Введение к работе
Актуальность исследовании. В докладе Генерального секретаря ЦККПСС товарища Л. И. Брежнева XXV съезду Коммунистической партии Советского Союза перед работниками сельскохозяйственной науки поставлена ответственная задача развития научных исследований, направленных на повышение продуктивности сельскохозяйственного производства. Эта задача подчеркнута также в планах партии и народа на X пятилетку, конкретизирована в постановлении Центрального Комитета КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по дальнейшему повышению эффективности сельскохозяйственной науки и укреплению ее связи с производством» и в решениях июльского (1978 г.) пленума ЦК КПСС.
Важнейшим резервом повышения урожайности сельскохозяйственных растений, особенно, размножаемых вегетативно, является борьба с инфекционным вырождением, вызываемым вирусами. Однако разработка эффективных и экономичных приемов и мер борьбы с вирусными болезнями невозможна без глубокого изучения и познания вирусов вообще, особенно взаимодействия возбудителей болезней различной вирулентности с растениями-хозяевами, о чем к началу нашей работы были лишь некоторые общие представления. Меры борьбы с вирозами вегетативно размножаемых растений, в частности картофеля, должны базироваться на научно обоснованных приемах оздоровления промышленных сортов. К началу нашей работы для этого были рекомендованы массовые серологические отборы безвирусных растений (Онищенко, 1966), однако диагностические сыворотки на Украине производились в очень небольшом объеме, и выпускаемая продукция была низкого качества. Относительно получения исходного безвирусного материала методом культуры верхушечных меристем был обобщен только зарубежный опыт (Шмыгля, 1971). На Украине в возможность использования этого приема в семеноводстве картофеля мало кто
' —» 3
1 йэятр. яаучзгз Ga5;j ^'із | j Vjv.u &;д. Ji:;;.;:;a е:....:ї.-;. ' .l'mq. m, ti. А. ї.:'.і:з>„-.;....
ізерил, и не было никакого опыта использования его в широких масштабах. Требовалась разработка и экспериментальное обоснование в конкретных почвенно-клнматических условиях семеноводства картофеля данного региона комплекса защитных приемов от реинфицировання оздоровленного материала.
Цель н задачи исследований. Исходя из вышеизложенного, задачей исследований, представленных в диссертации, явилось изучение, на примере Х-вируса картофеля (ХВК), общих тенденций взаимодействия между возбудителем различной,вирулентности, состзвом вириона, некоторыми физио-лого-биохимическими и патоанатомическими ультраструктурными изменениями в клетке и организме растения-хозяина, а также разработка, экспериментальное обоснование и производственная проверка мер борьбы с инфекционным вырождением картофеля, главным образом в условиях Полесья Украинской ССР.
Научная новизна исследовании. В диссертации обобщены результаты многолетних лабораторных и полевых исследований новых аспектов в познании вирусных болезней одной из важнейших сельскохозяйственных культур, разработан, научно обоснован и апробирован в производственных условиях комплекс мер борьбы с вирусным инфекционным вырождением картофеля. На . основе проведенных научных разработок организовано на современной научной основе производство диагностических сывороток к вирусам картофеля и значительно повышено их качество, что позволило решить проблему обеспечения ими всех селекционно-семеноводческих учреждений и закрытых районов по производству товарного картофеля в УССР. Впервые в республике начато внедрение и широкое использование в практике выращивания элиты картофеля на основе исходного безаирусного материала, оздоровленного методом культури меристемы. Организовано и начато промышленное выращивание такого материала.
Новизна всего комплекса представленных на защиту положений диссертации вытекает из следующего:
Впервые в фитовирусологии, на основании разносторонних сравнительных исследований, выполненных на одних и тех же штаммах различной вирулентности, разработан ком-
плекс корреляционных признаков вирулентности возбудителя. Предложен способ выделения н биологической фильтрации штаммов от примесей и поддержания их без изменения свойств. Впервые в белке ХВК определена С-кониевая аспа-рагиновая кислота и установлены междуштаммовые отличия в последовательности аминокислот на С-концевом участке, открыты специфические для этого шруса внутриклеточные ультраструктуры, состоящие из аномальных выростов эндо-плазматического ретикулума, покрытых с внутренней и внешней сторон органеллами, подобными большому компоненту клеточных рибосом.
Научную новизну и практическую ценность представляет также разработанная для массового оздоровления сортов картофеля от вирусов методика культивирования крупных меристем (почек) на иммунном подвое с использованием антивирусного ингибитора. Оригинальными являются применение в борьбе с реинфицированием оздоровленного картофеля уничтожения сорняков гербицидами и исключения на не-заплывающих почвах послевсходоаых обработок и заездов агрегатов сельхозмашин в посадки картофеля, а также предложенная методика прогноза лета тлей-переносчиков и распространения афидофнльных вирусов, В диссертации впервые в нашей стране разработана и применена оптимизация комплекса защитных противовирусных приемов путем использования долгосрочного прогноза лета тлей-переносчикоя и распространения афидофнльных вирусов.
Разработан оригинальный способ приготовления диагностических сывороток к вирусам растений и предложен новый способ повышения чувствительности серолої нческнх реакций, защищенные авторскими свидетельствами СССР.
Практическая значимость работы. В результате теоретических исследований вируса и индуцируемой им болезни разработан перечень критериев вирулентности штаммов ХВК, который может быть применен, после соответствующей проверки, также к другим вирусам. Разработана методика выделения наиболее слабых, вакцинных штаммов этого вируса в природных условиях, изучены особенности их взаимодействия с хозяином. Теоретические итоги исследований включены в учебное пособие по фитовирусологии.
Результаты исследований позволили значительно усовершенствовать технологию массового производства диагности-
веских сывороток к вирусам картофеля, организовать оздоровление от вирусной инфекции районированных сортов картофеля и их защиту от реинфекции вовремя ускоренного размножения и выращивания в поле. Предложена методика прогнозирования лета тлей-переносчиков и распространения энтомо-фильных вирусов. Тексты утвержденных ученым советом института и рекомендованных к применению соответствующих рекомендаций имеются в приложении к диссертации.
Область-применения полученных результатов — лаборатории фитовирусологического профиля, товарное семеноводство картофеля и педагогический процесс на биологических факультетах университетов УССР и факультетах защиты растений сельскохозяйственных вузов.
Апробация работы. Основные результаты исследований многократно докладывались и обсуждались на ученых советах институтов, где проведена работа. Материалы диссертации представлялись для обсуждения на следующие научные совещания:
I. Четвертое совещание по вирусным болезням растений — г. Крас
нодар, 1961 г.
-
Четвертое Всесоюзное совещание по электронной микроскопии — г. Сумы, 1963 г.
-
Пятое Всесоюзное совещание по вирусным болезням растений, посвященное 100-летию со дня рождения Д. И, Ивановского — г. Киев, 1965 г.
-
Первый съезд Украинского микробиологического общества — г. Киев, 1965 г,
-
Второй Всесоюзный симпозиум по применению электронной микроскопии в биологических исследованиях — г, Киев, 1967 г.
-
Шестая Всесоюзная конференция по электронной микроскопии — г. Новосибирск, 1967 г.
-
Электронная микроскопия твердых тел и биологических объектов — г. Москва, Дубна, 1969 г.
-
Конференция «Вирусологические исследования на Дальнем Востоке» — г. Владивосток, 1969 г.
-
Симпозиум польских вирусологов растений «Биохимические и физиологические аспекты вирусных болезней растений» — Краков, 1968 г.
10. Всесоюзное совещание по культуре растительных тканей —
г. Москва, 1968 г.
II. Шестое Всесоюзное совещание по вирусным болезням растений —
г, Киев, 1971 г.
-
Всесоюзный семинар-совещание по вирусным болезням овощных культур — г. Ереван, 1974 г.
-
Всесоюзный семинар-совещание «Современные методы получения безвирусного картофеля» — г. Москва, 1975 г.
-
Шестое Всесоюзное совещание по иммунитету сельскохозяйственных растений к болезням и вредителям — г. Одесса, 1975 г.
-
Четвертый съезд михробиологов Украины. — г. Киев, 1975 г.
-
Республиканское совещание по семеноводству картофеля в Украинской ССР — г. Чернигов, 1975 г,
-
Всесоюзное совещание «Штаммы вирусов растений» — г. Владивосток, 1975 г.
-
Третье Всесоюзное совещание по применению препарата ТУР в плодоводстве и овощеводстве — г. Москва, 1976 г.
-
Заседание бюро президиума ВАСХНИЛ, посвященное проблеме семеноводства картофеля — г. Москва, 1976 г.
-
Всесоюзный семинар-совещзние по применению серологической диагностики вирусов и микоплазм — г. .Москва, 1977 г.
-
Всесоюзное совещание по изучению насекомых-переносчиков1 вирусов и микоплазм растений — г. Елгава. 1977 г. і
-
Седьмое Всесоюзное совещание «Вирусные болезни с.-х. растений и меры борьбы сними» — г. Ленинград, 1978 г.
-
Заседание бюро президиума Южного отделения ВАСХНИЛ — г. Киев, 1978 г.
Публикации., По материалам диссертации опубликован 71 научный труд и в том числе учебное пособие для биологических факультетов университетов УССР «Фнтовнрусоло-гия».
Структура и объем работы. Материалы диссертации изложены в монографическом стиле и составляют 7 глав, в которых освещены результаты соответствующих экспериментальных разработок. Каждая глава включает обоснование вопроса и аналитический обзор литературы, методику, результаты исследований. После изложения фактических материалов следует их обсуждение. В конце каждой главы имеется заключение. Кроме этого, в диссертации есть общее введение, обсуждение общих результатов и общие выводы. Приведены также разработанные корреляционные штаммо-воспецифические показатели и методика выделения в природных условиях слабопатогенного штамма, а также список цитированной литературы. В приложение вынесены три текста практических рекомендаций,
В экспериментальной части работы приведены результаты исследований, имеющих прямое отношение к теме диссертации. В тех случаях, когда для обоснования основных положений необходима ссылка на соответствующие исследования автора, подробно проанализированные в ранее опубликованных им работах, приводится только обобщенное их изложение с соответствующей ссылкой. Аналогичная практика используется в диссертации при упоминании результатов собственных методических разработок, обзоров методик
и аналитических обзорої* литературы. В диссертации цитируется только та литература, которая имеет непосредственное отношение к излагаемым и обсуждаемым вопросам.
Диссертация изложена на 195 страницах машинописного текста, кроме этого, включает 85 таблиц, 45 рисунков (3S фотографий симптомов, диаграмм и графиков и 7 электронных микрофотографий), список цитированной литературы (319 источников, в том числе 255 отечественных), три приложения на 70 стр,, всего 394 стр.
