Доноры яровой мягкой пшеницы, устойчивые к грибным болезням, и их селекционная ценность в условиях Ленинградской и Тамбовской областей РФ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

4. Ignatova S. I., the Growth and development of greenhouse tomatoes in low light conditions //Problems and ways of increase of stability of plants to diseases and extreme environmental conditions in connection with problems of breeding.- L.,1981. - P. 175-176.

5. Moshkov, B. S. Effect of intensity and duration of lighting on growth and development of plants. // Plant physiology. -Til.- 1984. - P. 23-25.

УДК 633.11:632.938

Доктор биол наук Л.Г. ТЫРЫШКИН (СПбГАУ, tyryslikinlev@rambler.ru) Канд. с.-х. наук Е.В. ЗУЕВ (ФГНБУ ВИР, e.zuev@vir.nw.ru) Соискатель В.А. ЛОСЕВА (ФГНБУ ВИР, a.mordasowa2014@yandex.ru)

ДОНОРЫ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ, УСТОЙЧИВЫЕ К ГРИБНЫМ БОЛЕЗНЯМ, И ИХ СЕЛЕКЦИОННАЯ ЦЕННОСТЬ В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ И ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТЕЙ РФ

Одним из факторов снижения урожайности и качества зерна мягкой пшеницы является поражение грибными болезнями, в том числе листовой ржавчиной (возбудитель Рисста И'Шста Епквв.), темно-бурой листовой пятнистостью и обыкновенной корневой гнилью (обе болезни вызывает В\ро1аг\$ зогоМтста БИоет.). Общеизвестно, что наиболее экономичный и экологически безопасный способ борьбы с этими и другими заболеваниями -выращивание устойчивых сортов; для их селекции необходимо наличие доноров высокого уровня резистентности. Предыдущие исследования [1] показали, что все изученные образцы Мировой коллекции ФГНБУ «Федеральный Исследовательский Центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова» (ВИР), характеризующиеся эффективной ювенильной устойчивостью к листовой ржавчине, защищены только четырьмя уже широко использующимися в селекции генами: Ьг9, Ьг19, Ьг24 и Ьг41; причем три первых уже потеряли свою эффективность в ряде регионов Российской Федерации; образцы, высокоустойчивые к темно-бурой листовой пятнистости и обыкновенной корневой гнили, идентифицированы вообще не были. В результате индукции сомаклональной изменчивости при культивировании каллусов, инициированных из незрелых зародышей, и последующей регенерации растений были получены линии сомаклонов, а также линии, полученные от скрещивания сомаклонов между собой, резистентные к одной из вышеперечисленных болезней [1]. Шесть из созданных линий были переданы в коллекцию ВИР и закаталогизированы. В настоящей статье приводятся данные по устойчивости этих линий к 3-м болезням, а также результаты изучения их селекционной ценности в условиях Тамбовской области Российской Федерации.

Цель исследования. Цель настоящей работы - изучить устойчивость шести линий яровой мягкой пшеницы, созданных на основе индукции сомаклональной изменчивости, к 3 болезням, а также их селекционную ценность в условиях Тамбовской области.

Материалы, методы и объекты исследования. Материалом исследования были: линии ЛТ 1 (номер по каталогу ВИР к-65816), ЛТ 2 (к-65817), полученные в потомстве двух разных регенерантов сорта Брюа (отобраны по признаку полевой устойчивости к листовой ржавчине); ЛТ 3 (к-65818) и ЛТ 4 (к-65564), отобранные в потомстве от скрещивания сомаклонов образца 181-5 и сомаклонов сорта Вера по признаку резистентности к обыкновенной корневой гнили; ЛТ 5 (к-66209) (отбор в потомстве от скрещивания двух линий сомаклонов образца 181-5) и ЛТ 6 (к-65819), полученной в потомстве регенеранта образца 181-5 (обе линии создавались как доноры устойчивости к темно-бурой листовой

пятнистости). В полевых условиях в качестве стандарта использовали сорт яровой пшеницы Кутулукская (к-54213).

Оценку устойчивости к болезням проводили в течение 2007-2016 гг. в лабораторных условиях и на поле Пушкинских лабораторий ВИР. При оценке ювенильной устойчивости к темно-бурой листовой пятнистости растения выращивали в кюветах на вате и проростки опрыскивали водной суспензией конидий штамма Т В. зого1аташ (конц. 50 тыс. конидий/мл) ); кюветы с растениями заворачивали в полиэтилен. Через 5-7 дней в момент гибели растений восприимчивой линии оценивали развитие болезни по 7-балльной шкале, где 0 - отсутствие симптомов поражения; 1, 2, 3, 4 - поражено 10, 20, 30, 40% листовой поверхности; 5 - поражено более 50% листовой поверхности; 6 - гибель листа; растения, пораженные на баллы 0-2, относили к высокоустойчивым; на балл 5-6 - к высоковосприимчивым [2]. При изучении устойчивости взрослых растений на флаг-листья помещали фильтровальную бумагу, смоченную в конидиальной суспензии патогена, обертывали полиэтиленом, который закрепляли скрепками [2]. Через 5 суток балл поражения учитывали по шкале, аналогичной для поражения проростков.

Ювенильную устойчивость к листовой ржавчине оценивали при заражении проростков растений водной суспензией уредоспор сборной популяции Р. И'Шста (смесь сборов с листьев нескольких восприимчивых сортов пшеницы из Северо-Западного региона России, концентрация 40 х 10 ' спор/мл). Через 10 суток после инокуляции учитывали типы реакции на заражение по модифицированной шкале Е. Майнса, X. Джексона: 0 - отсутствие симптомов поражения; 0; - некрозы без образования пустул; 1 - очень мелкие пустулы, окруженные некрозом; 2 - крупные пустулы, окруженные некрозом либо хлорозом; 3 -крупные пустулы без некроза и хлороза [3]; растения с типами реакции 0-2 относили к устойчивым, с типом реакции 3 - к восприимчивым. Устойчивость взрослых растений оценивали в полевых условиях на естественном инфекционном фоне ржавчины (поле Пушкинских лабораторий ВИР) по показателю «процент пораженной поверхности флаг-листа».

Ювенильную устойчивость к корневой гнили оценивали при выращивании проростков в «инфицированном песке». Песок стерилизовали в сушильном шкафу при температуре 120-180°С в течение 6-8 часов. Охлажденный песок помещали в эмалированные кюветы (кювета 33x26 см, высотой 10 см). Затем подготовленный песок тщательно перемешивали с водной суспензией конидий гриба. Окончательно титр гриба составлял 2^104 конидий на 1 грамм песка. Семена образцов предварительно замачивали в небольшом количестве воды. При появлении первых корней и проростка без каких-либо симптомов инфекции растения высаживали в инфицированный песок. Через 15 дней растения промывали и оценивали поражение корневой системы и колеоптиле по шкале: 0 -отсутствие симптомов; 1 - отдельные темные точки на колеоптиле и корнях; 2, 3 и 4 -потемнение 10, 50 и 70% корневой системы; 5 - вся корневая система коричневого цвета; 6 -гибель растения. В полевых условиях при посеве ложе для семян поливали суспензией конидий патогена (титр гриба 500 конидий на 1 грамм почвы). Растения убирали снопами, их корни отмывали в водопроводной воде и визуально оценивали по шкале, используемой для оценки поражения проростков. Для изоляции В. $огоктапа из корневой системы предварительно отмытые корни стерилизовали 5 минут в 1,5% растворе медного купороса, дважды промывали и подсушивали. 90-100 отрезков (2-4 мм) корней раскладывали на полуселективную среду. Через 10 дней подсчитывали количество отрезков, из которых выделился гриб, и определяли частоту изоляции В. $огок1тапа [4].

Агрономические показатели линий и сорта стандарта изучали в условиях Тамбовской области РФ (филиал «Екатерининская опытная станция ВИР) в 2013-2016 гг. Изучение проводили согласно Методическим указаниям ВИР [5].

Результаты исследования. В лабораторных условиях в стадии проростков к популяциям листовой ржавчины из Северо-Западного региона РФ была устойчива только

линия JTT 1 (тип реакции 0-0;-1). В полевых условиях высоким уровнем резистентности характеризовались линии JIT 1 и JIT 2 (развитие болезни на флаг-листьях не выше 5-10%).

К темно-бурой листовой пятнистости как в ювенильной стадии, так и в стадии флаг-листа были высокоустойчивы линии ЛТ 5 и ЛТ 6 (баллы поражения при крайне высокой инфекционной нагрузке возбудителя не превышали 3 при поражении восприимчивых линий и сортов на балл 6).

Поражение линий ЛТ 3 и ЛТ 4 обыкновенной корневой гнилью в стадии проростков не превышало балл 2, а в полевых условиях - балл 1. Частота изоляции гриба из подземных органов взрослых растений не превышала 5%, для восприимчивых контролей она составила 100%.

Таким образом, по результатам многолетних лабораторных и полевых экспериментов подтверждается устойчивость линий ЛТ 1 и ЛТ 2 к листовой ржавчине, ЛТ 3 и ЛТ 4 - к гельминтоспориозной корневой гнили и линий ЛТ 5 и ЛТ 6 - к темно-бурой листовой пятнистости.

Поскольку к донорам устойчивости, помимо высокого уровня резистентности к конкретной болезни, предъявляется требование приемлемых для конкретной зоны агрономических показателей, линии были изучены по некоторым из этих признаков в условиях Тамбовской области.

По скороспелости линии распределись следующим образом: ЛТ 3 и ЛТ 6 -скороспелые, период «всходы-восковая спелость» 83 дня; ЛТ 1, ЛТ 4, ЛТ 5 - скороспелые, период «всходы-восковая спелость» 84 дня; ЛТ 2 - среднеспелая, период «всходы-восковая спелость» 86 дней. Стандартный сорт Кутулукская входил в скороспелую группу: период «всходы-восковая спелость» составлял 82 дня.

Характеристика доноров устойчивости по высоте растений: ЛТ 5 -короткостебельный (высота растения - 59 см), среднеустойчив к полеганию; ЛТ 1 -короткостебельный (высота растения - 67 см), устойчив к полеганию; ЛТ 6 -короткостебельный (высота растения - 68 см), устойчив к полеганию; ЛТ 2 -короткостебельный (высота растения - 70 см), среднеустойчив к полеганию; ЛТ 3 -среднерослый (высота растения - 83 см), устойчив к полеганию; ЛТ 4 - высокорослый (высота растения - 106 см), среднеустойчив к полеганию. Стандартный сорт характеризовался высокорослостью (высота растения - 98 см), среднеустойчив к полеганию.

Большинство изучаемых образцов имели колос средней длины: ЛТ 2-7 см, ЛТ 1 и ЛТ 6-8 см. Доноры ЛТ 5 и ЛТ 3 имели длинный колос - 9 и 10 см соответственно. У стандарта длина колоса была 8 см.

Число колосков в колосе у доноров было среднее: ЛТ 1, ЛТ 2 и ЛТ 5-15 штук, ЛТ 4 и ЛТ 6-16 штук, ЛТ 3-18 шт. Сорт Кутулукская имел также среднее число колосков в колосе - 14 шт.

Высокую озерненность колоса (47 семян) имели доноры ЛТ 3 и ЛТ 5. Остальные образцы имели среднее число зерен в колосе: ЛТ 2-35 штук, ЛТ 6-40 шт., ЛТ 1-41 шт. и ЛТ 4-44 шт. Стандарт имел низкую озерненность колоса - 33 зерна.

Доноры имели среднюю массу зерна с главного колоса: ЛТ 2 - 1,3 г; ЛТ 1 - 1,4 г; ЛТ 4, ЛТ 3 и ЛТ 6 - 1,5 г. ЛТ 5 характеризовался низкой массой зерна с главного колоса - 1,0 г. Сорт Кутулукская имел колос средней продуктивности - 1,2 г.

По массе 1000 зерен доноры распределились следующим образом: ЛТ 5 - зерно мелкое (27 г), ЛТ 1 - зерно средней крупности (33 г), ЛТ 3 - зерно средней крупности (34 г), ЛТ 6 - зерно средней крупности (35 г), ЛТ 4 - зерно крупное (41 г), ЛТ 2 и стандарт - зерно крупное (42 г).

Урожайность изучаемых образов изменялась от низкой до высокой. ЛТ 5 и ЛТ 2

характеризовались низкой урожайностью - 231 г/м2 и 317 г/м2 соответственно. Средняя

урожайность была у ЛТ 1 - 414 г/м2, ЛТ 6 - 398 г/м2. Высокая урожайность отмечена для ЛТ 2 2 *-» 2 4 - 544 г/м и ЛТ 3 - 503 г/м . Сорт Кутулукская был высокоурожайным - 525 г/м (таблица).

Таблица. Основные хозяйственно-ценные характеристики образцов яровой мягкой пшеницы в условиях Тамбовской области (2013-2016 гг.)

Номер каталога ВИР Название Период «всходы- восковая спелость», дн. Высота растения, см Число зерен в колосе, шт. Масса зерна с колоса, г Масса 1000 зерен, г Масса зерна с 1м2, г

к-65564 ЛТ 4 84 106 44 1,50 41 544

к-65816 ЛТ 1 84 67 41 1,40 33 414

к-65817 ЛТ 2 86 70 35 1,30 42 317

к-65818 ЛТЗ 83 83 47 1,50 34 503

к-65819 ЛТ 6 83 68 40 1,50 35 398

к-66209 ЛТ 5 84 59 45 1,00 27 231

к-54213 Кутулукская (st) 82 98 33 1,20 42 525

Выводы. На основании полученных экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:

1. В условиях Ленинградской области созданные на основе индукции сомаклональной изменчивости линии мягкой пшеницы ЛТ 1 (к-65816), ЛТ 2 (к-65817) устойчивы к к листовой ржавчине; ЛТ 3 (к-65818) и ЛТ 4 (к-65564) - к обыкновенной корневой гнили, вызываемой Bipolaris sorokinicma; ЛТ 5 (к-66209) и ЛТ 6 (к-65819) - к темно-бурой листовой пятнистости.

2. В условиях Тамбовской области по скороспелости все изученные линии были на уровне стандарта. Все линии были короткостебельными, за исключением ЛТ 4 и ЛТ 3. Длинным колосом характеризовались линии ЛТ 4 и ЛТ 3. По озерненности колоса выделена линия ЛТ-5. По массе 1000 зерен лучшими, на уровне стандарта, были ЛТ 4 и ЛТ 2. По урожайности линии ЛТ 4 и ЛТ 3 находились на уровне стандарта, первая линия даже превзошла его по этому показателю.

3. Рекомендуется использовать доноры устойчивости к болезням, которые выделились в условиях Центрально-черноземного региона РФ по отдельным селекционно-ценным признакам, в селекционных программах Тамбовского НИИСХ, Воронежского НИИСХ и других селекцентрах России.

Литература

1. Тырышкин Л.Г. Генетическое разнообразие пшеницы и ячменя по эффективной устойчивости к болезням и возможности его расширения: Дис... доктора биол. наук. -СПб.: ВИР, 2007.-251 с.

2. Тырышкин Л.Г. Темно-бурая листовая пятнистость. Устойчивость генетических ресурсов зерновых культур к вредным организмам: Метод, пособие. - М.: РАСХН, 2008. - С. 112120.

3. Mains Е.В., Jackson H.S. Physiological specialization in leaf rust of wheat, Puccinia triticina Erikss // Phytopathology. - 1926. - V. 16. - № 1. - P. 89-120.

4. Колесова M.A., Тырышкин Л.Г. Корневые гнили. Устойчивость генетических ресурсов зерновых культур к вредным организмам: Метод, пособие. - М.: РАСХН, 2008. - С. 187195.

5. Мережко А.Ф., Удачин Р.А., Зуев Е.В. и др. Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале: Метод, указания. - СПб.: ВИР, 1999.- 81с.

Literatura

1. Tyryshkin L.G. Geneticheskoe raznoobrazie pshenicy i yachmenya po effektivnoi ustoichivosti k boleznyam i vozmojnosti ego rasshireniya: Dis... doktora. biol. nauk. -SPb.: VIR, 2007. - 251 s.

2. Tyryshkin L.G. Temno-buraya listovaya pyatnistost'. Ustoichivost' geneticheskih resursov zernovyh kul'tur k vrednym organizmam: Metod. posobie. - M.: RASHN, 2008. - S. 112-120.

3. Mains E.B., Jackson H.S. Physiological specialization in leaf rust of wheat, Puccinia triticina Erikss // Phytopathology. - 1926. - V. 16. - № 1. - P. 89-120.

4. Kolesova M.A., Tyryshkin L.G. Kornevye gnili. Ustoichivost' geneticheskih resursov zernovyh kul'tur k vrednym organizmam: Metod. posobie. - M.: RASHN 2008. - S. 187-195.

5. Merejko A.F., Udachin R.A., Zuev E.V. i dr. Popolnenie, sohranenie v jivom vide i izuchenie mirovoi kollekcii pshenicy, egilopsa i tritikale: Metod. ukazaniya. - SPb.: VIR, 1999. - 81s.

УДК 632.4/.938.1+595Ю773.4:633.16

Канд. биол. наук A.B. АНИСИМОВА (ФГБНУ ВНИИЗР, annaanis@mail.ru) Канд. биол. наук А.Г. СЕМЕНОВА ( СПбГАУ, a.g.semenova@rambler.ru) Аспирант И.О. ЮДИН (СПбГАУ, ivanesyansi@list.ru) Соискатель Т.Н. РАДЮКЕВИЧ (ФГБНУ ЛНИИСХ «Белогорка», lenniish@mail.ru)

КОМПЛЕКСНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ СОРТОВ ЯЧМЕНЯ К ЛИСТОВЫМ БОЛЕЗНЯМ И ШВЕДСКОЙ МУХЕ В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

В последние годы на Северо-Западе России, в частности в Ленинградской области, на ячмене значительно возросла вредоносность листовых паразитов, таких как мучнистая роса (гриб Blumeria graminis (DC.) Golovin ex Speer f. sp. hordei Em. Marchai), сетчатая (Pyrenophora teres f. teres Drechsl.) и тёмно-бурая (Cochliobolus sativus Ito and Kurib) пятнистости. Вспышки той или иной болезни возникают с периодичностью 1 раз в 3-5 лет, при этом потери урожая на восприимчивых сортах могут достигать 25-50% [1, 2].

Среди насекомых-фитофагов в указанном регионе постоянно вредит шведская муха (О seine На fi'it L ), личинки весеннего поколения которой особенно опасны в случае повреждения главного стебля и стеблей следующих за ним порядков. Установлено, что при повреждении главного стебля урожайность снижается на 30-35%, а при повреждении одного придаточного - на 11-30% [3].

Цель исследования. Выделение источников с групповой и комплексной устойчивостью ячменя к шведской мухе и листовым патогенам, а также с ценными хозяйственными признаками среди образцов отечественной и зарубежной селекции.

Материал, методы и объекты исследования. В 2014 - 2016 гг. изучено 80 сортов ярового ячменя из коллекции ВИР на устойчивость к шведской мухе, к возбудителям мучнистой росы, сетчатой и тёмно-бурой пятнистостям и по хозяйственно-ценным признакам (длина колоса, высота растений, вегетационный период, масса 1000 зёрен).

В состав коллекции входили сорта отечественной селекции, в том числе сорта и перспективные линии селекции ФГБНУ Ленинградский НИИСХ «Белогорка» -Ленинградский, Балтика, Мураш, Белогорский, Карат, линии 1505 и 1623; сорта Западной Европы (Чехии, Германии, Франции, Англии), стран Северной Европы (Швеции, Дании, Финляндии), стран Балтии (Латвии, Литвы), Белоруссии, Украины, США.

В 2014 году оценку сортов ячменя на устойчивость к вредным организмам проводили в Гатчинском районе на опытном поле Ленинградского НИИСХ «Белогорка» на естественном инфекционном фоне. Выделен ряд сортов с групповой и комплексной устойчивостью [4].

В связи с незначительной поврежденностью шведской мухой сортов ячменя при высеве в ранние сроки в 2014 году (производственные условия) эти же сорта в 2015 и 2016