Дифференциация сортов озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по устойчивости к наиболее вредоносным возбудителям грибных болезней

Дифференциация сортов озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по устойчивости к наиболее вредоносным возбудителям грибных болезней

Автор: Киселева М.И., Коломиец Т.М., Пахолкова Е.В., Жемчужина Н.С., Любич В.В.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Генетические основы устойчивости, цитогенетические и биохимические маркеры

Статья в выпуске: 3 т.51, 2016 года.

Бесплатный доступ

Генетическая однородность пшеницы с неэффективными генами расоспецифической устойчивости к микопатогенам в сочетании с характерной для последних способностью проявлять значительную вариабельность вирулентности и высокую частоту изменчивости повсеместно приводит к увеличению потерь урожая этой культуры от грибных болезней. Поэтому главный элемент в стратегии интегрированной защиты растений, направленной на снижение риска загрязнения окружающей среды фунгицидами, - это создание сортов с высокой и длительно сохраняемой устойчивостью. Обновляемый набор таких сортов, сохраняющих эффективность в различных агросистемах, при территориальном планировании их размещения в посевах позволил бы эффективнее обеспечивать защиту от микопатогенов и максимально долго поддерживать условия, не благоприятствующие распространению новых генов патогенности. Мы впервые выполнили комплексную оценку устойчивости к основным грибным патогенам у образцов разного эколого-географического и селекционного происхождения из трех коллекций - мировой коллекции ВИР (Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, г. Санкт-Петербург), Краснодарского НИИ сельского хозяйства (КНИИСХ, юг России) и Московского НИИ сельского хозяйства «Немчиновка» (МНИИСХ, средняя полоса России). Целью исследований было изучение образцов озимой пшеницы и отбор источников и доноров устойчивости к неблагоприятным биотическим факторам, в том числе к наиболее известным и вредоносным возбудителям бурой ржавчины ( Puccinia triticina Eriks.), стеблевой ржавчины ( P. graminis Pers.), мучнистой росы ( Blumeria graminis (DC.) Speer f. sp. tritici Marchal.), септориоза ( Septoria tritici Rob. et Desm. и Stagonospora nodorum Berk.) из коллекций ВИР, КНИИСХ и МНИИСХ. Из 158 коллекционных сортов озимой мягкой пшеницы (по 100 растений для каждого сорта) полевую устойчивость к бурой ржавчине проявили 8,9 %, к стеблевой ржавчине - 5,1 %, к септориозу - 1,3 %. Устойчивых к мучнистой росе образцов пшеницы выявлено не было. На основании оценки всходов на устойчивость к бурой ржавчине в контролируемых условиях камер искусственного климата и взрослых растений - в инфекционном питомнике определили образцы пшеницы с возрастной и ювенильной устойчивостью. Установлены различия в поражаемости сортов озимой пшеницы украинской селекции в зависимости от зоны возделывания. Особую ценность для селекции имеют сорта с устойчивостью к двум и более патогенам. Сорта Юнона, Таня (КНИИСХ), Богданка (Белгородская обл.) проявили устойчивость к бурой и стеблевой ржавчине. Сорта Borvij, Zagrava odes'ka (Украина), Catalus (Германия) проявили признаки частичной устойчивости к бурой ржавчине и умеренную восприимчивость к септориозу. Особый интерес в качестве источников генов устойчивости к Septoria tritici и Stagonospora nodorum представляют сорта Gyrmyzy Gjul’ 1 (Азербайджан), Catalus (Германия). Образец KS 93450 (США) сочетал признаки частичной устойчивости к бурой ржавчине, умеренную восприимчивость к септориозу и устойчивость к стеблевой ржавчине. Указанные образцы могут быть рекомендованы для дальнейшего использования в селекции на устойчивость к перечисленным возбудителям.

Еще

Мягкая пшеница (triticum aestivum l.), сорт, патоген, селекция, расоспецифическая, частичная, возрастная устойчивость

Короткий адрес: https://sciup.org/142213938

IDR: 142213938   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2016.3.299rus

Список литературы Дифференциация сортов озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по устойчивости к наиболее вредоносным возбудителям грибных болезней

  • Санин С.С. Фитосанитарные проблемы семеноводства зерновых культур. Защита и карантин растений, 2010, 5: 22-24.
  • Санин С.С., Назарова Л.Н., Стрижекозин Ю.А., Корнева Л.Г., Жохова Т.П., Полякова Т.М., Копорова Т.И. Фитосанитарная обстановка на посевах пшеницы в Российской Федерации (1991-2008 гг.). Защита и карантин растений, 2010, 2: 69-80.
  • Новожилов К.В., Захаренко В.А. Уровни и тенденции изменения видового состава и внутрипопуляционной структуры, ареалы комплексов вредных и полезных организмов и прогноз опасных фитосанитарных ситуаций по зонам страны. СПб, 2000.
  • Nelson R.R. Genetics of horizontal resistance to plant diseases. Ann. Rev. Phytopathol., 1978, 16: 359-378 ( ) DOI: 10.1146/annurev.py.16.090178.002043
  • Park R.F., Jahoor A., Felsentstein F.G. Population structure of Puccinia recondita in Western Europe during 1995, as assessed by variability in pathogenicity and molecular markers. J. Phytopathol., 2000, 148: 169-179 ( ) DOI: 10.1046/j.1439-0434.2000.00458.x
  • Смирнова Л.А., Жемчужина А.И., Бабаянц Л.Т., Купцова В.П. Расоспецифическая устойчивость озимой пшеницы к бурой ржавчине. Селекция и семеноводство, 1991, 5: 2-4.
  • Одинцова И.Г., Шеломова Л.Ф. Пути селекции на устойчивость в связи с миграцией возбудителя бурой ржавчины пшеницы. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, 1977, 58(3): 41-44.
  • Kosman E., Ben-Yehuda P., Manisterski J. Diversity of virulence phenotypes among annual populations of wheat leaf rust in Israel from 1993 to 2008. Plant Pathol., 2014, 63: 563-571 ( ) DOI: 10.1111/ppa.12117
  • Long D.L., Leonard K.T., Roberts J.J. Virulence and diversity of wheat leaf rust in United States in 1993 to 1995. Plant Dis., 1998, 82(12): 1391-1400 ( ) DOI: 10.1094/PDIS.1998.82.12.1391
  • Мартынов С.П., Добротворская Т.В., Пухальский В.А. Динамика генетического разнообразия сортов озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.), районированных на территории России в 1929-2005 гг. Генетика, 2006, 42(10): 1359-1370.
  • Коваленко Е.Д., Коломиец Т.М., Киселева М.И., Жемчужина А.И., Смирнова Л.А., Щербик А.А. Методы оценки и отбора исходного материала при создании сортов пшеницы устойчивых к бурой ржавчине. М., 2012: 1-93.
  • Маркелова Т.С. Изучение структуры изменчивости популяции бурой ржавчины пшеницы (Puccinia recondita f. sp. tritici, Rob. et Desm.) в Поволжье. Агро ХХI, 2007, 4-6: 37-39.
  • Коваленко Е.Д., Жемчужина А.И., Киселева М.И., Коломиец Т.М., Лапочкина И.Ф., Худокормова Ж.Н., Боккельман Х. Современное состояние популяций возбудителя бурой ржавчины и создание генбанка источников и доноров устойчивости пшеницы. Мат. Межд. науч.-практ. конф., посвященной 125-летию со дня рождения Н.И. Вавилова. СПб, 2012: 69-74.
  • Singh R.P., Huerta-Espino J., William H.M. Genetics and breeding for durable resistance to leaf and stripe rusts in wheat. Turk. J. Agric. For., 2005, 29: 121-127.
  • Лекомцева С.Н., Волкова В.Т., Зайцева Л.Г., Сколотнева Е.С., Чайка М.Н. Анализ вирулентности изолятов Puccinia graminis f. sp. tritici с разных растений-хозяев. Микология и фитопатология, 2007, 41(6): 554-563.
  • Singh R., Hodson D., Jin Y., Huerta-Espino J., Kinyua M., Wanyera R., Njau P., Ward R. Current status, likely migration and strategies to mitigate the threat to wheat production from race Ug99 (TTKS) of stem rust pathogen. CAB Reviews: Perspectives in Agriculture, Veterinary Science, Nutrition and Natural Resources, 2006, 1: 54.
  • Bennett A.G.A. Resistance to powdery mildew in wheat: a review of its use in culture and breeding programs. Plant Pathol., 1984, 33: 279-300 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.1984.tb01324.x
  • Zeller F.J., Hsam S.L.K. Progress in breeding for resistance to powdery mildew in common wheat (Triticum aestivum L.). Proc. 9th Int. Wheat Genet. Symp. University Extension Press, University of Saskatchewan, Saskatoon, Canada, 1998: 178-181.
  • McCartney C.A., Brule-Babel A.L., Lamari L. Inheritance of race-specific resistance to Mycosphaerella graminicola in wheat. Phytopathology, 2002, 92: 138-144 ( ) DOI: org/10.1094/PHYTO.2002.92.2.138
  • Коваленко Е.Д., Киселева М.И., Коломиец Т.М., Жемчужина А.И. Иммуногенетические основы отбора исходного материала для селекции сортов пшеницы с длительной устойчивостью к бурой ржавчине. Мат. 6-й Межд. науч.-практ. конф. «Биологическая защита растений как основа экологического земледелия и фитосанитарной стабилизации агроэкосистем». Краснодар, 2010: 594-596.
  • Kolmer J.A. Genetics of resistance to wheat leaf rust. Annu. Rev. Phytopatol., 1996, 34: 435-455.
  • Коваленко Е.Д., Жемчужина А.И., Киселева М.И., Коломиец Т.М., Щербик А.А. Стратегия селекции пшеницы на устойчивость к ржавчинным заболеваниям. Защита и карантин растений, 2012, 9: 19-22.
  • Kolmer J.A., Liu J.Q. Virulence and molecular polymorphism in international collections of the wheat leaf rust fungus Puccinia triticina. Phytopathology, 2000, 90: 427-436 ( ) DOI: 10.1094/PHYTO.2000.90.4.427
  • German S.E., Kolmer J.A. Leaf rust resistance in selected Uruguayan common wheat cultivars with early maturity. Crop Sci., 2012, 52: 601-608 ( ) DOI: 10.2135/cropsci2011.06.0335
  • Kolmer J.A. Virulence in Puccinia recondite f. sp. tritici isolates from Canada to genes for adult plant resistance to wheat leaf rust. Plant Dis., 1997, 81(3): 267-271.
  • Huerta-Espino J., Singh R.P. Effect of leaf rust resistance gene Lr34 on components of slow rusting at seven growth stages in wheat. Euphytica, 2003, 129: 371-376.
  • German S.E., Kolmer J.A. Effect of gene Lr34 in enhancement of resistance to leaf rust of wheat. Theor. Appl. Genet., 1992, 84: 97-105 ( ) DOI: 10.1007/BF00223987
  • Singh D., Park R.F., McIntosh R.A. Genetic relationship between the adult plant resistance gene Lr12 and complementary gene Lr31 for seedling resistance to leaf rust in common wheat. Plant Pathol., 1999, 48(5): 567-573 ( ) DOI: 10.1046/j.1365-3059.1999.00391.x
  • Третован Р., Моргунов А., Зеленский Ю., Лаге Я. Челночная селекция между Мексикой и Казахстаном: результаты, подробности, перспективы. Алматы, 2006: 23-27.
  • Шаманин В.П., Моргунов А.И., Манес Я., Зеленский Ю.И., Чурсин А.С., Левшунов М.А., Потоцкая И.В., Лихенко И.Е., Манько Т.А., Каракоз И.И., Табаченко А.В., Петуховский С.Л. Селекционно-генетическая оценка популяций яровой мягкой пшеницы Сибирского питомника челночной селекции СИММИТ. Вавиловский журнал генетики и селекции, 2012, 16(1): 21-32.
  • Peterson R.F., Campbell A.B., Hannah A.E. A diagrammatic scale for estimating rust intensity of leaves and stem of cereals. Can. J. Res. Sect., 1948, 26: 496-500.
  • Mains E.B., Jackson H.S. Physiologic specialization in the leaf rust of wheat, Puccinia tritiсina Erikss. Phytopathology, 1926, 16: 89-120.
  • Saari E.E., Prescott J.M. World distribution in relation to economic losses. The cereal rusts: diseases, distribution, epidemiology, and control. Academic Press, Orlando, FL, USA, 1985: 259-298.
  • McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat rusts. In: Atlas of resistance genes. CSIRO, Australia, 1995: 29-82.
  • Kolmer J.A., Hanzalova A., Goyeau H., Bayles R., Morgunov A. Genetic differentiation of the wheat leaf rust fungus Puccinia triticina in Europe. Plant Pathol., 2013, 62(1): 21-31 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.2012.02626.x
  • Hanzalova A., Huzar J., Bartos P., Herzova E. Occurrence of wheat leaf rust (Puccinia triticina) races and virulence changes in Slovakia in 1994 to 2004. Biologia, 2008, 63(2): 171-174.
  • Kolmer J.A. Physiologic specialization of Puccinia triticina in Canada in 1998. Plant Dis., 2001, 85(2): 155-158 ( ) DOI: 10.1094/PDIS.2001.85.2.155
  • Коваленко Е.Д., Жемчужина А.И., Крятева Н.Н. Иммуногенетические методы создания болезнеустойчивых сортов зерновых культур. 1. Генетическая структура популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы. Агро XXI, 2000, 4: 14-15.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp