Сорта пшеницы (Triticum L.) из коллекции GRIN (США) для использования в селекции на длительную устойчивость к септориозу

Сорта пшеницы (Triticum L.) из коллекции GRIN (США) для использования в селекции на длительную устойчивость к септориозу

Автор: Коломиец Т.М., Панкратова Л.Ф., Пахолкова Е.В.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Зерновые: генетический потенциал, селекционное улучшение, агробиотехнологии

Статья в выпуске: 3 т.52, 2017 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время септориоз - одно из наиболее вредоносных и экономически значимых заболеваний пшеницы в зерносеющих регионах мира, особенно в странах с умеренным климатом. Потери от болезни в эпифитотийные годы могут достигать 30-40 %. В России септориоз занимает доминирующее положение в комплексе грибных болезней зерновых культур. В представленной работе мы впервые определили параметры частичной устойчивости у сортов пшеницы (род Triticum ) из коллекции Germplasm Resources Information Network (GRIN, США) c использованием стабильных штаммов возбудителей Septoria tritici и Stagonospora nodorum. Целью наших исследований был отбор сортов пшеницы с длительной устойчивостью к септориозу на основании результатов полевых и лабораторных опытов. В инфекционном питомнике в Центральном регионе России (Московская обл., 2009-2015 годы) на искусственном фоне заражения изучали динамику развития септориоза на сортах пшеницы из коллекции GRIN. Исследовали 2117 образцов из разных генетических групп - 20 диплоидных (2 n = 14), 409 тетраплоидных (2 n = 28), 1688 гексаплоидных (2 n = 42), а также 397 селекционных образцов от скрещивания Triticum aestivum с Aegilotriticum sp. Определяли площадь под кривой развития болезни, рассчитывали индекс устойчивости (ИУ). Для лабораторных исследований отбирали сорта, характеризующиеся замедленным развитием болезни в поле, то есть с высоким и средним ИУ. Растения таких сортов выращивали в камерах лаборатории искусственного климата до фазы полностью развернувшегося 3-го листа. Фрагменты листьев инокулировали изолятами S. tritici и St. nodorum, нанося каплю споровой суспензии. Сортообразцы делили на группы по продолжительности латентного периода и размеру инфекционных пятен. Среди гексаплоидных форм был отобран 191 образец T. aestivum subsp. aestivum с высоким индексом устойчивости к болезни и 1 - T. aestivum subsp. spelta ; среди тетраплоидной пшеницы 8 - T. turgidum subsp. durum, 2 - T. turgidum subsp. turgidum, 3 - T. turgidum subsp. dicoccon, 3 - T. timopheevii subsp. timopheevii ; среди диплоидной пшеницы 4 - T. monococcum subsp. aegilopoides. Идентифицировано 11 линий с замедленным развитием болезни, полученных от скрещивания T. aestivum с Aegilotriticum sp. Наибольшее число (34,5 %) устойчивых гексаплоидных сортов пшеницы выявили в Североамериканской эколого-географической группе у вида T. aestivum subsp. aestivum (77 сортообразцов из США и 18 - из Канады). Отобранные образцы тетраплоидной пшеницы T. turgidum subsp. durum были представлены сортами из Северной и Центральной Америки, виды T. turgidum subsp. turgidum, T. timopheevii subsp. timopheevii, T. tur-gidum subsp. dicoccon - образцами из Европы и Азии. Обнаружены образцы диплоидной пшеницы T. monococcum subsp. aegilopoides из Ирака и Венгрии с высоким индексом устойчивости к септориозу. Замедленным развитием болезни характеризовались также синтетические линии пшеницы из США и Мексики. Выявлены сорта пшеницы с частичной устойчивостью к болезни: 10 - к возбудителю S. tritici, 40 - к St. nodorum. Особый интерес для селекции сортов с длительной устойчивостью к септориозу представляют сортообразцы PI 494096 Tadinia, Cltr 17904 Owens, Cltr 15645 II-62-4 (США); VIR 63915 Flame (Великобритания); Cltr 14492 Azteca, PI 520555 Alondora ‘S’ (Мексика); PI 404115 Timson (Австралия); Cltr 11765 Chinese 166 (Германия); PI 422413 CNT 1 (Бразилия); PI 168724 Benvenuto, Cltr 15378 Piamontes, PI 344468 Piamontes Inta (Аргентина); PI 306551 ¹ 2944 (Румыния); PI 355706 ¹ 69Z5.715 (Азербайджан); PI 355560 SK 1B (Швейцария); PI 94743 ¹ 290 (Россия).

Еще

Септориоз, частичная устойчивость, длительная устойчивость, диплоидная, тетраплоидная и гексаплоидная пшеница, синтетические линии, коллекция germplasm resources information network (grin)

Короткий адрес: https://sciup.org/142214052

IDR: 142214052   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2017.3.561rus

Список литературы Сорта пшеницы (Triticum L.) из коллекции GRIN (США) для использования в селекции на длительную устойчивость к септориозу

  • Ajayi A.E., Horn R. Modification of chemical and hydrophysical properties of two texturally differentiated soils due to varying magnitudes of added biochar. Soil and Tillage Research, 2016, 164: 34-44 ( ) DOI: 10.1016/j.still.2016.01.011
  • Glaser B., Lehmann J., Zech W. Ameliorating physical and chemical properties of highly weathered soils in the tropics with charcoal -a review. Biol. Fertil. Soils, 2002, 35(4): 219-230 ( ) DOI: 10.1007/s00374-002-0466-4
  • Jones D.L., Rousk J., Edwards-Jones G., DeLuca T.H., Murphy D.V. Biochar-mediated changes in soil quality and plant growth in a three year field trial. Soil Biol. Biochem., 2012, 45: 113-124 ( ) DOI: 10.1016/j.soilbio.2011.10.012
  • Lehmann J., Gaunt J., Rondon M. Bio-char sequestration in terrestrial ecosystems -a review. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 2006, 11(2): 395-419 ( ) DOI: 10.1007/s11027-005-9006-5
  • Ippolito J.A., Laird D.A., Busscher W.J. Environmental benefits of biochar. J. Environ. Qual., 2012, 41(4): 967-972 ( ) DOI: 10.2134/jeq2012.0151
  • Bridgwater A.V. The production of biofuels and renewable chemicals by fast pyrolysis of biomass. International Journal of Global Energy Issues, 2007, 27(2): 160-203 ( ) DOI: 10.1504/IJGEI.2007.013654
  • Kong Z., Liaw S.B., Gao X., Yu Y., Wu H. Leaching characteristics of inherent inorganic nutrients in biochars from the slow and fast pyrolysis of mallee biomass. Fuel, 2014, 128: 433-441 ( ) DOI: 10.1016/j.fuel.2014.03.025
  • Sohi S.P., Krull E., Lopez-Capel E., Bol R. Chapter 2. A review of biochar and its use and function in soil. Adv. Agron., 2010, 105: 47-82 ( ) DOI: 10.1016/S0065-2113(10)05002-9
  • Bruun E.W., Hauggaard-Nielsen H., Ibrahim N., Egsgaard H., Ambus P., Jensen P.A., Dam-Johansen K. Influence of fast pyrolysis temperature on biochar labile fraction and short-term carbon loss in a loamy soil. Biomass and Bioenergy, 2011, 35(3): 1182-1189 ( ) DOI: 10.1016/j.biombioe.2010.12.008
  • Brewer C.E., Unger R., Schmidt-Rohr K., Brown R.C. Criteria to select biochars for field studies based on biochar chemical properties. BioEnergy Research, 2011, 4: 312-323 ( ) DOI: 10.1007/s12155-011-9133-7
  • Kinney T.J., Masiello T.A., Dugan B., Hockaday W.C., Dean M.R., Zygourakis K., Barnes R.T. Hydrologic properties of biochars produced at different temperatures. Biomass and Bioenergy, 2012, 41: 34-43 ( ) DOI: 10.1016/j.biombioe.2012.01.033
  • Antal M.J., Grønli M. The art, science, and technology of charcoal production. Ind. Eng. Chem. Res., 2003, 42(8): 1619-1640 ( ) DOI: 10.1021/ie0207919
  • Keiluweit M., Nico P.S., Johnson M.G., Kleber M. Dynamic molecular structure of plant biomass-derived black carbon (biochar). Environ. Sci. Technol., 2010, 44(4): 1247-1253 ( ) DOI: 10.1021/es9031419
  • Рижия Е.Я., Бучкина Н.П., Мухина И.М., Белинец А.С., Балашов Е.В. Влияние биоугля на свойства образцов дерново-подзолистой супесчаной почвы с разной степенью окультуренности (лабораторный эксперимент). Почвоведение, 2015, 2: 211-220.
  • Abel S., Peters A., Trinks S., Schonsky H., Facklam M., Wessolek G. Impact of biochar and hydrocar addition on water retention and water repellency of sandy soil. Geoderma, 2013, 2002-2003: 183-191 ( ) DOI: 10.1016/j.geoderma.2013.03.003
  • Jien S.H., Wang C.S. Effects of biochar on soil properties and erosion potential in a highly weathered soil. Catena, 2013, 110: 225-233 ( ) DOI: 10.1016/j.catena.2013.06.021
  • Van Zwieten L., Kimber S., Morris S., Chan K.Y., Downie A., Rust J., Cowie A. Effects of biochar from slow pyrolysis of papermill waste on agronomic performance and soil fertility. Plant Soil, 2010, 327(1-2): 235-246 ( ) DOI: 10.1007/s11104-009-0050-x
  • Zhang A., Liu Y., Pan G., Hussain Q., Li L., Zheng J., Zhang H. Effect of biochar amendment on maize yield and greenhouse gas emissions from a soil organic poor calcacerous loamy sand soil from Central China Plain. Plant Soil, 2012, 351: 263-275 ( ) DOI: 10.1007/s11104-011-0957-x
  • Schmidt H.-P., Kammann C., Niggli C., Evangelou M.W.H., Mackie K.A., Abiven S. Biochar and biochar-compost as soil amendments to a vineyard soil: Influences on plant growth, nutrient uptake, plant health and grape quality. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2014, 119: 117-123 ( ) DOI: 10.1016/j.agee.2014.04.001
  • Elzobair K.A., Stromberger M.E., Ippolito J.A., Lentz R.D. Contrasting effects of biochar versus manure on soil microbial communities and enzyme activities in an Aridisol. Chemosphere, 2016, 142: 145-152 ( ) DOI: 10.1016/j.chemosphere.2015.06.044
  • Dempster D.N., Gleeson D.B., Solaiman Z.I., Jones D.L., Murphy D.V. Decreased soil microbial biomass and nitrogen mineralisation with Eucalyptus biochar addition to a coarse textured soil. Plant Soil, 2012, 354(1-2): 311-324 ( ) DOI: 10.1007/s11104-011-1067-5
  • Nguyen T.T.N., Xu C.Y., Tahmasbian I., Che R., Xu Z., Zhou X., Wallace H.M., Bai S.H. Effects of biochar on soil available inorganic nitrogen: A review and meta-analysis. Geoderma, 2017, 288: 79-96 ( ) DOI: 10.1016/j.geoderma.2016.11.004
  • Troy S.M., Lawror P.G., O’Flynn C.O., Healy M.G. Impact of biochar addition following pig manure application. Soil Biol. Biochem., 2013, 60: 173-181 ( ) DOI: 10.1016/j.soilbio.2013.01.019
  • Angst T.E., Six J., Reay D.S., Sohi S.P. Impact of pine chip biochar on trace greenhouse gas emissions and soil nutrient dynamics in an annual ryegrass system in California. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2014, 191: 17-26 ( ) DOI: 10.1016/j.agee.2014.03.009
  • Hergoualc'h K., Harmand J.M., Cannavo P., Skiba U., Oliver R., Hénault C. The utility of process-based models for simulating N2O emissions from soils: a case study based on Costa Rican coffee plantations. Soil Biol. Biochem., 2009, 41(11): 2343-2355 ( ) DOI: 10.1016/j.soilbio.2009.08.023
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp