ИЗУЧЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВИРУСА ЖЁЛТОЙ КАРЛИКОВОСТИ ЯЧМЕНЯ В КАШКАДАРЬИНСКОЙ ОБЛАСТИ УЗБЕКИСТАНА

АННОТАЦИЯ

Данная научно-исследовательская работа посвящена изучению распространения вируса жёлтой карликовости ячменя в Кашкадарьинской области, также его переносчика - тлей. Изучен видовой состав тлей и определены штаммы ВЖКЯ иммунологическим методом.

ABSTRACT

This research work is devoted to the study of the spread of the barley yellow dwarf virus in the Kashkadarya region, as well as its carrier - aphids. The species composition of aphids was studied and the strains BYDV were determined by the immunological method.

Ключевые слова: Aphididae, Luteoviridae, вирус жёлтой карликовости ячменя, вектор, штамм, персистент.

Keywords: Aphididae, Luteoviridae, Barley Yellow Dwarf Virus, vector, strain, persistent.

Введение

На сегодняшний день вирусные болезни зерновых культур во всем мире наносят значительный экономический ущерб урожайности в зависимости от вида вируса. В то же время в зернах злаковых культур, зараженных вирусами, отмечается снижение количества витаминов, различных полезных минералов и веществ, имеющих важное пищевое значение, таких как крахмал.

В настоящее время количество вирусов, поражающих зерновые растения на Земле, превышает 100, а в западных странах идентифицировано около 40 зерновых вирусов. Вирус жёлтой карликовости ячменя (ВЖКЯ) широко распространен во всех зерносеющих странах [1,2]

Среди зерновых вирусов в Узбекистане выделены вирус карликовой ячменя жёлтой, вирус полосатой мозаики пшеницы и вирус желтой полосатой мозаики ячменя [3]

Вирусы, обнаруженные в злаковых растениях, в основном распространяются на другие растения через тлей [4]

Вирус желтой карликовости ячменя ВЖКЯ, обнаруживаемый преимущественно в зерновых культурах, относится к семейству Лютеовирусов Luteoviridae. Широко распространен во всех зернопроизводящих странах мира. ВЖКЯ поражает пшеницу, овес, кукурузу, рис, ячмень и многие сорняки, принадлежащие к семейству злаков. [5] У растений, зараженных ВЖКЯ, наблюдают пожелтение кончиков листьев, покраснение листовой пластины, мелкие размеры растения. Симптомы болезни у растений аналогичны симптомам, вызванным недостатком питательных веществ или воды. ВЖКЯ не передается растениям механическим путем, через семена или пыльцу, а распространяется в природе только тлями (Aphididae), т. е. вирус поражает растения через многие виды тлей. Вирус воспроизводится только внутри зараженной растительной клетки, а не внутри насекомого-носителя. Распространителями ВЖКЯ являются тли (Aphididae) Rhopalosiphum radi, Rhopalosiphum maydis, Sitobean avenae (Fabricius), Schiraphis graminum padi. Было идентифицировано несколько штаммов: ВЖКЯ -PAV, ВЖКЯ -MAV ВЖКЯ -SGV, ВЖКЯ -RMV, ВЖКЯ -RPV. Штаммы ВЖКЯ также отличаются насекомыми (Aphididae). Штамм ВЖКЯ-PAV–Rhopalosiphum radi и Sitobean avenae Fabricius, штамм ВЖКЯ-SGV–Schiraphis graminum padi, штамм ВЖКЯ-RMV–Rhopalosiphum maydis, штамм ВЖКЯ-RPV–Rhopalosiphum radi, штамм ВЖКЯ-MAV–Macrosiphum avenae. Через 30 минут питания соком растения зараженных вирусом, тля (Aphididae) приобретает способность передавать вирус. Такой способ передачи вируса характерен для «персистентных» вирусов. ВЖКЯ имеет сферическую форму диаметром 25-28 нм. геном состоит из одно цепочечной РНК. Точка тепловой инактивации 60°- 75°С. Вирионы накапливаются во флоэме растений. На территории Узбекистана идентифицированы все штаммы ВЖКЯ, причем установлено, что штамм ВЖКЯ -PAV распространен практически во всех регионах. [6,7]

Материалы и методы исследования

В качестве объекта исследования в апреле 2022 года в районах Кашкадарьинской области проводился мониторинг уровня распространения вируса карликовости зерновых культур. Распространение вирусов на полях пшеницы и ячменя определяли по методу Ю. И. Власова. Через каждые 15-20 м по диагонали поля проверяли растения длиной 1 м. Регистрировали больные растения в 10-20 местах по краю поля.

Уровень болезни пшеницы рассчитывали по 9-балльной шкале: 9-балльная растения без признаков болезни, 7-балльная слабое пожелтение листьев и слабый рост растений, 5-балльная пожелтение листьев и отставание роста растений, 3-балльная пожелтение листьев, края листьев изрезаны в форме зуба, растение перестает расти, растение погибает из-за заражения вирусом 1-балл. [8] Диагностику на основе иммуноблоттинга на нитроцеллюлозной мембране (НЦМ) проводят с помощью наборов. Образцы больных пшеницы отбирают с полей осенней мягкой пшеницы по симптомам заболевания, испытуемый стебель пшеницы срезают до длины 10-15 см, закладывают в упаковках, доставляют в лабораторию и проводят анализы согласно инструкции. [9]

Результаты исследования и обсуждение

В апреле-мае 2022 г. с целью изучения распространения вируса желтой оспы ячменя проводится контрольная фаза зерновых культур. Организованы экспедиции на хлебные поля по всей Кашкадарьинской области нашей республики. Степень распространения вируса желтой пятнистости ячменя на зерновых полях исследовали по методике Ю. Власова. Распространенность вирусов растений оценивали на основе их встречаемости. С целью определения уровня распространения вируса желтой карликовости ячменя, поражающего зерновые культуры, в отдельных районах области определяли количество здоровых и больных растений на 1 м² с шагом 15-20 метров по диагонали на 1 га посевной площади зерна. Подсчитывали растения в поле, осматривали и обнаруживали характерные для вируса заболевания, симптомы изучали визуально. На зерновых полях Камашинского, Нишон-Гузорского, Шахрисабизского, Яккабогского, Чиракчинского, Китабского районов Кашкадарьинской области исследовали вирус желтой пятнистости ячменя и зерновых тлей (Aphididae), являющихся переносчиками этого вируса. При визуальном осмотре хлебных полей по вышеуказанной методике работы были обнаружены следующие признаки болезни. У зараженных растений пшеницы и ячменя были отмечены такие симптомы, как желтая мозаика, пожелтение кончиков листьев, скручивание листьев с кончиков, мелкость растения и отсутствие колосьев.

Rhopalosiphum radi, Rhopalosiphum maydis, Macrosiphum avenae, Sitobean avenae (Fabricius), Schiraphis graminum padi, тли (Aphididae) оказались распространителями ВЖКЯ, обнаруженного в пшенице и ячмене (рис.1).

Уровень заболеваемости зерновых культур рассчитывали по 9-балльной шкале. Камаши, НишанГузар, 7-балльное пожелтение слабых листьев и признаки слабого роста растений в 15-20%, зерновые поля Шахрисабизского, Яккабогского, Чиракчинского, Китабского районов, 5- баллов было обнаружено пожелтение листьев и признаки низкорослости растений в 30 -40% степени распространенности (рис.2).

Рисунок 1. Симптомы заболевания вирусом желтой карликовости ячменя в зерновых полях: а) - посев зерновых, не зараженный ВЖКЯ, б-с) посев зерновых, зараженный ВЖКЯ, д) - колония зерновых тлей (Aphididae), распространяющих ВЖКЯ

Степень заражения вирусом изучали путем визуального осмотра симптомов заболевания. В Камашинском, Нишанском и Гузoрском районах Кашкадарьинской области зараженные поля составляли до 15-20%, в Шахрисабзском, Яккабогском, Чиракчинском, Китабском районах до 30-40%. Для проверки наличия ВЖКЯ в зерновых культурах использовали иммунологические методы.

Рисунок 2. Уровень распространенности ВЖКЯ в разрезе районов Кашкадарьинской области

Образцы были собраны с растений пшеницы, демонстрирующих симптомы, типичные для вирусного заболевания. С каждого поля было отобрано по 10 проб и доставлено в лабораторию в полиэтиленовых пакетах.

Для определения инфицированности собранных образцов растений пшеницы ВЖКЯ проводили НЦМ-иммуноблоттинга в порядке, указанном в разделе «Материалы и методы работы». Образцы с зерновых полей диагностировали методом иммуноблоттинга на нитроцеллюлозной мембране (рис.3).

Рисунок 3. Процесс идентификации ВЖКЯ методом НЦМ-иммуноблоттинга: а) - реакция ВЖКЯ на нитроцеллюлозной мембране б) - определение наличия вируса при увеличении в 700 раз реакцией иммуноблоттинга в) - безвирусный образец

Наличие ВЖКЯ выявляли при исследовании образцов методом иммуноблоттинга на нитроцеллюлозной мембране. В связи с тем, что ВЖКЯ является вирусом, накапливающимся во флоэме растений, на поверхности мембран больных стеблей пшеницы под стереомикроскопом образовывались коричневые пятна, а в клетках здоровых стеблей растений такие пятна не наблюдались (рис. 3. б, в).

Установлено, что образцы, отобранные во всех районах Кашкадарьинской области, инфицированы ВЖКЯ. В посевах зерновых в районах Кашкадарьинской области наблюдалось большое количество тлей (Aphididae), то есть зерновых тлей.

Вывод

Пшеница является одной из основных сельскохозяйственных культур в Кашкадарьинской области, возделывается как на засушливых, так и на орошаемых землях. Регулярный посев озимой и яровой пшеницы, круглогодичное наличие покровных культур и промежуточных растений-хозяев, а также распространение на полях четырех различных видов тлей-переносчиков ВЖКЯ создают основу для широкого распространения штаммов вируса. Разработка системы управления ВЖКЯ для Кашкадарьинской области имеет научное и практическое значение.

Список литературы:

1. Aнстрал Т. Идентичность изолятов вируса желтой карликовости ячменя на хлебных злаках и травах с материка Австралии // S. Agr. Res., – 1988. – №3.– С. 375–384.
2. Дорофеева Л. Л., Шкаликов В. А. Желтая карликовость (вирус желтой карликовости ячменя – ВЖКЯ) / Болезни зерновых культур: Сборник научных статей – Москва, Колос, 2007. –С. 3
3. Горбунова Н.И.,Успенская Н.В., и Шевакова, M.Н. 1966.Полосатой мозаики пшеницы в Узбекистане. Вирусные болезни сельскохозяйственных растений и методы защиты. Kиев. 378-381 стр.
4. Кеглер Х., Кляйнхемпель К. Борьба с вирусными болезнями растений. Москва: Агропромиздат, 1986. – 133–149 с.
5. Кастальева Т. Б. Выделение вируса желтой карликовости ячменя из естественно зараженных растений овса и ячменя //Доклады ВАСХНИЛ–Москва, 1994. – С. 23–25.
6. K.MMakkouk, S. Kumari, Z Kadirova, A.Zueva, First record of Barley yellow striate mosaic virus and Cereal yellow dwarf virus-RPV infecting wheat in Uzbekistan. Plant Disease /vol.85 No.10 October 2001
7. Z.N. Kadirova, A.A. Zueva, and A.A. Abdikarimov Identification of Cereal Viruses in Uzbekistan Barley Yellow Dwarf Disease: Recent Advances and Future Strategies Proceedings of an International Symposium Held at El Batán, Texcoco, Mexico 1-5 September 2002. pp 108-109.
8. Кадырова 3.Х., Махмудов Т.Х., Ахмаджонов М., Абдукаримов А.А. Изучение распространения вирусных болезней пшеницы в некоторых регионах Республики Узбекистан Доклады Академии наук Республики Узбекистан 4-2020. стр. 83-88.
9. Махмудов Т.Х., Кадырова З.Н., Абдукаримов А.А. Иммуноблоттинговая диагностика вируса желтой карликовости ячменя. Доклады Академии наук Республики Узбекистан 5-2021. стр. 75-79.