Эффективная устойчивость к листовой ржавчине образцов яровой мягкой пшеницы новейших поступлений из коллекции ВИР

Актуальность. Одним из важнейших факторов снижения урожайности и качества зерна мягкой пшеницы Triticum aestivum L. является поражение грибными болезнями, в том числе листовой ржавчиной (возбудитель Puccinia triticina Erikss.). Вследствие микроэволюционных процессов в популяциях возбудителей болезней сорта часто теряют свою резистентность, поэтому необходим постоянный поиск новых источников и доноров эффективных генов устойчивости. Цель работы — изучить ювенильную и возрастную устойчивость к листовой ржавчине новейших поступлений яровой мягкой пшеницы из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР). Материалы и методы. Материалом исследования служили 334 образца из 30 стран, поступившие в коллекцию института с 2010 по 2015 г. Изучение ювенильной устойчивости проводили в условиях Пушкинских лабораторий ВИР. Интактные проростки заражали суспензией урединиоспор P. triticina. В качестве инокулюма использовали сборную популяцию возбудителя (смесь урединиоспор с восприимчивых сортов пшеницы в Северо-Западном регионе России, которую поддерживали на отрезках листьев сорта пшеницы ‘Ленинградка’). Учет типа реакции проводили на 14-е сутки после заражения по шкале Е. Б. Майнса и Х. С. Джексона. Оценку возрастной устойчивости пшеницы к листовой ржавчине проводили на опытных участках Всероссийского научно-исследовательского института биологической защиты растений (г. Краснодар) и Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии (Московская обл., пос. Большие Вяземы) на искусственных инфекционных фонах. Оценку интенсивности проявления ржавчины проводили в период наибольшего развития заболевания в фазу молочной спелости образца по проценту пораженной листовой поверхности флаг-листьев. Результаты и выводы. Сравнение поражения образцов в полевых условиях показало значительные различия генотипического состава популяций патогена из Московской области и Краснодарского края. При исследовании устойчивости к бурой ржавчине были выделены 15 образцов с высоким уровнем ювенильной устойчивости к популяции возбудителя листовой ржавчины из Северо-Западного региона России, 119 и 129 сортов — с возрастной резистентностью к популяциям из Московской области и Краснодарского края соответственно; 38 образцов обладали высокоэффективной возрастной устойчивостью к листовой ржавчине в 2-х регионах РФ. Эти образцы представляют несомненный интерес для селекции пшеницы на устойчивость к листовой ржавчине в Центральном и Северо-Кавказском регионах Российской Федерации.

1. Анпилогова Л. К., Волкова Г. В. Методы создания искусственных инфекционных фонов и оценки сортообразцов пшеницы на устойчивость к вредоносным болезням (фузариозу колоса, ржавчинам, мучнистой росе). Краснодар: РАСХН ВНИИБЗР. 2000. 28 с.

2. Azzimonti G., Lannou C., Sache I., Goyeau H. (2013) Components of quantitative resistance to leaf rust in wheat cultivars: diversity, variability and specificity. Plant Pathology, 62: 970–981. DOI:10.1111/ppa.12029

3. Dakouri A., McCallum B. D., Radovanovic N., Cloutier S. (2013) Molecular and phenotypic characterization of seedling and adult plant leaf rust resistance in a world wheat collection. Molecular Breeding, 32: 663–677. DOI:10.1007/s11032-013-9899-8

4. Draz I. S., Abou-Elseoud M. S., Kamara A. M., Alaa-Eldein O. A., El-Bebany A. F. (2015) Screening of wheat genotypes for leaf rust resistance along with grain yield. Annals of Agricultural Science, 60(1): 29–39 DOI:10.1016/j.aoas.2015.01.001

5. Hovmoller M. S. (2007) Sources of seedling and adult plant resistance to Puccinia striiformis f. sp. tritici in European wheats. Plant Breeding, 126: 225–233.

6. 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. Москва. 2012. 93 с.

7. Li J., Shi L., Wang X., Zhang N., Wie X. et al. (2018) Leaf rust resistance of 35 wheat cultivars (lines). J. Plant Pathol. Microbiol., 9: 429. DOI:10.4172/2157-7471.1000429

8. Li Z. F., Xia X. C., He Z. H., Li X., Zhang L. J. et al. (2010) Seedling and slow rusting resistance to leaf rust in Chinese wheat cultivars. Plant Diseases, 94: 45–53.

9. Mains Е. В., Jackson H. S. (1926) Physiological specialization in leaf rust of wheat, Puccinia triticina Erikss. Phytopathology, 16(1): 89–120.

10. McIntosh R. A., Devos K. M., Dubcovsky J., Rogers W. J., Appels R. (2003) Catalogue of gene symbols for wheat. Wheat Information Service. Supplement. 97: 27–37.

11. McIntosh R. A., Dubcovsky J., Rogers W. J., Morris C., Xia X. C. Catalogue of gene symbols for wheat: 2017 supplement. Available from: https://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/macgene/supplement2017.pdf [Accessed April 16, 2019]

12. McIntosh R. A., Hart G. E., Devos K. M., Gale M. D., Rogers W. J. (1998) Catalogue of gene symbols for wheat. In: Proc. Wheat Genet. Symp. 9th. Vol. 5, p. 1–236.

13. McIntosh R. A., Wellings C. R., Park R. F. (1995) Wheat Rusts: An atlas of resistance genes. Melbourne: CSIRO Press, 200 p.

14. Pathan A. K., Park R. F. (2006) Evaluation of seedling and adult plant resistance to leaf rust in European wheat cultivars. Euphytica, 149: 327–342.

15. Peterson R. F., Campbell A., Hannah A. (1948) A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals. Canadian Journal of Research, 26(5): 496–500.

16. Sayre K., Singh R. P., Huerta-Espino J. et al. (1998) Genetic progress in reducing losses to leaf rust in CIMMYT derived Mexican spring wheat cultivars. Crop Sci., 38: 654–659.

17. Singh R. P., Huerta-Espino J., William H. M. (2005) Genetics and breeding for durable resistance to leaf and stripe rusts in wheat. Turkish journal of agriculture and forestry, 29: 121–127.

18. Sun Y., Hu Y. Y., Yang W. X., Liu D. Q. (2011) Evaluation of the resistance to leaf rust of 6 wheat lines. J. Triticeae Crops, 31: 762–768.

19. Тырышкин Л. Г., Зуев Е. В., Курбанова П. М., Колесова М. А. Устойчивость к листовой ржавчине известных источников резистентности яровой мягкой пшеницы // Защита и карантин растений. 2008. Том 6. С. 39.

20. Vanzetti L. S., Campos P., Demichelis M., Lombardo L. A., Aurelia P. R., Vaschetto L. M., Bainotti C. T., Helguera M. (2011) Identification of leaf rust resistance genes in selected Argentinean bread wheat cultivars by gene postulation and molecular markers. Elec J Biotechnol., 14(3). DOI:10.2225/vol14-issue3-fulltext-14