Фенотипическое проявление устойчивости пшеницы к бурой ржавчине: элементы и моделирование | Phenotypic expression of wheat resistance to brown rust: elements and modeling

Russian. Исследование проводили с целью анализа фенотипической изменчивости пшеницы по устойчивости к бурой ржавчине, выявления факторов, определяющих развитие возбудителя, уточнения показателей оценки количественных взаимоотношений в системе патоген-хозяин-среда и построения имитационной модели патогенеза. Наибольшей устойчивостью к болезни обладали высокорослые сорта пшеницы, характеризующиеся вертикальным (менее 15 град.), отклоняющимся (15…45 град.) и горизонтальным (46…90 град.) расположением флагового листа, сильным восковым налетом (9 баллов), листьями с плотностью опушения 941,7±63,8 трихом на 1 см2 и длиной трихом 2,2±0,1 мм. В основе предложенной системы метеопатологического прогноза бурой ржавчины лежало определение корреляционных взаимосвязей между числом пустул, площадью пустулы возбудителя, метеорологическими факторами, солнечной активностью. Построена факторная модель, описывающая сопряжённость развития бурой ржавчины и возбудителей смешанной инфекции листьев на сорте Ленинградская 6, фитометрических характеристик посевов, продуктивности, метеорологических факторов, солнечной активности. Она дает возможность проводить системный анализ изменения указанных показателей в зависимости от факторов окружающей среды. В частности, с ее использованием установлено, что развитие бурой ржавчины усиливается с ростом суммы осадков в июне и зависит от суммы температур мая выше 10 град. С. Усиление поражения флаговых листьев пшеницы септориозом и мучнистой росой приводит к снижению развития бурой ржавчины. Имитационная модель развития бурой ржавчины пшеницы основана на решении системы дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом (ДУЗА) и реализована в расчетной программе с применением комплекса DIFSUBDEL. Ее можно использовать при создании современных экспертных систем прогнозирования и диагностики болезней растений.

English. The study was conducted to analyze the wheat phenotypic variability of resistance to brown rust, to identify factors determining the pathogen development, to clarify indicators for quantitative relationships assessing in the pathogen-host-environment system and to construct the pathogenesis simulation model. The highest resistance to the disease was found in tall wheat cultivars characterized by a vertical (less than 15 deg.), deviating (15-45 deg.) and horizontal (46-90 deg.) arrangement of the flag leaf, a strong waxy coating (9 score), leaves with a certain density of 941.7 ± 63.8 trichomes per 1 cm2 and trichome length of 2.2 ± 0.1 mm. The proposed system of meteoropathological prediction of brown rust development was based on the revealing of correlations between the number of pustules, the pustule area and meteorological factors, solar activity. A factor model describing the interrelations of the brown rust and pathogens of mixed leaf infection development on the 'Leningradskaya 6' cultivar, phytometric characteristics of crops, productivity, meteorological factors, solar activity was constructed. It allows for a systematic analysis of changes in these indicators depending on environmental factors. In particular, it was revealed, that the development of brown rust was intensified with an increase in the precipitation amount in June and depended on the sum of temperatures above 10 deg. C in May. Increased septoria and powdery mildew development on the wheat flag leaves led to a decrease in the development of brown rust. The simulation model of the wheat brown rust development is based on the solution of the system of differential equations with lagging argument and is implemented in a calculation program using the DIFSUBDEL complex. It can be used to create modern expert systems for plant diseases forecasting and diagnosing.