ДИНАМИКА, ЧИСЛЕННОСТЬ, ВИДОВОЙ СОСТАВ ТЛЕЙ-ПЕРЕНОСЧИКОВ ВИРУСОВ И КАЧЕСТВО СЕМЕННОГО МАТЕРИАЛА КАРТОФЕЛЯ В ПЕРВИЧНЫХ ПИТОМНИКАХ

DYNAMICS, SPECIES COMPOSITION OF APHIDS-CARRIERS OF THE VIRUSES SEMINAL QUALITY POTATO MATERIAL IN PRIMARY SEED PLOT

Tamara Shelabina

 candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher Federal State Budget Scientific Institution  "Leningrad Research Institute of Agriculture of the farm "Belogorka",

Russia, Belogorka

Svetlana Zavyalova

senior Researcher, Federal State Budget Scientific Institution  "Leningrad Research Institute of Agriculture of the farm "Belogorka",

Russia, Belogorka

Alexey Kuznetsov

 junior Researcher, Federal State Budget Scientific Institution  "Leningrad Research Institute of Agriculture of the farm "Belogorka",

Russia, Belogorka

Alexander Rodionenkov

 researcher, Federal State Budget Scientific Institution  "Leningrad Research Institute of Agriculture of the farm "Belogorka",

Russia, Belogorka

АННОТАЦИЯ

Проведены исследования с целью определения численности, динамики лета и видового состава крылатых тлей-переносчиков вирусов картофеля и их влияния на скрытую зараженность вирусами клонового материала. Показано, что доля эффективных переносчиков М и Y-вирусов картофеля от общего числа зарегистрированных крылатых тлей составляла в 2016 г. – 14,8, в 2017 г. – 32,8%. Выявлено происхождение увеличения скрытой зараженности вирусами в питомниках отбора клонов в результате раннего массового лета крылатых мигрантов на посадки картофеля. Применяемый комплекс агротехнических и специальных приемов, направленных на ограничение распространения вирусной инфекции, и используемый метод ИФА для ее обнаружения оказались неэффективными.

ABSTRACT

Studies were carried out to determine the abundance, flight dynamics  and species composition of the winged aphids carrying potato viruses and their effect on the latent contamination by viruses. It is shown that the proportion of effective carriers of M and Y-viruses of potato from the total number of registered winged aphids was 14.8 in 2016, and 32.8% in 2017.

The origin of the increase in the latent infection of viruses in clone selection nurseries was noted as a result of the early mass summer of winged migrants on planting potatoes. A complex of agrotechnical and special techniques aimed at limiting the spread of a viral infection, and the ELISA method used to detect it proved to be ineffective.

Ключевые слова: Тли-переносчики вирусов  картофеля; агротехнологические приемы; скрытая зараженность вирусами.

Keywords: aphids, carriers of potato viruses; agrotechnological methods; latent infection with viruses.

Создание свободного от вирусной, грибной и бактериальной инфекций семенного материала картофеля является одной из главных задач семеноводства этой культуры. Современные методы оздоровления от вирусной инфекции, размножение оздоровленного материала и защита его от повторных заражений повсеместно применяются сельскохозяй­ственными предприятиями, занятыми в производстве разных классов оригинального и элитного картофеля. Однако, в посадках оригиналь­ного и элитного картофеля по-прежнему имеют широкое распространение вирусы мозаичной группы: Х – вирус (XBK, крапчатая мозаика); М‑вирус (МВК, мозаичное закручивание листьев); Y-вирус (YBK, полосчатая и морщинистая мозаика), S-вирус (обыкновенная и складчатая мозаики); L-вирус (LВК, скручивание листьев) и др. Преимущественно распространена инфекция М и Y-вирусов [4, с. 25].

Основными переносчиками этих вирусов являются бобовая Aphis fabae Scop., персиковая Myzus persicae Sulz, большая Macrosiphum euphorbiae Thomas и обыкновенная картофельная Anulacortum solani Kalt., крушинная Aph.nasturtii Kalt. и крушинниковая Aph.frangulae Kalt. тли, способные развиваться на посадках картофеля [3, с. 93]. В связи с этим, важным элементом в комплексе специальных и агротехнических приемов, направленных на ограничение распространения вирусной инфекции, является мониторинг за численностью, динамикой и видовым составом тлей, мигрирующих в посадках оригинального картофеля.

Целью наших исследований являлось проведение мониторинга за численностью, динамикой лета и видовым составом крылатых особей, мигрировавших в посадках питомников отбора, а также наблюдения за изменениями уровня скрытой зараженности вирусами в клонах.

Методы исследования. Мониторинг за динамикой численности крылатых тлей осуществляли на основе уловов тлей на желтые водные ловушки Мерике [2, с.26]. Съем крылатых мигрантов проводили каждые третьи сутки. Собранный с ловушек энтомологический материал идентифицирован в лабораторных условиях ФГБНУ ВИЗР старшим научным сотрудником, кандидатом биологических наук М.Н.Берим, за что авторы выражают ей свою благодарность.

Скрытая зараженность вирусами клонового материала определялась методом иммуноферментного анализа (ИФА) независимыми экспертами диагностической лаборатории ФГБУ «Россельхозцентр» по Ленинградской области. Работа с клоновым материалом в питомниках отбора выполнялась на основе практического руководства [1, с.23].

Результаты и обсуждение. По четырем сортам Ломоносовский, Чародей, Невский и Романо питомники отбора клонов на основе меристемного материала сформированы в 2015 году Защита клонового материала от повторных заражений вирусами включала следующие приемы:

• двухкратную ежегодную стопроцентную оценку клонов на скрытую зараженность вирусами методом ИФА, с последующей выбраковкой выявленных вирусных клонов;
• пространственную изоляцию на 500-800 м от селекционных и продовольственных посадок картофеля;
• трехкратные фитосортопрочистки с браковкой, выявленных клонов с симптомами вирусных болезней и удалением больных растений за пределы поля;
• создание условий для быстрого роста и развития растений в первоначальный период вегетации (предпосадочное проращивание, неглубокая посадка на 6-8 см в оптимальные сроки, своевременный уход без смещения высаженных клубней и т. д.);
• обработки инсектицидами против тлей-переносчиков вирусных инфекций в фазу полных всходов и начало бутонизации растений. Для защиты растений картофеля в питомниках отбора были использованы Децис-Квик 0,3 л/га; Конфидор Экстра 50 г/га; Шарпей 0,2 л/га;
• защита от фитофтороза и альтернариоза включала: профилак­тические обработки до появления болезней перед смыканием ботвы в рядке комбинированными препаратами Акробат МЦ 2,5 кг/га; Ридомил Голд МЦ – 2,5; Курзат 2,5 кг/га, Ордан 2,5 кг/га;
• ранее удаление ботвы в сроки, выбираемые с учетом особенностей сорта к клубнеобразованию и с учетом пика лета тлей-переносчиков вирусной инфекции, для этого применяли Реглон Супер 2 л/га;
• применение гербицидов сплошного действия (Раундап 3 л/га; Глиалка 4 л/га и аналоги) по стерне предшествующей культуры;
• ранние сроки уборки клонов в сухую погоду.

Одним из главных показателей качества семенного материала в категории оригинальный картофель является его соответствие нормо­требованиям на наличие вирусных болезней. Ежегодно выполняемые визуальные оценки растений картофеля показали, что в 2015-2017 гг. в питомниках отбора всех сортов отмечали симптомы мозаичного закручивания листьев, крапчатой мозаики и, значительно реже, полосчатой. Меньше всего клонов с симптомами вирусных болезней удалялось в питомнике отбора сортов Ломоносовский (0,5-1,4 %) и Романо (0-2,2 %). Процент удаленных клонов с симптомами вирусных болезней был выше на сортах Чародей (2,0-5,4 %) и Невский (1,1-6,4 %). Выявленные больные клоны в ходе проведения прочисток выбрако­вывались полностью с удалением ботвы и клубней за пределы поля.

Скрытая зараженность вирусами клонов в питомниках отбора по результатам оценки ИФА представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Скрытая зараженность вирусами клонов в питомниках отбора по результатам оценки ИФА, 2015-2017 гг.

ИФА проверяются все клоны из питомников отбора дважды в год в разные временные периоды в июле и марте. По их результатам клоны с положительной реакцией на вирусы выбраковываются полностью. Анализ результатов показал, что скрытая вирусная инфекция в летний и весенние периоды 2015-2017 годов оставалась приблизительно на одном уровне и была представлена, в основном, МВК.

В разрезе сортов она колебалась незначительно и составляла 1,9‑5,2 %. Увеличение скрытой зараженности вирусами в питомниках отбора всех сортов отмечено в марте 2017 года. Относительно июльской оценки 2016 года зараженность МВК увеличилась в несколько раз: на сорте Ломоносовский в 2,3; на сорте Чародей в 5,1; на сорте Невский в 1,4. Выявлена также инфекция YBK в клонах сортов Ломоносовский, Невский и Романо.

Инфекция МВК и YBK в условиях поля распространяется и передается преимущественно крылатыми тлями. Двенадцать видов тлей могут заселять и размножаться на картофеле как на растении-хозяине и считаются главными переносчиками [3, с. 93]. Наблюдения за динамикой численности и видовым составом тлей, мигрировавших в посадках оригинального картофеля в 2016-2017 годах, выявили следующее: в составе мигрировавшей в посадках картофеля генерации тлей присутствовали крылатые особи 31 вида в 2016 г. и 30 видов в 2017 году. Посредством водных желтых сосудов Мерике за сезон наблюдений (июнь, июль, август) было отловлено в 2016 г. – 481, в 2017 г. – 131 экземпляр крылатых особей. Миграцию тлей отмечали в 2016 г. со второй декады июня; в 2017 г. – с третьей. Прекращалась миграция тлей на посадках картофеля в третьей декаде августа (табл.2).

Таблица 2.

Метеорологические условия и динамика численности лета крылатых мигрантов на картофеле в питомниках отбора клонов, 2016-2017 гг.

Во все годы наблюдений определяющим фактором численности популяции тлей, мигрировавших в посадках оригинального картофеля, являлись климатические условия (табл. 2). Благоприятные метеорологи­ческие условия по среднесуточной температуре воздуха, количеству осадков и их интенсивности способствовали быстрому развитию популяции тлей и массовому распространению их. Такие условия сложились в 2016 году – во II и III декадах июня; в 2017 году – в III декаде июля.

Пик численности летающей генерации тлей наступил в 2016 году во второй декаде июня, в 2017 – в третьей декаде июля (рисунок 1).

Рисунок 1. Динамика численности лета крылатых мигрантов в посадках картофеля (питомники отбора клонов), 2016-2017 гг.

Доля главных векторов передачи МВК и YBK от общего числа зарегистрированных тлей составляла в 2016 г. – 14,8; в 2017 г. – 32,8 %. (табл. 3).

Таблица 3.

Численность и видовой состав крылатых мигрантов на картофеле в условиях опытного поля Ленинградского НИИСХ «Белогорка», 2016 г.

Таблица 3. (продолжение)

В сезоне 2017 года крылатые тли были слабоактивны. Пик численности летающей генерации тлей наступил поздно. К этому моменту комплекс приемов специальных и агротехнологических был выполнен полностью. Риск перезаражения вирусами семенного материала в клоновых питомниках маловероятен. Он значительно возрастает при условии раннего и массового лета крылатых мигрантов на молодые растения картофеля.

В 2016 году наблюдали ранний, интенсивный лет крылатых мигрантов на картофель во второй декаде июня, когда на один сосуд Мерике было отловлено 260 экземпляров. В третьей декаде июня интенсивный лет тлей сохранялся. Количество крылатых мигрантов в этой декаде составило 133 экземпляра. Пик численности летающей генерации тлей наступил раньше: на 2 недели в 2015, и на 5 недель в 2017 году.

Метеорологические условия этого периода 2016 года также были благоприятны для роста и развития растений картофеля, которые находились в это время в фазе полных всходов.

Из главных переносчиков инфекции МВК и YBK в 2016 году были активны бобовая тля с 13.06 по 13.07 и крушинная с 15.06 по 25.07. Большая картофельная, обыкновенная картофельная тли и Rh.llatysiphon (Dav.) были выявлены в составе летающей генерации позднее и в единичных экземплярах. С точки зрения переноса и передачи вирусной инфекции наиболее опасны были бобовая и кру­шинная тли, лет которых отмечали рано и достаточно длительное время.

Среди других видов в составе летающей генерации отмечали 36,4 % от общего числа отловленных, особей салатной тли (H.lactucaе L.). Причем, активен этот вид был в течение десяти дней с 13 по 22 июня, когда растения картофеля находились в стадии полных всходов и были наиболее уязвимы для передачи вирусной инфекции. В это же время с 13 по 29 июня была активна и тля, питающаяся на ивах (C.aegopoii Scop.). Доля этого вида в составе летающей генерации составляла 11,4 % от общего числа отловленных. Роль этих видов тлей в передаче и распространении вирусов картофеля неясна и предположительна, так как специальными исследованиям не доказана. Настораживает то, что на посадках картофеля оба вида в большом количестве были активны достаточно долгое время.

Заключение. В результате раннего и интенсивного лета крылатых мигрантов на посадки картофеля произошло распространение инфекции МВК и YBK в питомниках отбора клонов, а выполненный комплекс агротехнологических и специальных приемов, направленных на ограничение распространения вирусной инфекции в полевых условиях, оказался малорезультативным. Пик численности летающей генерации тлей наступил раньше, чем на растениях картофеля появились симптомы вирусных болезней и были выполнены фито­прочистки; обработки инсектицидами временно снижали численность тлей (что подтверждается уловами на чашках Мерике), но не предот­вратили распространение вирусов; применение раннего удаления ботвы было невозможно, так как клубнеобразование только начиналось.

Применение ИФА для определения скрытой зараженности вирусами клонового материала показало, что этим методом выявляется только часть клонов вновь инфицированных. Часть же клонов содержит вирусы в недоступной форме для определения этим методом.

Так, клубневое потомство, отобранное по результатам ИФА из клонов, показавших отрицательную реакцию на пять вирусов (Х, S, M, Y и А) в июле 2016 г., в марте 2017 г. содержало скрытую инфекцию МВК от 5,0 до 13,3 % в зависимости от сорта и инфекцию YBK от 0,0 до 5,5 % клонов. Остаточная латентная вирусная инфекция, которая не диагностируется ни визуально, ни серологически (ИФА), но присутствие ее обнаруживается в следующих поколениях, представляет особую трудность при оздоровлении сортов картофеля в первичном семеноводстве.

В распространении МВК и YBK в клоновых питомниках в условиях 2016 г. определяющее значение имели численность и сроки наступления массового лета крылатых мигрантов. При этом долевое участие главных векторов передачи этих вирусов составляло всего 14,8 % от общего числа зарегистрированных тлей. Ранний и массовый лет тлей опасен, поскольку растения картофеля в это время находятся также на ранней стадии роста и не успевают приобрести возрастную устойчивость к переносчикам.

Для выявления роли участия в распространении МВК и YBK других видов тлей, мигрировавших в посадках оригинального картофеля, необходимо дальнейшее проведение специальных исследований.

Список литературы:

1. Анисимов Б.В. Фитопатогенные вирусы и их контроль в семеноводстве картофеля (Практическое руководство). – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. –С. 23.
2. Зыкин А.Г. Тли–переносчики вирусов картофеля. – Л.: Колос, 1970. – С. 26
3. Ровер И., Бурден Д. Передача вирусов картофеля тлями: вирусы и виру­соподобные болезни и семеноводство картофеля [под ред. Либенштейна Г., Бергера Ф.Х., Бранта А.А., Лоусена Р.Х.] С-Пб., 2005. - С. 93.
4. Шелабина Т.А., Завьялова С.А. О качестве семенного материала картофеля в тестовой коллекции лучших сортов российской и белорусской селекции // Аграрная Россия. 2015. - № 5. – С. 24-25.