Діагностика вірусних інфекцій пшениці за дії абіотичних чинників - Автореферат

Для одержання стабільних валових зборів зерна в Україні важливе значення має наявність сортів озимої пшениці з високим адаптаційним потенціалом до несприятливих чинників довкілля. На урожайність культури негативно впливають поряд з абіотичними факторами, чимало біотичних чинників, таких як гриби, бактерії, віруси [Петренкова В.П. і ін., 2009; Юхименко А.І.і ін., 2008]. У звязку з цим виникає проблема зясування причин появи патологічних симптомів, оскільки деякі з них мають надзвичайно важливе значення для технологій вирощування сільськогосподарських культур, зокрема це стосується вчасного виявлення вірусної інфекції у такій домінуючій для нашої країни сільськогосподарській культурі, як пшениця. Метою роботи була розробка комплексу діагностичних методів на основі вивчення взаємодії вірусів з рослинами-хазяями за дії змінних абіотичних чинників та пошук шляхів підвищення адаптаційного потенціалу озимої пшениці до вірусної інфекції. 6) зясувати вплив гумінових препаратів та координаційних сполук літію й натрію на ріст і розвиток рослин пшениці при вірусному ураженні.Подібні симптоми спричиняють також різкі перепади температури у фотосинтезуючих тканинах у фазі виходу в трубку і початку колосіння рослин. У рослинах озимої пшениці методом імуноферментного аналізу і електронної мікроскопії виявлено вірус жовтої карликовості ячменю та вірус смугастої мозаїки пшениці. Установлено, що при тривалому кліностатуванні відбувається пригнічення репродукції вірусу смугастої мозаїки пшениці в штучно інфікованих рослинах пшениці сорту Апогей третьої репродукції. Доведено, що передпосівна обробка насіння пшениці фізіологічно-активними речовинами (дублін, оксидат торфу, гумінові препарати) викликає стрес, результатом якого є на першому етапі пригнічення росту і розвитку проростків, проте це створює сприятливі умови для попередньої адаптації і посилює стійкість рослин до стресу, викликаного вірусною інфекцією. / Здобувач здійснювала моніторинг, постановку вегетаційних досліджень по вивченню регуляторів росту рослин для підвищення адаптаційного потенціалу пшениці, підготувала матеріали до опублікування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Моніторингові дослідження з використанням сучасних методів вірусологічної діагностики та фізіолого-біохімічних методів дозволили встановити, що зовнішні ознаки почервоніння, а також поява «багряних» листків озимої пшениці, які супроводжують вірусне ураження рослини, не завжди є специфічними. Подібні симптоми спричиняють також різкі перепади температури у фотосинтезуючих тканинах у фазі виходу в трубку і початку колосіння рослин.

2. У рослинах озимої пшениці методом імуноферментного аналізу і електронної мікроскопії виявлено вірус жовтої карликовості ячменю та вірус смугастої мозаїки пшениці. За модифікованою методикою очищення цих вірусів отримано сконцентровані й очищені вірусні препарати, про що свідчить коефіцієнт екстинції А260/280=1,55 та 1,31 відповідно.

3. Вперше з листків рослин озимої пшениці з раніше неописаними симптомами хлоротичних штрихів виділено вірусні частки розмірами 360±10х14 нм, 100±10х14 нм та 220±20х14 нм із паличкоподібною морфологією.

4. При використанні різних вірусологічних методів вперше експериментально доведено відсутність насіннєвої передачі ізоляту вірусу смугастої мозаїки пшениці із зразків з Полтавської області.

5. Показано, що підвищення вмісту цукрів у рослинах озимої пшениці відбувається як під впливом вірусної інфекції, так і за дії низьких позитивних температур, що зумовлює необхідність застосування комплексу фізіологічних і вірусологічних методів діагностики захворювання.

6. Установлено, що при тривалому кліностатуванні відбувається пригнічення репродукції вірусу смугастої мозаїки пшениці в штучно інфікованих рослинах пшениці сорту Апогей третьої репродукції.

7. Доведено, що передпосівна обробка насіння пшениці фізіологічно-активними речовинами (дублін, оксидат торфу, гумінові препарати) викликає стрес, результатом якого є на першому етапі пригнічення росту і розвитку проростків, проте це створює сприятливі умови для попередньої адаптації і посилює стійкість рослин до стресу, викликаного вірусною інфекцією. Вірусінфіковані рослини пшениці при застосуванні регуляторів росту характеризувалися кращими морфометричними показниками порівняно з контрольними.

8. Аналіз даних, одержаних при вивченні впливу комплексних сполук літію та натрію, до складу яких входить мідь, виявив певну залежність у формуванні неспецифічної стійкості рослин пшениці до вірусної інфекції. Зокрема, виявлено позитивний ефект при позакореневій обробці комплексною сполукою натрію.

ПЕРЕЛІК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Reshetnyk G. V. Ways of the improvement in a virus resistance of winter wheat plants / L. T. Mishchenko, G. V. Reshetnyk, A. M. Silayeva, A. L. Boyko // Plant Science. Bulgaria. 1994. Vol. 31, №7-10. P. 67-70. / Дисертант брала активну і основну участь у проведенні експериментів. Аналіз отриманих результатів обговорено разом зі співавторами.

2. Решетник Г. В. Виявлення вірусу смугастої мозаїки пшениці в деяких областях України / Г. В. Решетник, Л. Т. Міщенко, А. Л. Бойко, Л. В. Колесник // Мікробіол. журн. 1996. Т.58, №2. С. 39-45. / Здобувач здійснювала моніторинг (аналіз, узагальнення), виділення та ідентифікацію вірусу. Спільно обговорено результати.

3. Решетник Г. В. Особливості ультраструктурної організації клітин мезофілу озимої пшениці за умов вірусної інфекції / А. Л. Бойко, А. М. Силаєва, Л. Т. Міщенко, Г. В. Решетник // Цитологія і генетика. 1997. Т. 31, № 5. С. 71-79. / Здобувач брала участь у виконанні експериментальної частини. Обговорення отриманих результатів та написання статті здійснено у співавторстві.

4. Решетник Г. В. Экологический мониторинг распространенности вирусных инфекций пшеницы и пути повышения адаптационного потенциала растений / Г. В. Решетник, Л. Т. Мищенко, А. М. Силаєва // Бюлетень Інституту сільськогосподарської мікробіології. Чернігів. 2000. №7. С. 63-65. / Здобувач здійснювала моніторинг, постановку вегетаційних досліджень по вивченню регуляторів росту рослин для підвищення адаптаційного потенціалу пшениці, підготувала матеріали до опублікування. Висновки зроблено зща участі усіх авторів.

5. Решетник Г. В. Екзогенне регулювання стійкості озимої пшениці до вірусної інфекції / Л. Т. Міщенко, А. М. Силаєва, Г. В. Решетник, П. Г. Дульнєв, О. М. Новосьолов // Мікробіологічний журнал. 1994. Т. 56, № 5. С. 92. / Здобувачем визначено ідею роботи, проведено пошук та узагальнено літературні дані. Виконано електронномікроскопічні дослідження. Спільно обговорено результати.

6. Решетник Г. Вплив новосинтезованих координаційних сполук міді (ІІІ) на ріст і розвиток рослин пшениці, уражених ВСМП / Г. Решетник, Г. Янішевська, К. Нікітін, О. Фрицький // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка, випуск «Біологія».2007. № 12. С. 47-49. /Здобувачем виконано експериментальну частину. Підготовлено статтю до друку. Висновки зроблено колективно.

7. Решетник Г. В. Діагностика вірусу смугастої мозаїки пшениці в агроекологічних умовах України / Л. Т. Міщенко, Г. В. Решетник // Донецький Вісник наукового товариства ім. Т. Шевченка. 2008. Т. 20. С. 226-235. / Здобувачем здійснено пошук та узагальнено дані літератури. Проведено діагностику вірусної інфекції. Підготовлено статтю до друку.

8. Решетник Г. В. Комплексна діагностика симптомів «багряних листків» озимої пшениці / Л. Т. Міщенко, Г. В. Решетник, В. В. Тороп // Вісник аграрної науки. 2010. № 4. С.29 - 33. / Здобувачем визначено ідею роботи, підготовлено статтю до друку. Висновки зроблено колективно.

9. Reshetnyk G. Plant Reaction on the influence of Antistress Substances in Simulated Microgravity / L. Mishchenko, G. Reshetnyk, A. Koreneva // Journal of Gravitational Physiology. 2008. Vol. 15, № 1. P. 185-186. / Здобувачем здійснено інтерпретацію отриманих результатів. Висновки зроблено колективно.

10. Решетник Г. В. Ґрунтові віруси озимої пшениці в Україні / Л. Т. Міщенко, Г. В. Решетник, І. С. Смага // Науковий вісник Чернівецького університету. 2008. Вип. 403-404. С. 152-160. / Здобувачем проведено пошук літератури, узагальнено отримані результати. Висновки зроблено за участі усіх авторів.

11. Решетник Г. В. Використання геоінформаційних систем для діагностування вірусних захворювань зернових культур / Г. В. Решетник, Л. Т. Міщенко //Аерокосмічні спостереження в інтересах сталого розвитку та безпеки GEO-UA. Київ: Наукова думка, 2008. С. 119-120.

12. Решетник Г. В. Физиологическая реакция растений на действие антистрессовых веществ / Г. В. Решетник, Г. В. Наумова, Л. Т. Мищенко // Защита растений: сб. науч. трудов, РУП «Институт защиты растений». Беларусь: Несвиж, 2008. Вып. 32. С. 410-421.

13. Решетник Г. В. Влияние биологически активных препаратов «Сфагнин» и «Гидрогумат» на формирование неспецифической устойчивости растений зерновых культур к поражению вирусной инфекцией / Г. В. Решетник, Л. Т. Мищенко, А. Э. Томсон, Т. Ф. Овчинникова, Н. А. Жмакова, Н. Л. Макарова // Природопользование. Минск, Беларусь, 2008. Вып. 14. С. 236-240.

14. Решетник Г. В. Біоетика та біобезпечні технології в рослинництві / Л. Т. Міщенко, Г. В. Решетник, А. А. Коренєва, О. П. Таран, В. Л. Васильєва // В кн. Сучасна біоетика в Україні. Київ: Академперіодика, 2009. С. 113-118.

15. Решетник Г. В. Особливості дихання листків пшениці при вірусних інфекціях / І. К. Богдан, А. Л. Бойко, Л. Т. Міщенко, Г. В. Решетник // Мат-ли ІІ зїзду Українського товариства фізіологів рослин. Київ. 1993. С. 16-17.

16. Решетник Г. В. Особливості ідентифікації вірусів, які уражують озиму пшеницю в польових умовах / А. Л. Бойко, Л. Т. Міщенко, А. М. Силаєва, Л. В. Колесник, Г. В. Решетник // Сучасні методи досліджень в агрономії. Мат-ли міжнар. конф. (8-10 червня 1993 р., Умань). Умань, 1993. С. 117-118.

17. Решетник Г. В. Действие экологических факторов природных биоценозов и закрытого грунта на структурную организацию клетки растений, инфицированых вирусами / А. Л. Бойко, Л. Т. Мищенко, А. М. Силаева, Т. С. Зу, Г. В. Решетник, В. А. Каддаф, Г. В. Муж // Мат-лы радиобиологического съезда (20-25 сентября 1993 г., Киев). Пущино, 1993. С. 125.

18. Решетник Г. В. Повышение вирусоустойчивости озимой пшеницы путем оптимизации минерального питания растений / Л. Т. Мищенко, А. М. Силаева, Г. В. Решетник, Л. В. Колесник, А. Л. Бойко // Проблемы вирусных болезней зерновых культур и пути их решения. Мат-лы совещания (20-23 июля 1993 г., Тверь). Тверь. Часть 1, С. 30-32.

19. Mishchenko L.T., Silayeva A. M.,Reshetnyk G.V., Boyko A.L. Cell resistant mechanisms of winter wheat plants to viruses // Fundamental and applied problems in phytovirology. Abstr.: Internat. Conf., 22-26 May, 1994, Yalta, Ukraine, Crimea. 1994. P. 28.

20. Reshetnyk G. V. Ways of the improvement on a virus resistance of winter wheat plants / L. T. Mishchenko, A. M. Silayeva, G. V. Reshetnyk, A. L. Boiko // Fundamental and applied problems in phytovirology. Abstr.: Internat. Conf. (22-26 May 1994, Yalta). Yalta, 1994. P. 65.

21. Решетник Г. В. Применение биологически активных веществ для защиты озимой пшеницы от вирусной инфекции / Г. В. Решетник, Л. Т. Мищенко, Н. Т. Савчук, А. Л. Бойко // Производство и применение биологических средств защиты растений от вредителей и болезней. Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. (12-16 сентября 1994 г., Одесса). Одесса, 1994. Книга II. С. 220-221.

22. Reshetnyk G. V. Viral Diseases of Grain Crops Transmitted by Arthropods / L. T. Mishchenko, A. M. Silayeva, G. V. Reshetnyk, I. M. Plastun // Plant virus epidemiology: current status and future prospects. VII International Plant Virus epidemiology symposium (11-16 April 1999, Almeria). Almeria, Spain, 1999. Р. 165-166.

23. Решетник Г. В. Состояние пигментно-пластидного комплекса листьев озимой пшеницы, пораженной вирусной инфекцией / В. П. Дубова, И. П. Отурина, Г. В. Решетник // Актуальные вопросы современного естествознания - 2003. Мат-лы Всеукраинской конференции молодых ученых (11-13 апреля 2003г., Симферополь). Симферополь, 2003. С. 33.

24. Решетник Г. Вплив вірусної інфекції на стан пігментно-пластидного комплексу листків озимої пшениці на ранніх етапах патогенезу / Г. Решетник, І. Отуріна, В. Дубова // Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти. Мат-ли ІІ міжнар. конф. (18-21 серпня 2004 р., Львів). Львів, 2004. С. 274.

25. Решетник Г. В. Виявлення вірусів озимої пшениці за умов змінних абіотичних чинників / Г. В. Решетник, Молчанець О. В., Л. Т. Міщенко // Біоресурси та віруси. Мат-ли V міжнар. конф. (10-13 вересня 2007 р., Київ). Київ, 2007. С. 187.

26. Решетник Г. В. Влияние моделированной микрогравитации и биологически активных препаратов на стойкость разных сортов пшеницы к вирусной инфекции / Л. Т. Мищенко, Г. В. Решетник // Космос и биосфера. Мат-лы VII междунар. крым. конф. (1-6 октября 2007 г., Судак). Киев, 2007. С. 169-170.

27. Решетник Г. В. Дослідження репродукції вірусів у клітинах рослин за умов модельованої мікрогравітації / Л. Т. Міщенко, Г. В. Решетник, О. П. Таран // Мат-ли ІІ зїзду Українського товариства клітинної біології (23-26 жовтня 2007 р., Київ). Київ, 2007. С. 226.

28. Reshetnyk G. The effect of limiting agents (low temperatures) on the development of viral infection in winter wheat in Ukraine / G. Reshetnyk, V. Torop, L. Mishchenko //Responses of plants to environmental stresses. Abstracts (12-18 May 2008, Elena). Elena, Bulgaria, 2008. P. 68-69.

29. Reshetnyk G. Effect of simulated microgravity on plants to viruses /A. Koreneva, G. Reshetnyk, L. Mishchenko // //Responses of plants to environmental stresses. Abstracts (12-18 May 2008, Elena). Elena, Bulgaria, 2008. P. 65.

30. Reshetnyk G. V. Monitoring and diagnostics of viral infection in winter wheat in the conditions of changeable biotic factors in Ukraine / L.T. Mishchenko, G.V. Reshetnyk // First International TRANSCAUCASUS Conference on Plant Pathology. Abstracts. (25-27 September 2008, Tbilisi). Tbilisi, Georgia, 2008. P. 25.

31. Reshetnyk G. Plant Reaction on the influence of Antistress Substances in Simulated Microgravity / L. Mishchenko, G. Reshetnyk, A. Koreneva // Life in space for life on Earth. Abstracts (22 -27 June 2008, Angers). Angers, France, 2008. P. 100.

32. Решетник Г. В. Гравичувствительность системы "вирус - растение-хозяин" и ее использование для снижения репродукции вирусов / Л. Т. Мищенко, Г. В. Решетник, Г. С. Янишевская, О. П. Таран, А. Л. Бойко // Теоретические основы применения биотехнологии, генетики и физиологии растений в современной селекции растений и растениеводстве. Мат-ли міжнар. наук.-практ. конф. (29 червня-8 липня 2009 р., Брянськ). Брянськ, Білорусь, 2009. С. 188-192.