Устойчивость винограда к вредителям и болезням - Милдьюустойчивость винограда

Милдью — самая распространенная и наиболее опасная болезнь винограда. Она поражает листья, соцветия, ягоды и зеленые побеги. В годы с дождливым летом милдью уничтожает значительную часть урожая. Вред, причиняемый этой грибной болезнью, не ограничивается только снижением урожая. Вследствие потери листьев виноградные лозы плохо вызревают и зимой больше повреждаются морозами.
Возбудитель милдью — гриб Plasmopara viticola Berl. et de Toni, относящийся к группе Phycomyceteae из семейства Peronosporeae, класс низшие грибы. Мицелий гриба одноклеточный, многоядерный. Гриб относится к облигатным паразитам, так как на всех стадиях онтогенеза ведет паразитический образ жизни только в живых тканях растения-хозяина и в сапрофитных условиях не развивается.
В литературе нет указаний на существование рас у P. viticola. Болезнь была завезена в Европу из Северной Америки в 1876 г. и в течение нескольких лет с поразительной быстротой распространилась по всем виноградарским районам европейских стран. В Советском Союзе милдью распространена везде, где есть виноградники, и повсюду причиняет серьезный вред, за исключением республик Средней Азии, где благодаря сухому и жаркому климату болезнь не представляет опасности. На Черноморском побережье Кавказа ежегодно складываются наиболее благоприятные условия для развития милдью.
Из видов винограда, которые культивируются на виноградниках, к милдью наиболее устойчивы Vitis riparia, V. ru-pestris. Им несколько уступают V. solonis, V. berlandieri u V. labrusca. Совершенно неустойчивы к милдью культурные сорта европейского винограда V. vinifera.
Развитие возбудителя милдью зависит от температурных условий, наличия контактной влажности в виде капельножидкой воды и устойчивости сорта. Первичное заражение растений конидиями, возникающими из проросшей зимующей ооспоры, происходит при температуре не ниже 11° С во время продолжительного дождя. Вторичное заражение от конидиальной стадии, возникающей на зеленых листьях, возможно не только во время дождя, но и при росе и тумане. Из конидий освобождаются зооспоры, которые при помощи двух волосков — жгутиков, сообщающих им подвижность в каплях воды, проникают в устьица, прорастают и внедряются через них в лист или другие зеленые части куста, образуя грибницу — мицелий. Дальнейшее развитие гриба зависит от степени устойчивости сорта.
В листьях неустойчивых европейских сортов винограда грибница милдью быстро разрастается в межклетниках губчатой и столбчатой паренхимы, посылая в клетки гаустории. На пораженных листьях появляются большие желтоватого оттенка пятна.
Мюллер (Muller и др., 1923) установил, что продолжительность инкубационного периода гриба находится в определенной зависимости от температурных условий (табл. 125).

Таблица 125
Продолжительность инкубационного периода Plasmopara viticola в листьях неустойчивых сортов винограда Vitis vinifera в зависимости от температуры

Достигнув зрелости, грибница образует конидиеносцы, которые группами по 3—4 выступают на нижней поверхности листа через устьица, образуя белый налет. Конидиеносцы появляются лишь в том случае, если на поверхности нижней стороны листьев есть капельно-жидкая вода. Следовательно, для этой стадии гриба, так же как и для заражения, нужен дождь, роса или туман. На милдьюозных пятнах, на листьях неустойчивых сортов винограда, при благоприятных условиях могут быть повторные образования конидиеносцев, выступающих густым белым налетом. Обычно на 11—13-й день пораженная ткань листьев гибнет, в результате возникают большие расплывчатые пятна бурого или коричневого цвета. Если после заражения погода очень долго не благоприятствует развитию милдью (сушь, жара или резкое снижение температуры), конидиеносцы могут совсем не появиться или появиться лишь по краям пятна в виде едва заметного налета. Отмершая и пораженная ткань при этом имеет совершенно другой вид (как у милдьюустойчивых сортов).
У милдьюустойчивых сортов винограда на 4—5-е сутки после заражения на листьях появляются мелкие (1-—3 мм2) некротические пятна, резко ограниченные жилками.
При благоприятных условиях по краям некротических пятен (на стыке со здоровой тканью) образуются единичные, слаборазвитые конидиеносцы. Их можно обнаружить под микроскопом. Иногда они имеют вид волосков с 2—3-я конидиями на конце. При недостаточно благоприятной погоде конидиеносцы совсем не образуются.
На листьях промежуточных форм, например на некоторых гибридах европейских сортов с американскими видами, грибница милдью после заражения быстро разрастается, образуя пятна значительных размеров. Ткань листа в центральной части пятен отмирает, а по краям наблюдается выход конидиеносцев, которые можно заметить невооруженным глазом. Образование конидиеносцев происходит гораздо слабее, чем у неустойчивых сортов, но продолжительнее, так как они могут возникать по краям пятна после отмирания ткани в его центральной части.
В табл. 126 приведены данные, характеризующие развитие заболевания на формах винограда различной милдьюустойчивости (Зотов, 1935).

Таблица 126
Реакция ткани листьев на поражение милдью у сеянцев винограда различной устойчивости (опыт проведен на однолетних сеянцах в начале одревеснения в оптимальных условиях для развития милдью в оранжерее)

Из данных табл. 126 видно, что чем устойчивее форма, тем скорее отмирает пораженная ткань листьев. У иммунных видов и сортов винограда она в большинстве случаев сразу погибает вместе с проникшим грибом. Гриб не успевает образовать конидиеносцы. Такое явление вполне можно характеризовать как реакцию сверхчувствительности.
Ряд авторов дают различные объяснения причине милдьюустойчивости.
А. С. Мержаниан (1939) исходил из того, что в ряде случаев на устойчивость винограда к милдью оказывают влияние его анатомо-морфологические особенности, препятствующие внедрению паразита в ткани хозяина. Он считал, что сильная опущенность и восковой налет на листьях винограда препятствуют смачиванию их, а более толстый эпидермис и меньшее количество устьиц на единицу площади листа препятствуют проникновению зооспор милдью внутрь листа.
Д. Д. Вердеревский (1959) объясняет милдьюустойчивость фитонцидной активностью устойчивых сортов винограда. По утверждению В. А. Шапа (1965), устойчивые к милдью сорта обладают высокой фитонцидной активностью, вследствие чего зооспоры на молодых листьях гораздо скорее перестают двигаться, что препятствует заражению. Арене (Arens, 1929) пришел к противоположному выводу: скопление и развитие зооспор милдью около устьиц происходит у устойчивых видов винограда точно так же, как и у неустойчивых сортов Vitis vinifera.
Аверна-Сакка (Averna-Sacca, 1910) установил корреляцию между кислотностью клеточного сока и степенью поражаемости винограда милдью. По эта корреляция при привлечении к изучению широкого видового и сортового состава не подтверждается. Аверна-Сакка (Averna-Sacca, 1910) и Комес (Comes, 1916) связывали устойчивость винограда к милдью и оидиуму с содержанием антоцианов. Так, они указывали на большую устойчивость сортов винограда с черными ягодами и пигментированными листьями. Однако всем виноградарям известны совершенно неустойчивые к милдью сорта с черными ягодами и пигментированными листьями — Каберне, Пино черный, Мускат черный и многие другие.
Пьиот (Pioth, 1957), В. А. Шапа (1960) связывают восприимчивость к милдью с повышенным содержанием в листьях индольных соединений.
Гюсфельд (Husfeld, 1932), Арене (Arens, 1957), Бубаль (Bubals, 1957, 1959), исследуя анатомическую картину пораженных милдью листьев винограда, пришли к выводу, что устойчивость к этой болезни проявляется не во время заражения, а на следующем этапе развития гриба — при распространении мицелия внутри ткани растения.
Все рассмотренные данные не вскрывают сущности процессов, приводящих к быстрому отмиранию небольших трупп клеток, пораженных милдью, а именно такого рода защитная реакция и обусловливает милдьюустойчивость винограда. Чтобы отмерла небольшая группа клеток, необходим строго локализованный летальный фактор. Для этого должны возникать токсические вещества, не свойственные здоровой ткани.
Б. А. Рубин и Е. В. Арциховская (1960, 1966) считают, что иммунитет — это биологическое свойство, обусловленное исторически сложившимися особенностями структуры протоплазмы. Внедрение паразита в ткани растения-хозяина вызывает сложную цепь взаимообусловленных сдвигов в обмене веществ, характером которых и определяется устойчивость. Ими показано, что в инфицированной ткани образуются продукты искаженного окислительного обмена, которые создают основу для возникновения на пути инфекции барьеров различной химической природы. Эти авторы придают большое значение продуктам окисления фенолов, ингибирующее действие которых на развитие паразита служит одним из важных защитных механизмов растения.
Мюллер (Muller, 1956, 1958) исследовал реакцию устойчивых растений, приводящую к образованию некрозов. Он установил, что токсические соединения — фитоалексины—возникают в качестве аномальных продуктов обмена веществ в клетках инфицированной ткани растения-хозяина.
Перрин и Круикшанк (Perrin, Cruickshank, 1961; Cruick-shank, 1965) выделили и изучали химическую структуру таких фитоалексинов, как пизатин, фазеоллин и вициатин, полученных соответственно из гороха, фасоли и вики.
Аказава (Akazawa, 1960), Уритани (Uritani, 1965) изучали биохимические изменения в клубнях батата, зараженного черной гнилью. Они установили, что гриб Ceratocystis fimbriata, действуя на белокобразующую систему в заболевшей ткани батата, вызывает активацию систем обмена веществ, которые приводят к синтезу необычных для здоровой ткани соединений, таких, как кумарины, полифенолы, фуранотерпены. И. Уритани считает, что фуранотерпены, например ипомеамарон и ипомеанин, накапливаясь в инфицированной ткани батата, пораженного черной гнилью, играют роль защитных веществ.
В тканях винограда, пораженных милдью, еще не найдены подобные соединения, но есть данные, которые позволяют с полным основанием предполагать, что такие соединения возникают в инфицированных тканях устойчивых сортов винограда. Исследования, проведенные в лаборатории иммунитета Украинского научно-исследовательского института виноградарства и виноделия им. В. Е. Таирова (Р. Ш. Радиевым), говорят о том, что в заболевших тканях наступают глубокие изменения метаболизма клеток, которые у устойчивых форм приводят к быстрому отмиранию небольших участков инфицированной ткани. Установлено, что хлорофилл в пораженной ткани листьев разрушается гораздо скорее у милдьюустойчивых сортов винограда (табл. 127).

Таблица 127
Количество хлорофилла в здоровых и пораженных милдью листьях винограда

Процесс разрушения хлорофилла у устойчивого сорта протекает в 2—3 раза скорее, чем у неустойчивого. Одновременно с хлорофиллом, естественно, разрушается и хлорофилл-белковый комплекс. По-видимому, это является одной из причин подавления грибницы милдью. Как и все облигатные паразиты, милдью питается промежуточными продуктами обмена. Поскольку этот гриб поселяется только на зеленых тканях, то его развитие должно быть связано с усвоением нестойких промежуточных соединений, возникающих при фотосинтезе. Быстрое ослабление фотосинтеза вследствие разрушения хлорофилл-белкового комплекса должно приводить к ингибированию роста и плодоношения грибницы милдью, что и наблюдается у милдьюустойчивых сортов винограда.
Среди факторов, регулирующих изменения обмена веществ в инфицированной клетке, основное внимание привлекает белковый обмен. В связи с этим было проведено гистохимическое изучение общего состояния белков в здоровых и пораженных милдью листьях устойчивого сорта Рипария Х-X Рупестрис 101—14 и неустойчивого Карабурну. В качестве реактива взяли бромфеноловый синий с сулемой, который дает реакцию на суммарные белки, окрашивая их в синий цвет. Появление желтых оттенков говорит о том, что белки разрушаются. Установлено, что у неустойчивого сорта Карабурну в течение инкубационного периода пораженные клетки начинают обедняться белками, и на 7—8-й день после образования конидиеносцев содержимое клеток хозяина после окраски бромфеноловым синим приобретают желтый цвет, что свидетельствует о глубоком разрушении белков. При этом мицелий гриба по-прежнему окрашивается в синий цвет. Его жизнеспособность подтверждается тем, что он может еще 2—3 раза образовать конидиеносцы.
У устойчивого сорта Рипария X Рупестрис 101—14 уже на 2—3-й сутки после заражения клетки пораженной ткани листьев после окраски бромфеноловым синим приобретают желтый цвет, следовательно, белки в них разрушаются, а на 4—5-й день пораженная ткань (8—12 клеток в диаметре) и находящийся в ней гриб отмирают.
У неустойчивого сорта винограда мицелий гриба распространяется по всему мезофиллу листа, в то время как у устойчивого он едва достигает столбчатой паренхимы. При этом небольшую группу отмерших клеток окружают здоровые клетки, окрашивающиеся бромфеноловым синим с сулемой в синий цвет. Как указывает Бубаль (Bubals, 1959), у устойчивого сорта лишь единичные гифы проникают в столбчатую паренхиму. Быстрое разрушение белков и отмирание небольшой группы пораженных клеток в листьях милдьюустойчивых сортов винограда говорит о том, что в них образуются токсические вещества, которые отсутствуют или слишком поздно появляются в больных тканях неустойчивых сортов.
Бубаль (Bubals, 1959) предложил вполне приемлемую шкалу милдьюустойчивости видов винограда рода Vitis, которые по устойчивости к милдью он разделяет на 5 классов. Каждый класс характеризуется состоянием пораженной ткани и развитием гриба на листьях.
Класс I. Заражение проявляется в виде точечных усыханий листовой пластинки. Немногочисленные конидиеносцы могут появляться лишь в условиях очень повышенной влажности. V. aestivalis, V. riparia, V. rubra.
Класс II. Участки листа, пораженные милдью, захватывают несколько межжилковых зон. Конидиеносцы появляются лишь при повышенной влажности, но они более многочисленны и несут больше конидий, чем в классе I. V. cordijolia, V. labrusca, V. candicans, V. rupestris.
Класс III. Некрозы более многочисленные и больших размеров, выход конидиеносцев более интенсивный и появляются они при меньшей влажности, чем в предыдущем классе. V. berlandieri. V. monticola.
Класс IV. На листьях появляются большие пятна, более или менее некротизирующиеся. Выход конидиеносцев очень интенсивный. Иногда наблюдается усыхание листовой пластинки. V. lincicumii.
Класс V. Все зеленые органы очень легко заражаются милдью, при этом непосредственно после заражения не образуется некроза тканей. Плодоношение гриба обильное. Пятна большие, захватывающие нередко всю листовую пластинку. V. californica, V. vinifera.

Изложенное выше говорит о том, что продолжительность периода от заражения до отмирания пораженной ткани может служить критерием для определения милдьюустойчивости винограда. Очень важным фактором является также форма и продолжительность спороношения. На этой основе определение милдьюустойчивости гибридов и сортов винограда может проводиться по следующим признакам.
Признаки неустойчивости. На листьях отмирание пораженной ткани наступает не ранее чем на 11-й день. Чем больше затягивается этот период, тем менее устойчива форма. До отмирания ткани на всей поверхности пятна с нижней стороны листа не менее двух раз наблюдается выход конидиеносцев, образующих сплошной белый налет. Пятна имеют расплывчатую форму и захватывают значительную часть листовой пластинки. Чаще всего на листе бывает несколько больших пятен, которые губят его полностью.
Промежуточная устойчивость. Этот тип устойчивости присущ гибридам европейских сортов с американскими видами. Отмирание пораженной ткани на листьях наступает на 8— 10-й день, при этом отмирает средняя часть пятна в виде своеобразного некроза. Конидии появляются но краям пятна и хорошо видны невооруженным глазом. У некоторых форм с промежуточной милдьюустойчивостью вокруг милдьюозных пятен наблюдаются антоциановые кольца. Форма пятен разнообразная, но в большинстве ограниченных размеров и имеет очертания по жилкам листа.
Признаки устойчивости. Отмирание пораженной ткани наступает на 4—5-й день. Образуются мелкие некротические пятна размером 1—4 мм2. Конидиеносцы простым глазом обнаружить не удается. При благоприятных условиях под микроскопом (лучше МБС-2) по краям пятна можно увидеть единичные конидиеносцы, имеющие вид волосков с небольшим количеством конидий.
Для правильного определения милдьюустойчивости испытываемые формы винограда должны произрастать в условиях, оптимальных для развития милдью. В естественной обстановке это может быть обеспечено на Черноморском побережье Кавказа. Во всех остальных районах виноградарства Советского Союза участки для испытания на милдьюустойчивость должны быть снабжены дождевальными установками.