Характеристика перспективных сортов пшеницы (Triticum aestivum L.), допущенных к возделыванию в Нижневолжском регионе, по устойчивости к возбудителям пиренофорозной и темно-бурой пятнистости

^* Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект ¹ 19-76-30005.

Вредоносные заболевания занимают особое место среди факторов, лимитирующих урожай зерновых культур в Саратовской области. Ежегодный мониторинг фитосанитарного состояния посевов пшеницы в регионе показывает активное развитие листовых пятнистостей и накопление их инфекционного потенциала. Одно из широко распространенных по области заболеваний пшеницы — желтая пятнистость листьев, или пиренофороз.

Желтая пятнистость (пиренофороз) листьев — экономически значимое заболевание пшеницы во всем мире (1, 2). Возбудителем болезни служит аскомицетный гриб Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechsler, известный способностью синтезировать некротрофные эффекторы (necrotrophic effectors, NEs), в том числе специфичные к хозяину токсины (host selective toxins, HSTs), которые функционируют как факторы патогенности. У вида P. tritici-repentis описаны три некротрофных эффектора — PtrToxA, PtrToxB и PtrToxC. PtrToxA и PtrToxB — это белки, PtrToxC представляет собой низкомолекулярное соединение небелковой природы (3-5).

Взаимоотношения в патосистеме мягкая пшеница— P. tritici-repentis осуществляются по типу ген-на-ген в зеркальном отражении, то есть каждый индивидуальный токсин узнается продуктом одного локуса восприимчивого хозяина, что выражается в восприимчивости растения и проявлении болезни (6-8). Уникальность этой патосистемы состоит в том, что ген ToxA , детерминирующий основной фактор патогенности (токсин PtrToxA), привнесен в геном P. tritici-repentis горизонтальным переносом из другого патогена пшеницы — гриба Parastagonospora nodorum (9, 10).

Еще одно потенциально опасное заболевание, зафиксированное в регионе, — темно-бурая пятнистость пшеницы, хотя до настоящего времени Саратовская область не входила в эпифитотийно опасную зону по его распространению. В благоприятные для патогена годы наблюдалось незначительное поражение (не более 10 %) некоторых сортов. Однако в связи с различными факторами (изменение климата, несоблюдение севооборота, перенасыщение монокультурой и т.д.) можно предположить, что массовое распространение этого возбудителя в регионе лишь вопрос времени. Если во время колошения непрерывно в течение 5-6 сут идет дождь с последующим повышением дневной температуры до 20-30 ° С, эпифитотия темно -бурой пятнистости на пшенице может развиваться очень быстро (11).

Темно-бурую листовую пятнистость злаков вызывает анаморфный гриб Bipolaris sorokiniana (Sacc. in Sorokin) Shoem., в половой стадии — Cochliobolus sativus (S. Ito & Kurib.) Drechsler ex Dastur. Заболевание поражает ячмень, пшеницу, рожь, тритикале и несколько дикорастущих трав (12). Значение этого заболевания возрастает в странах Северной и Южной Америки, а также в Европе (13). Оно широко распространено во многих регионах Российской Федерации: в Северно-Западном и Северокавказском регионах, в Татарстане, Приамурье (14-16). Возбудитель — гемибио-троф, то есть, помимо паразитического существования, он способен к сапрофитному обитанию. В семенах, почве и на растительных остатках гриб сохраняет жизнеспособность до 5-7 лет. Потери урожая могут составлять 20-40 %. Вид B. sorokiniana полиморфный, он вызывает также гельминто-спориозную корневую гниль и в комплексе с другими патогенами — черный зародыш семян (17).

Устойчивость пшеницы к возбудителю B. sorokiniana генетически детерминирована. Известно, что наличие гена Sb1 в генотипе повышает количественную (неполную) устойчивость к темно-бурой пятнистости. Сегмент хромосомы, в котором находится ген Sb1, содержит также ген устойчивости к бурой ржавчине Lr34, широко используемый в создании сортов пшеницы (11).

M. Lillemo с соавт. (18) указывают на наличие гена устойчивости к B. sorokiniana , не аллельного Sb1 , который сцеплен с геном устойчивости к бурой ржавчине Lr46 . Есть сведения о наличии двух и более генов устойчивости к B. sorokiniana и эффективности их пирамидирования. Выявлено, что образцы пшеницы с эректоидными и полупоникающими листьями меньше поражаются темно-бурой пятнистостью, чем образцы с опущенными или поникающими (19).

Наиболее рациональным методом защиты пшеницы от листовых пятнистостей служит возделывание и использование устойчивых сортов. В связи с широким распространением и вредоносностью этих заболеваний, многие научные работы посвящены поиску образцов зерновых культур, устойчивых к указанным патогенам (20-22). Однако в большинстве случаев выявленных устойчивых образцов пшеницы недостаточно.

В настоящей работе в результате комплексной полевой и лабораторной оценки 20 сортов мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.), возделываемых на территории Нижневолжского региона, впервые выявлены образцы, устойчивые к возбудителю пиренофороза, а также среднеустойчивые к возбудителю темно-бурой пятнистости. Результаты идентификации аллелей Tsn1 / tsn1 с использованием молекулярного маркера Xfcp623 показали, что среди изучаемых образцов пшеницы ген Tsn1 преимущественно встречался в озимых сортах. Впервые выявлены статистически значимые различия между средними значениями показателей полевой фитопатологической оценки сортов, входящих в разные группы устойчивости к P. tritici-repentis (RR, R, MS и S).

Цель работы — оценка устойчивости сортов озимой и яровой мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.), возделываемых на территории Нижневолжского региона, к возбудителям желтой и темно-бурой пятнистостей и идентификация у растений доминантного/рецессивного аллеля гена Tsn1 .

Методика. Исследовали 13 сортов озимой мягкой пшеницы (Гости-анум 237, Лютесценс 230, Саратовская 8, Губерния, Мироновская 808, Донская безостая, Саратовская 90, Жемчужина Поволжья, Саратовская 17, Калач 60, Подруга, Анастасия, Соседка) и 7 яровой мягкой пшеницы (Фаворит, Прохоровка, Юго-Восточная 2, Саратовская 70, Саратовская 73, Белянка, Лебедушка). Из них 16 были допущены к использованию в 2022 году (23). Соседка — перспективный сортообразец озимой мягкой пшеницы; Гостианум 237, Лютесценс 230, Саратовская 8 — селекционные сорта озимой мягкой пшеницы саратовской селекции, полученные в первой половине XX века.

В лабораторных условиях листья растений заражали P. tritici-repentis и B. sorokiniana. Инокулюм включал смесь нескольких изолятов гриба из коллекции Всероссийского НИИ защиты растений, полученных в 2022 году из растительного инфекционного материала из Саратовской (P. tritici-repentis, ToxA), Ленинградской (B. sorokiniana) областей и Республики Казахстан (P. tritici-repentis, ToxB).

Для фитопатологической оценки P. tritici-repentis использовали балльную шкалу, характеризующую степень развития некрозов и хлорозов (25): 1/0 (хлороз/некроз), 1/1 — устойчивость (R), 1/2, 2/1, 2/2 — умеренная устойчивость (MR), 2/3, 2/4 — умеренная восприимчивость (MS), 3/2, 3/3, 3/4 — восприимчивость (S), 4/3, 4/4, 4/5, 5/4, 5/5 — высокая восприимчивость (HS). При оценке устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости, вызываемой B. sorokiniana , использовали шкалу, разработанную в ВИЗР: 1 — листья зеленые, с точечными пятнами темно-бурого цвета (устойчивые образцы, R); 2 — листья зеленые, пятна размером до 1 мм (средне устойчивые, MR); 3 — темно-бурые пятна до 2 мм, сливающиеся (умеренно восприимчивые, MS); 4 — листья хлоротичные, темно-бурые пятна достигают 3 мм (восприимчивые, S); 5 — листья хлоротичные, пятна более 3 мм, мацерация тканей (высоковосприимчивые, HS) (26).

Геномную ДНК из листьев 5-суточных проростков пшеницы выделяли стандартным методом СТАВ/хлороформ (27). Качество проб ДНК проверяли в 1 % агарозном геле. Вторичный контроль на чистоту и качество выполняли на спектрофотометре SmartSpecTMPlus («Bio-Rad», США). После количественной оценки концентрацию ДНК нормализовали до 30 нг/мкл для последующей ПЦР. Количество ДНК соответствовало протоколу ПЦР для идентификации гена Tsn1 (28-30) .

Реакционная смесь для амплификации геномной ДНК (финальный объем 25 мкл) содержала 2,5 мкл 10½ ПЦР-буфера («Биолабмикс», Россия), 0,5 мкл смеси dNTP (10 мM) («TransGen Biotech Co., Ltd.», Китай), 0,5 мкл каждого праймера (25 мкM) (ЗАО «Евроген», Россия), 0,15 мкл Taq ДНК-полимеразы (5 ед/мкл, «Диалат ЛТД», Россия), 1 мкл геномной ДНК и 19,85 мкл diH 2 O. ПЦР проводили в амплификаторе С1000 Touch Thermal Cycler («Bio-Rad», США).

Амплифицированные фрагменты разделяли электрофорезом в 1,5 % агарозном геле в 1½ ТВЕ буфере (pH 8,2), гель окрашивали бромистым этидием («Биоламбикс», Россия). Для приготовления агарозного геля к 3 г агарозы («Helicon», США) добавляли 200 мл 1½ ТБЕ буфера и нагревали до полного растворения агарозы, затем охлаждали и добавляли 1,8 мкл бромистого этидия. Для приготовления 1 л 10½ ТВЕ буфера использовали 108 г Трис-HCl («Helicon», США), 55 г борной кислоты («Helicon», США), 9,3 г EDTA («Helicon», США) и diH 2 O. Для получения 1½ ТВЕ буфера 100 мл 10½ ТВЕ буфера доводили до 1 л diH 2 O. Размер фрагментов оценивали с использованием ДНК маркера Step100 plus («Биолабмикс», Россия).

Скрининг изолятов на присутствие доминантного или рецессивного аллелей гена Tsn1 / tsn1 проводили методом ПЦР с парами праймеров Xfcp623F/Xfcp623R (ЗАО «Евроген», Россия). Условия ПЦР: 3 мин при 94 ° С; 30 с при 94 ° С, 30 с при 60 ° С, 1 мин при 72 ° С (45 циклов); 5 мин при 72 ° С. Праймер Xfcp623F имел нуклеотидную последовательность 5 ' - CTATTCGTAATCGTGCCTTCCG-3 ' , праймер Xfcp623R — 5 ' -CCTTCTCT-CTCACCGCTATCTCATC-3 ' . Размер ампликона составлял 380 п.н. (28-30).

Присутствие продукта амплификации маркера указывало на наличие доминантного аллеля Tsn1 (восприимчивость к белку-токсину гриба Ptr ToxA), отсутствие — на наличие рецессивного аллеля tsn1 (устойчивость к

Ptr ToxA).

Статистическую обработку данных проводили с использованием компьютерной программы Statistica 12 («StatSoft, Inc.», США). Рассчитывали среднее поражение листовой пластины пиренофорозом при полевой оценке ( M ) и стандартное отклонение (±SD). Для разделения изученных сортов пшеницы по устойчивости/восприимчивости к пиренофорозу использовали t -критерий Стьюдента с поправкой Бонферрони. Этот критерий применяли для проверки значимости различия между фитопатологическими оценками сортов пшеницы (31).

Результаты. Как известно, климатические условия существенно влияют на развитие биологических систем. Повышение температуры и проявление засухи из-за изменения климата приводят к быстрому старению листьев, увеличивается распространение листовых пятнистостей (32). Метеоусловия вегетационных периодов 2020-2022 годов в регионе оказали благоприятное влияние на развитие возбудителя желтой пятнистости листьев пшеницы. Наибольшая степень поражения пшеницы пиренофорозом наблюдалась в 2022 году (более 40 % на восприимчивых сортах).

• 1.    Характеристика сортов пшеницы ( Triticum aestivum L.), возделываемых на территории Нижневолжского региона, по устойчивости к возбудителям желтой и темно-бурой пятнистостей

• 2.    Результаты дисперсионного анализа апостериорных сравнений сортов пшеницы ( Triticum aestivum L.) в зависимости от поражения Pyrenophora tritici-repentis в полевых условиях, полученные с использованием t -критерия Стьюдента с поправкой Бонферрони (селекционный питомник ФГБНУ Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока, г. Саратов, 2020-2022 годы)

  Сорт

  ГЧ Д Я 2 П

  и о rt я и

  д Я

  к rt W и о д о & §

  rt о § W д о ЕТ

  и о rt я и

  и о к д S й

  и О Я и

  ^

  2 я о К

  S 3

  о и

  s о и е

  W и О я о X о я к

  сч У о о 6 S

  и о rt я и

  и о rt я и

  1 и

  X 5 п

  Гостианум 237

  0*

  0*

  0,52

  0,28

  0,28

  0*

  0*

  0*

  0*

  0,79

  0*

  0,28

  0,53

  0,13

  0*

  0,04*

  0,28

  0*

  0*

  Лютесценс 230

  0,18

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0,65

  0*

  0,18

  0*

  0*

  0*

  1

  0*

  0*

  0,04*

  0,37

  Саратовская 8

  0*

  0*

  0,01*

  0*

  0*

  0*

  0,04*

  0*

  0,01*

  0,01*

  0*

  0,03*

  0,04*

  0,08

  0,01*

  0,65

  0,03*

  Губерния

  0,65

  0,65

  0*

  0*

  0*

  0*

  0,37

  0*

  0,65

  1

  0,37

  0*

  0,04*

  0,65

  0,01*

  0*

  Мироновская 808

  1

  0*

  0*

  0*

  0*

  0,18

  0*

  1

  0,65

  0,65

  0*

  0,37

  1

  0,03*

  0*

  Донская безостая

  0*

  0*

  0*

  0*

  0,18

  0*

  1

  0,65

  0,65

  0*

  0,04*

  1

  0,03*

  0*

  Саратовская 90

  0,08

  0,08

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  Жемчужина Поволжья

  1

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  Саратовская 17

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  0*

  Калач 60

  0*

  0,08

  0*

  0*

  0*

  0,65

  0,01*

  0*

  0,04*

  0,18

  Подруга

  0*

  0,18

  0,37

  0,08

  0*

  0,03*

  0,18

  0*

  0*

  Анастасия

  0*

  0*

  0*

  0,18

  0*

  0*

  0*

  0,65

  Соседка

  0,65

  0,65

  0*

  0,04*

  1

  0,03*

  0*

  Фаворит

  0,37

  0*

  0,04*

  0,65

  0,01*

  0*

  Прохоровка

  0*

  0,04*

  0,65

  0,04*

  0*

  Юго-Восточная 2

  0*

  0*

  0,04*

  0,37

  Саратовская 70

  0,04*

  0,18

  0*

  Саратовская 73

  0,03*

  0*

  Белянка

  0,01*

  * Отмечены разности, значимые на уровне p ≤ 0,05.

Сорт (аллель)	Полевая оценка ( Pyreno-phora tritici-repentis ), %		Лабораторная оценка, балл (фенотип)
			P. tritici-repentis		Bipolaris sorokiniana
	M ±SD ( n = 90)	фенотип устойчивости	TохА	TохВ
	Пшеница мягкая озимая
Гостианум 237 ( tsn1 )	4,3±1,15	RR	2/1 (MR)	2/2 (MR)	4 (S)
Лютесценс 230 ( Tsn1 )	23,3±5,77	MS	1/2 (MR)	1/1 (R)	2 (MR)
Саратовская 8 ( Tsn1 )	18,3±2,89	R	1/1 (R)	1/1 (R)	3 (MS)
Губерния* ( Tsn1 )	6,7±2,89	RR	3/2 (S)	3/2 (S)	2 (MR)
Мироновская 808* ( tsn1 )	8,3±5,77	RR	3/2 (S)	1/1 (R)	2+,3 (MS)
Донская безостая* ( Tsn1 )	8,3±2,89	RR	3/2 (S)	1/1 (R)	3 (MS)
Саратовская 90* ( Tsn1 )	48,3±2,89	S	1/1 (R)	3/3 (S)	3 (MS)
Жемчужина Поволжья* ( Tsn1 )	41,7±5,77	S	3/3 (S)	3/3 (S)	4 (S)
Саратовская 17* ( Tsn1 )	41,7±5,77	S	1/1 (R)	3/3 (S)	4 (S)
Калач 60* ( Tsn1 )	21,7±7,64	MS	1/1 (R)	1/1 (R)	2+,3 (MS)
Подруга* ( tsn1 )	3,3±2,89	RR	3/3 (S)	3/3 (S)	3 (MS)
Анастасия* ( Tsn1 )	28,3±2,89	MS	1/1 (R)	3/3 (S)	3 (MS)
Соседка ( Tsn1 )	8,3±5,77	RR	1/0 (R)	1/1 (R)	3 (MS)
	Пшеница мягкая яровая
Фаворит* ( tsn1 )	6,7±2,89	RR	1/1(R)	1/1 (R)	4 (S)
Прохоровка* ( tsn1 )	10,0±5,00	RR	3/3 (S)	1/1 (R)	4 (S)
Юго-Восточная 2* ( tsn1 )	23,33±5,77	MS	3/3 (S)	3/3 (S)	4 (S)
Саратовская 70* ( tsn1 )	11,7±2,89	R	3/3 (S)	2/2 (MR)	4 (S)
Саратовская 73* ( tsn1 )	8,3±2,89	RR	1/1 (R)	2/2 (MR)	3 (MS)
Белянка* ( tsn1 )	16,7±5,77	R	1/1 (R)	1/1 (R)	2 (MR)
Лебедушка* ( Tsn1 )	26,7±2,89	MS	3/3 (S)	3/3 (S)	3 (MS)

Пр и м еч ани е. RR — высокая устойчивость, R — устойчивость, MR — умеренная устойчивость, MS — умеренная восприимчивость, S — восприимчивость. Полевые испытания проводили в 2020-2022 годах в селекционном питомнике ФГБНУ Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока (г. Саратов). Звездочкой отмечены сорта, допущенные к возделыванию на территории Нижневолжского региона РФ (8-й регион) (13).

По данным, полученным в 2020-2022 годах в селекционном питомнике ФГБНУ ФАНЦ Юго-Востока, изученные сортообразцы мягкой озимой и яровой пшеницы характеризовались разной устойчивостью к местной популяции возбудителя P. tritici-repentis (табл. 1). Степень поражения сортов Гостианум 237, Губерния, Мироновская 808, Донская безостая, Подруга, Соседка, Фаворит, Прохоровка и Саратовская 73 не превышала 8 %, поэтому они вошли в группу высокоустойчивых (RR). Сорта Саратовская 8, Саратовская 70 и Белянка оказались устойчивыми (R) со средней степенью поражения не более 18 %.

Умеренную восприимчивость (MS) показали Лютесценс 230, Калач 60, Анастасия, Юго-Восточная 2 и Лебедушка. Остальные сорта оказались восприимчивыми к поражению пиренофорозом в полевых условиях (см. табл. 1).

Для установления достоверности различий между сортами пшеницы, ранжированными по группам устойчивости (RR, R, MS, S) к пире-нофорозу, мы использовали t -критерий Стьюдента с поправкой Бонфер-рони (табл. 2). Были обнаружены статистически значимые различия между средними значениями показателей полевой фитопатологической оценки сортов по устойчивости к P. tritici-repentis у образцов, входящих в разные группы — RR, R, MS и S (см. табл. 2) . При этом различий между сортами, входящими в одну группу, не выявили. Исключением были сорта Лютесценс 230 (MS) и Саратовская 8 (R) (средняя степень поражения пирено-форозом соответственно 23 и 18 %), а также сорта Мироновская 808 (RR) и Саратовская 70 (R) (8 и 12 %). Между этими парами сортов не удалось выявить статистически значимых различий (р > 0,05).

Л.А. Михайлова с соавт. (25) в результате анализа свыше 1000 образцов из коллекции ВИР определили, что частота устойчивых форм среди образцов озимой пшеницы выше, чем среди яровых. Скрининг по устойчивости к желтой пятнистости 209 сортов озимой и 136 сортов яровой пшеницы, включенных в Государственный реестр селекционных достижений РФ до 2010 года, показал, что около 40 % сортов озимой пшеницы и 16 % яровой характеризовались разной степенью устойчивости к P. tritici-repentis , остальные сортообразцы оказались восприимчивыми (25).

В связи с незначительным проявлением темно-бурой пятнистости в естественных условиях Нижневолжского региона сделать объективную полевую оценку на устойчивость сортообразцов пшеницы не удалось. Однако в условиях изменения климата, последствия которого наблюдаются в регионе ежегодно, вопрос о создании перспективного устойчивого селекционного материала, в том числе к темно-бурой пятнистости, несомненно, актуален. Особую значимость эта проблема приобретает сейчас, когда патоген под влиянием различных факторов (биологические особенности, антропогенное воздействие и т.п.) расширяет ареал распространения.

Несмотря на внушительное число сортов пшеницы, допущенных к использованию в различных регионах России, высокоустойчивых к темнобурой пятнистости сортообразцов, вероятно, недостаточно. Например, в Республике Татарстан при сильном развитии темно-бурой пятнистости большинство сортов яровой пшеницы оказались восприимчивы к поражению (11). В Приамурье в условиях эпифитотии темно-бурой пятнистости выявлены образцы пшеницы с разной степенью устойчивости, а устойчивых к B. sorokiniana сортов ячменя обнаружено не было (16). В исследованиях А.В. Сидорова с соавт. (14) среди изученных образцов яровой мягкой пшеницы из мировой коллекции Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И Вавилова не было идентифицировано высокоустойчивых к темнобурой листовой пятнистости.

В результате проведенных нами лабораторных испытаний была дана оценка устойчивости сортов к возбудителям пиренофорозной и темно-бурой пятнистостей. При инокуляции образцов высокую устойчивость к обоим изолятам P. tritici-repentis (ТохА и Тох B) отмечали у сортов Саратовская 8, Калач 60, Соседка, Фаворит, Белянка. К изоляту, несущему ген ТохА, высокую устойчивость показали сортообразцы Саратовская 90, Саратовская 17, Анастасия, Саратовская 73, к изоляту с геном Тох B — Лю- тесценс 230, Мироновская 808, Донская безостая, Прохоровка. Умеренную устойчивость к обоим изолятам P. tritici-repentis показали Гостианум 237, Лютесценс 230, к изоляту с геном TохB — Саратовская 70, Саратовская 73. Общая доля сортов, устойчивых к изолятам P. tritici-repentis, продуцирующим токсины TохА и TохB, составила 40 %, к изоляту с геном TохА — 55 %, с Tох B — 60 %. Восприимчивыми к обоим изолятам оказались образцы Губерния, Жемчужина Поволжья, Подруга, Юго-Восточная 2 и Лебедушка.

Н.М. Коваленко с соавт. (1) при скрининге 70 сортов мягкой пшеницы, впервые включенных в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 2018-2020 годах, выявили, что доля сортов, устойчивых в фазу проростков к изолятам, продуцирующим токсины ToxA и ToxB, составила 13 %, к изоляту, образующему ToxA, — 21 %, ToxB — 43 %.

Наличие доноров устойчивости среди российских сортов пшеницы создает возможность для успешной селекции на иммунитет к желтой пятнистости. Это особенно актуально в современных условиях, когда распространение заболеваний по зернопроизводящим регионам России стало практически повсеместным, а потери урожая зерна могут составлять более 50 %.

В наших исследованиях при искусственном заражении сортообраз-цов пшеницы возбудителем B. sorokiniana высоустойчивых образцов выявлено не было. Однако среднюю устойчивость (MR) продемонстрировали три сорта — Лютесценс 230, Губерния и Белянка. Остальные образцы оказались восприимчивыми. Общая доля сортов, устойчивых к B. sorokiniana , составила 15 %.

Кроме полевой и лабораторной оценки на устойчивость сортов к возбудителю P. tritici-repentis был проведен скрининг сортообразцов на присутствие доминантного ( Tsn1 ) или рецессивного ( tsn1 ) аллеля в генотипе (рис.).

Электрофореграмма продуктов амплификации маркера Xfcp623 у сортов озимой мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.): 1 — Гостианум 237, 2 — Лютесценс 230, 3 — Саратовская 8, 4 — Губерния, 5 — Мироновская 808, 6 — Донская безостая, 7 — Саратовская 90, 8 — Жемчужина Поволжья, 9 — Саратовская 17, 10 — Калач 60, 11 — Подруга, 12 — Анастасия, 13 — Соседка, 14 — Фаворит, 15 — Прохоровка, 16 — Юго-Восточная 2, 17 — Саратовская 70, 18 — Саратовская 73, 19 — Белянка, 20 — Лебедушка. М — ДНК маркер Step100 plus («Биолабмикс», Россия). Положительный контроль (К+) — сорт Glenlea, отрицательный контроль (К-) — линия 6В365. Размер диагностического фрагмента 380 п.н.

Среди 20 изучаемых сортообразцов только 3 сорта озимой (Гостиа-нум 237, Мироновская 808, Подруга) и 6 сортов яровой мягкой пшеницы (Фаворит, Прохоровка, Юго-Восточная 2, Саратовская 70, Саратовская 73, Белянка) несли аллель tsn1, что указывает на их устойчивость к изолятам, продуцирующим PtrToxA, на генетическом уровне.

Результаты идентификации аллелей Tsn1 и tsn1 с использованием молекулярного маркера Xfcp623 показали преимущественное присутствие Tsn1 у озимых сортов пшеницы (рис.).

Согласно данным литературы, одним из факторов сохранения и распространения изолятов с геном ToxA в популяции становится их отбор на сортах с геном восприимчивости Tsn1 (33) . Предполагается, что половая стадия P. tritici-repentis преимущественно наблюдается на озимых сортах и приводит к сохранению гена ToxA (34) .

Из 20 проанализированных патосистем сорт—изолят Tsn1 — ToxA взаимодействие генов почти в половине случаев (45,5 %) осуществлялось по типу ген-на-ген, то есть приводило к поражению сортов с доминантным аллелем Tsn1 изолятами P. tritici-repentis с геном ToxA. В остальных 54,5 % случаях наблюдалась реакция устойчивости. Сорта с рецессивными аллелями tsn1 изолятами ToxA поражались в 54,5 % комбинаций, остальные оставались устойчивыми. По-видимому, это происходило потому, что мы использовали не чистый токсин, а споровый материал гриба, несущего ген ToxA и способного продуцировать кроме PtrToxA пока не идентифицированные токсины (3, 5, 8).

Н.В. Мироненко с соавт. (34) объясняют устойчивость сортов с доминантным аллелем Tsn1 к изолятам P. tritici-repentis с геном ToxA возможным снижением экспрессии гена ToxA под влиянием генетического фона конкретного сорта. Поражение сортов с рецессивными аллелями tsn1 может свидетельствовать либо об отсутствии взаимоотношений между генами по типу ген-на-ген, либо о наличии других генов-эффекторов и генов восприимчивости в патосистеме.

В целом, из 20 исследованных нами сортообразцов озимой и яровой мягкой пшеницы только сорт Белянка характеризовался устойчивостью сразу к двум возбудителям. В полевых условиях он показал устойчивость к P. tritici-repentis , в лабораторных — к изолятам P. tritici-repentis с ToxA и ToxB , а также обладал средней устойчивостью к B. sorokiniana . Кроме того, сорт Белянка несет ген tsn1 , что свидетельствует об устойчивости к P. tritici-re-pentis с ToxA .

Таким образом, в результате скрининга 20 сортов мягкой пшеницы, перспективных и допущенных к возделыванию в Нижневолжском регионе Российской Федерации, выявлены образцы, устойчивые к возбудителю пи-ренофорозной пятнистости, а также среднеустойчивые к возбудителю темнобурой пятнистости. Доля сортов, устойчивых к изолятам Pyrenophora tritici-repentis , продуцирующим токсины PtrTохА и PtrTохB, составила 40 %, к продуцентам PtrTохА — 55 %, PtrTохB — 60 %. Доля сортов, показавших среднюю устойчивость к возбудителю Bipolaris sorokiniana , составила всего 15 %. Наибольший интерес представляют генотипы трех сортов озимой мягкой пшеницы (Гостианум 237, Мироновская 808, Подруга) и 5 генотипов яровой мягкой пшеницы (Фаворит, Прохоровка, Саратовская 70, Саратовская 73, Белянка), которые оказались устойчивы к пиренофорозу в лабораторных и трехлетних полевых испытаниях. При молекулярном скрининге у этих сортов также подтвердилась невосприимчивость к продуцентам PtrToxА, поскольку указанные сорта несли аллель tsn1 , что свидетельствует об их устойчивости к белку-токсину гриба PtrToxA. Указанные сортообразцы рекомендуются к использованию в селекционных программах региона по повышению устойчивости пшеницы к возбудителям желтой и темно-бурой пятнистостей листьев.