Генетическая структура региональных популяций Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) - возбудителя септориоза пшеницы (Triticum aestivum L.)

Генетическая структура региональных популяций Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) - возбудителя септориоза пшеницы (Triticum aestivum L.)

Автор: Пахолкова Е.В., Сальникова Н.Н., Куркова Н.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Фитопатология. Иммунитет и защита растений

Статья в выпуске: 5 т.51, 2016 года.

Бесплатный доступ

Возбудитель септориозной листовой пятнистости (STB) Mycosphaerella graminicola (анаморфа Septoria tritici ) - доминирующий вид в септориозном комплексе на посевах пшеницы в основных зернопроизводящих районах России. Устойчивость к данному заболеванию может быть как количественной (горизонтальной), так и изолят-специфичной (вертикальной). В настоящее время у пшеницы идентифицировано 17 генов устойчивости к STB ( Stb1 - Stb17 ). Благодаря генетическому анализу в патосистеме «пшеница- M. graminicola » было доказано взаимодействие «ген-на-ген», следовательно, наличие генов устойчивости у хозяина предполагает существование специфических генов вирулентности у патогена. Относительная частота генов вирулентности внутри географического региона может быть вычислена как доля изолятов, выражающих эти гены, от общего числа изолятов, используемых в исследовании. Целью нашей работы было, допуская связь «ген-на-ген», определить гены вирулентности в популяциях M. graminicola из разных географических регионов России, используя сорта с известными генами устойчивости - Bulgaria 88 ( Stb1 ), Oasis ( Stb1 ), Veranopolis ( Stb2 ), Israel 493 ( Stb3 ), Tadinia ( Stb4 ), CS/Synthetic 7D ( Stb5 ), Flame ( Stb6 ), Estanzuela Federal ( Stb7 ), W7984 ( Stb8 ). В условиях теплицы и камеры искусственного климата были протестированы 47 изолятов из Северо-Кавказского района, 66 изолятов из Центрально-Черноземного района, 29 изолятов из Поволжского района, 64 изолята из Центрального района и 34 изолята из Северо-Западного района. Оценку вирулентности изолятов проводили на всходах в фазу 2 листьев по двум параметрам - степени поражения растений и споруляции гриба in vivo. На основании частоты встречаемости генов вирулентности была выявлена степень эффективности Stb -генов по отношению к каждой региональной популяции гриба. Региональные популяции M. graminicola различались по генотипу вирулентности, спектру и частоте встречаемости генов вирулентности. Популяции из южной зоны (северо-кавказская, центрально-черноземная и поволжская) обладали более высокой вирулентностью по сравнению с центральной и северо-западной популяциями. Так, в северо-кавказской популяции не имели генов вирулентности 19,2 % изолятов, в центрально-черноземной - 6,0 %, тогда как в центральной и северо-западной их доля составляла соответственно 42,2 и 44,1 %. Изоляты из поволжской популяции M. graminicola имели наиболее разнообразные сочетания генов вирулентности. Во всех популяциях выявлена высокая частота вирулентности в отношении сортов с генами Stb1, Stb5 и Stb7. Значительной эффективностью против изолятов из Центрального, Центрально-Черноземного и Северо-Западного районов характеризовались гены Stb2, Stb3, Stb4, однако она заметно снижалась в отношении северо-кавказских изолятов и изолятов из Поволжского района. Гены Stb6 и Stb8 были в высокой степени эффективны ( Stb8 - абсолютно эффективен) против всех региональных популяций M. graminicola и могут быть рекомендованы для селекции на устойчивость к STB.

Еще

Популяция, изолят, гены вирулентности, частота встречаемости, эффективность stb-генов

Короткий адрес: https://sciup.org/142213976

IDR: 142213976   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2016.5.722rus

Список литературы Генетическая структура региональных популяций Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) - возбудителя септориоза пшеницы (Triticum aestivum L.)

  • Eyal Z., Amari Z., Whal I. Physiological Specialization of Septoria tritici. Phytopathology, 1973, 63: 1087-1091.
  • Eyal Z., Scharen A.L., Huffman M.D., Prescott J.M. Global insights into virulence frequencies of Mycosphaerella graminicola. Phytopathology, 1985, 75: 1456-1462.
  • Kema G.H.J., Annone J.G., Sayoud R., Van Silfhout C.H., Van Gincel M., de Bree J. Genetic variation for virulence and resistance in the wheat-Mycosphaerella graminicola pathosystem. I. Interaction between pathogen isolates and host cultivars. Phytopathology, 1996, 86: 200-212.
  • Kema G.H.J., Verstappen E.C.P., Waalwijk C. Avirulence in the wheat Septoria tritici leaf blotch fungus Mycosphaerella graminicola is controlled by a single locus. Mol. Plant-Microbe Interact., 2000, 13: 1375-1379 ( ) DOI: 10.1094/MPMI.2000.13.12.1375
  • 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: 10.1094/PHYTO.2002.92.2.138
  • Kema G.H.J., Goodwin S.B., Hamza S., Verstappen E.C.P., Cavaletto J.R., van der Lee T.A.J., Hagenaar-de Weerdt M., Bonants P.J.M., Waalwijk C. A combined AFLP and RAPD genetic linkage map of Mycosphaerella graminicola, the septoria tritici leaf blotch pathogen of wheat. Genetics, 2002, 161: 1497-1505.
  • Brading P.A., Verstappen E.C.P., Kema G.H.J., Brown K.M. A gene-for-gene relationship between wheat and Mycosphaerella graminicola, the Septoria tritici blotch pathogen. Phytopathology, 2002, 92: 439-445 ( ) DOI: 10.1094/PHYTO.2002.92.4.439
  • Adhikari T.B., Anderson J.M., Goodwin S.B. Identification and molecular mapping of a gene in wheat conferring resistance to Mycosphaerella graminicola. Phytopathology, 2003, 93: 1158-1164 ( ) DOI: 10.1094/PHYTO.2003.93.9.1158
  • Adhikari T.B., Cavaletto R., Dubcovsky J., Giego J., Schlatter A., Goodwin S.B. Molecular mapping of the Stb4 gene for resistance to Septoria tritici blotch in wheat. Phytopathology, 2004, 94: 1198-1206 ( ) DOI: 10.1094/PHYTO.2004.94.11.1198
  • Adhikari T.B., Wallwork H., Googwin S.B. Microsatellite markers linked to the Stb2 and Stb3 genes for resistance to Septoria tritici blotch in wheat. Crop Sci., 2004, 44: 1403-1411 ( ) DOI: 10.2135/cropsci2004.1403
  • Arraiano L.S., Chartrain L., Bossolini E., Slatter H.N., Keller B., Brown J.K.M. A gene in European wheat cultivars for resistance to an African isolate of Mycosphaerella graminicola. Plant Pathol., 2007, 56: 73-78 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.2006.01499.x
  • Chartrain L., Sourdille P., Bernard M., Brown J.K.M. Identification and location of Stb9, a gene for resistance to Septoria tritici blotch in wheat cultivars Courtot and Tonic. Plant Pathol., 2009, 58: 547-555 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.2008.02013.x
  • Liu Y., Zhang L., Thompson I.A., Goodwin S.B., Ohm H. Molecular mapping re-locates the Stb2 gene for resistance to Septoria tritici blotch derived from cultivar Veranopolis on wheat chromosome 1BS. Euphytica, 2012, 190: 145-156 ( ) DOI: 10.1007/s10681-012-0796-8
  • Goodwin S.B., Cavaletto J.R., Hale I.L., Thompson I., Xu S.S., Adhikari T.B., Dubcovsky J. A new map location of gene Stb3 for resistance to Septoria tritici blotch in wheat. Crop Sci., 2015, 55: 35-43 ( ) DOI: 10.2135/cropsci2013.11.0766
  • Tabib Ghaffary M.S., Laurent V., Guerreiro L. et al. Unravelling and exploitation of diversity for resistance to Mycosphaerella graminicola and Fusarium graminearum in wheat and its progenitors. In: Actes de la rencontre scientifique «Synthèse des programmes de recherché FSOV (Fonds de Soutien à l'Obtention Végétale)» (8 janvier 2008, Paris, France). Groupement national interprofessionnel des semences et plants (GNIS), Section Céréales et Protéagineux, Paris, 2009: 31-38 (ISBN 9782952964401).
  • Chartrain L., Brading P.A., Brown J.K.M. Presence of the Stb6 gene for resistance to Septoria tritici blotch (Mycosphaerella graminicola) in cultivars used in wheat-breeding programmes worldwide. Plant Pathol., 2005, 54: 134-143 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-3059.2005.01164.x
  • Зеленева Ю.В., Судникова В.П. Влияние сорта на патогенные свойства возбудителя Septoria tritici Rob. et Desm. в условиях Центрального Черноземья. Вопросы современной науки и практики, 2014, 2(51): 15-20.
  • Nelson L.R., Marshall D. Breeding for resistance to Septoria nodorum and Septoria tritici. Adv. Agron., 1990, 44: 257-277.
  • Kema G.H.J., Yu D.Z., Rijkenberg F.H.J., Shaw M.W., Baayen R.P. Histology of the pathogenesis of Mycosphaerella graminicola in wheat. Phytopathology, 1996, 86: 777-786.
  • Somasco O.A., Quaiset C.O., Gilchrist D.G. Single-gene resistance to Septoria tritici blotch in the spring wheat cultivar ‘Tadinia’. Plant Breeding, 1996, 115: 261-267 ( ) DOI: 10.1111/j.1439-0523.1996.tb00914.x
  • Rosielle A.A. Sources of resistance in wheat to speckled leaf blotch caused by Septoria tritici. Euphytica, 1972, 21: 152-161.
  • Saadaoui E.M. Physiologic specialization of Septoria tritici in Morocco. Plant Dis., 1987, 71(2): 153-165.
  • Gough F.I. Effect of wheat host cultivars on pycnidiospore production by Septoria tritici. Phytopathology, 1978, 68(9): 1343-1345.
  • Санина А.А. Физиологическая специализация Septoria tritici Rob. et Desm. Микология и фитопатология, 1991, 25(4): 338-342.
  • Пыжикова Г.В., Санина А.А., Курахтанова Т.И., Давыдова Е.П., Породенко В.В., Санин С.С., Васецкая М.Н., Чигирев С.М., Дубынина Т.С., Москвитин Э.В., Катукова Н.П. Септориозы зерновых культур: метод. указ. М., 1988.
  • Санина А.А., Анциферова Л.В. Способы выделения и хранения возбудителей септориоза пшеницы. Микология и фитопатология, 1989, 23(2): 172-175.
  • Санина А.А., Анциферова Л.В. Определение патогенных свойств изолятов Septoria nodorum (Berk.) Berk. и S. tritici Rob. et Desm. на пшенице. Микология и фитопатология, 1991, 25(2): 155-159.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp