Практическое занятие 11
Вопросы:
1. Экспресс – методы
Экспресс-методы. Основаны они на вскрытых закономерностях взаимодействия в биологической системе фитофаг — кормовое растение, точнее, на учете отдельных сторон их взаимодействия.
Эти методы позволяют ускорить выявление устойчивых форм растений по определенным их свойствам и проводить предварительный отбор среди множества сортообразцов. Отобранные с помощью экспресс-методов образцы обычно высевают в поле, где проводят их окончательную отбраковку.
Среди экспресс-методов различают: 1) прямые — непосредственно отражающие воздействие фитофага на повреждаемое растение и наоборот — воздействие растения на фитофага; 2) косвенные —отражающие взаимоотношения по косвенным (сопутствующим) признакам.
Рассмотрим несколько экспресс-методов, основанных на учете прямого взаимодействия вредителя с растением.
Одним из таких методов является метод оценки атакуемости эндосперма зерновок пшеницы ферментами слюнных желёз вредной черепашки. Он позволяет при использовании ничтожной части (2 мг) эндосперма оценить устойчивость злаков к вредной черепашке по степени атакуемостинативного крахмала зерновки ферментами вредителя. Его большая ценность, помимо быстроты оценки сорта на устойчивость, заключается и в том, что зерновки, от которых взяты пробы для анализа, могут быть использованы селекционером для посева.
Для быстрой оценки устойчивости злаков к гидролизирующему действию ферментов, выделяемых личинками шведских мух, используется стандартный желудочный сок.
Оценка реакции фитофагов на качества пищи (устойчивые сорта, линии, гибриды) легко может быть осуществлена по показателям морфофункционального состояния секреторных отделов кишечника. Для этого насекомых после непродолжительного раздельного кормления на растениях изучаемых сортов вскрывают, извлекают слюнные железы или весь кишечник и устанавливают степень напряженности их функционирования по размерам этих органов и клеток, их составляющих. Такой способ был с успехом апробирован на личинках шведских и свекловичной мух, на имаго и личинках вредной черепашки, личинках хлебного пилильщика, колорадском жуке и других вредителях.
Экспресс-метод оценки устойчивости пшеницы и ячменя к вредной черепашке основан на степени напряженности функционирования органов, секретирующих гидролазы при питании на разных по устойчивости сортах. Сущность метода заключается в том, что вследствие гипертрофии слюнных желёз при питании на более устойчивых сортах усиливается сорбирование ими нейтральных красителей. Для определения сравнительной устойчивости сортов пшеницы, ячменя и других злаков клопов или их личинок в течение 1—2 сут выдерживают без пищи. После этого их помещают на несколько часов в садки с зерном сортов, оцениваемых на устойчивость (раздельно для каждого сорта). Затем клопов вскрывают в жидкости Рингера и извлекают из них слюнные железы. Железы помещают на 15—20 мин в бюксы с 0,04%-ным раствором нейтрального красного, приготовленного на физиологическом растворе Рингера без соды. По окончании заданной экспозиции слюнные железы переносят в чистый раствор Рингера на 20— 30 мин. После этого элюируют (извлекают) сорбированный железами краситель, помещая их в 2%-ный раствор серной кислоты. Для каждого сорта используют по пять пар желёз. Число повторностей для каждого определения — 10.
Интенсивность окраски раствора серной кислоты определяют на фотоэлектроколориметре. Показатели шкалы этого прибора служат косвенным критерием функциональной напряженности слюнных желёз, или иначе показателем устойчивости сорта. Полученные показатели по каждому сорту сравниваются со стандартом.
С помощью этого экспресс-метода удалось ранжировать некоторые сорта пшениц по степени устойчивости к вредной черепашке. Так, по отношению к стандарту (сорт Безостая 1) из мягких озимых пшениц менее устойчивым оказался сорт Мироновская 808 (на 10,5 %), а более устойчивыми — сорта Леоне (на 15 %)> Украинка (на 42 %), Продутторе (на 56 %). Сорта твердых пшениц по отношению к своему стандарту (сорту Арнаутка) были более устойчивыми к этому вредителю (Леукурум 6 — на 52 % и Мичуринка — на 80 %).
Изменения в организме насекомых при питании на разных по устойчивости сортообразцах сельскохозяйственных культур сравнительно просто определяются по содержанию форменных элементов в гемолимфе. Для этого делают мазок гемолимфы на предметном стекле и после его фиксации и окрашивания подсчитывают наличие различных форменных элементов в нем,
К косвенным экспресс-методам можно отнести методику оценки филлоксероустойчивости винограда по особенностям развития гнилостного процесса на корнях. Разработано несколько экспресс-методов оценки устойчивости кукурузы к кукурузному мотыльку, основанных: 1) на оценке концентрации в растениях суммы фенольных веществ, содержании флавоноида б-метоксибензоксазолинона (МБОА); 2) на оценке оптической плотности эфирных вытяжек из листьев растений; на интенсивности роста бактериальной флоры на агаровой среде, в которую добавляются вытяжки из листьев различных линий или гибридов.
Успешно можно использовать в качестве экспресс- методов оценки устойчивости растений такие их анато- морфологические показатели, как опушенность листьев, интенсивность развития панцирного слоя, скорость развития пергаментного слоя у бобовых ит. д.