol., 1994, 8, p. 57.

ElGhaouth A. Effect of chitosan on cucumber plants: suppression of Pythium aphanidennatum and induction of defense reactions // Phytopatology, 1994, 84, p. 313-320.

Faoro F., Sant S., Iriti M., Appiano A. Chitosan-elicited resistance to plant viruses: a histochemical and cytochemical study. // Chitin Enzymology< muzzarelli R.A.A., ed. Atec? Italy, 2001, p. 57-62.

Kowalski В., Jimenes T.F., Agramoute P.D., Unger C., Koppen D. Untersuchungen zur Wirkung von Pflanzenstarkungsmitteln und Elicitoren auf Ertag und

Pflanzengesundheit hei Kartoffeln // Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss, 2005, 17, p. 351-352.

Kowalski B., Terry F.J., Herrera L., Penalver D.A. Application of soluble chitosan in vitro and in the greenhouse to increase yield and seed quality of potato minitubers // Potato Research, 2006, 49, p. 167-176.

Murphy A.M., Carr J.P. Salicylic acid has cell-specific effects on tobacco mosaic virus replication and cell-to-cell movement//Plant Phys., 2002, 128, p. 552-563.

O'Herlihy E.A., Duffy E.M., Cassels A.C. The effects of arbuscular mycorrhizal lungi and chitosan sprays on yield and late blight resistance in potato crops from plantlets // Folia Geobot., 2003, 38, p. 201-207.

Pospieszny H., Chirkov S., Atabekov J. Induction of antiviral resistance in plants by chitosan // Plant Sci., 1991, 79, p. 63-68.

Pospieszny H., Struszczyk M.H., Cajza M. Chitin Enzymology // Chitin enzymology, Muzarelli R.A.A. ed., Atec, Italy, 1996, 2, p. 385-389.

Pospieszny H. Antiviroid activity of chitosan // Crop. Prot., 1997, 16, p. 105-106.

Riechmann J.L., Lain S., Garcia J.A. Highlights and prospects of potyvirus molecular biology // J. Gen. Vir., 1992, 73, p. 1-16.

Roby D., Gadelle A., Toppan A. Chitin oligosaccharides as elicitors of chitinase activity in melon plants // Biocem. Biophys. Res. Commun., 1987, 143, p. 885-892.

Schuster G. Synthetic antiphytoviral substances // Appl. Virology Res, 1988, 1, p. 265-283.

Struszczyk M.H. Chitin and chitosan. Part II. Application of chitosan // Polymery, 2002, 47, p. 396-403.

Tiuterev S. Chitosan: mechanism of action and ways of using chitosan as ecologically safe means in enhancement of plant disease resistance // Arch. Phytopathol Plant Protecton, 1996, 30, p. 323-332.

Tumova L, Backovska M. Chitosan and the flavonoid production//Herba Pol, 1999, 45, p. 114-115.

Vander P. Comparison of the ability of partially N-acetylated chitosans and chitooligosaccharides to elicit resistance reactions in wheat leaves // Plant Physiol, 1998, 118, p. 1353-1359.

Walker-Simmons M, Hadwiger L, Ryan C.A. Chitosans and pectic polysaccharides both induce the accumulation of the antiiungal phytoalexin pisatin in pea pods and antinutrient proteinase inhibitors in tomato leaves // Biochem. Biophys. Res. Commun, 1983, 110, p. 194-199.

White R.F, Antoniw J.F, Carr J.P, Woods R.D. The effects of aspirin and polyacrylic acid on the multiplication and spread of TMV in different cultivars of tobacco with and without the N-gene // Phytopathol. Z, 1983, 107, p. 224-232.

Yu L.J., Lan W.Z., Qin W.M., Jin W.W., Xu H.B. elicitor in cell suspension cultures of Taxus chinensis // Biol Oxidative stress and taxol production induced by fungal Plant, 2002, 45, p. 459-461.

EFFICIENCY OF INDUCERS OF PLANT DISEASE RESISTANCE AGAINST

POTATO Y-VIRUS TA.Evstigneeva, NA.Pavlova Investigation of the efficiency of systemic acquired resistance against potato virus diseases is very important at present in connection with limited range of resistant cultivars and with absence of virus control direct measures. The aim of our work was the investigation of efficiency of chitosan, salicylic, arachidonic acids and azoxystrobin (strobilurin) as substances increasing resistance of potato plants to Y-virus in vitro and in vivo. On the hard infectious background, it was shown that the numbers of infected clones decreased by 85-97% in two-fold cycle of micrografting of Y-virus infected potato tubers on Murashige-Skoog medium with chitosan, arachidonic, salicylic acids or azoxystrobin. Inducers of plant disease resistance improved explant growth and root-formation, increased yield of minitubers in plants grown in greenhouse soil and immunized them to Y-virus for a long time. In field trials on potato cultivar Nevsky of super-super elite class, two-fold spraying of 0.1% aqueous solutions of preparations based on chitosan and signaling molecules of virus resistance decreased the number of Y-virus infected plants by 81-91%. The data may be used in technologies of potato cultivar recovery from Y-virus in vitro and in vivo.

Keywords: inducer, plant disease resistance, potato recovery from viruses, meristem culture, micrografting.

Т.А.Евстигнеева, к.б.н., [email protected] Н.А.Павлова, аспирант, [email protected]