CC BY
17
4. Кононенко А.Н., Логинова Ю.Н., Ивахнова О.Ф. Изучение эффективности применения микробиологического препарата Экстрасол-м на количественный выход и качество мини-клубней // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2014. - №36. - С.36-40.
5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). -М.: Альянс, 2012. - 349 с.
6. Методика исследований по культуре картофеля. - М.: НИИКХЛ967. - 263 с.
7. Технологический процесс производства оригинального, элитного и репродукционного семенного картофеля: Метод, рекомендации / ВНИИКХ. - М., 2011,- С.35.
8. Воробейкок Г.А., Царемко В.П., Лунина Н.Ф. Полевые и вегетационные исследования по агрохимии и фитофизиологии. - СПб, 2014. - 142 с.
УДК 633.11:632.937.14 Канд. биол. наук М.А. КОЛЕСОВА
(ВИР, [email protected]) Доктор биол наук Л.Г. ТЫРЫШКИН (СПбГАУ, tv lys h k i n 1 с vi/га m b 1 с г. ru )
ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОЙ ЮВЕНИЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ДВУХ ОБРАЗЦОВ AEGILOPS CYLINDRICA HOST
К ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЕ
Aegilops cylindrica, листовая ржавчина, гибридологический анализ, гены устойчивости
Листовая ржавчина пшеницы (возбудитель Piiccinia tri ti ciña Erikss.) распространена повсеместно в районах возделывания культуры. На территории России болезнь наиболее вредоносна на Северном Кавказе, в Поволжье, Центрально-черноземной зоне, Центральной зоне Нечерноземья, на Урале, в отдельных областях Западной и Восточной Сибири.
Вредоносность листовой ржавчины проявляется в уменьшении ассимиляционной поверхности, избыточной транспирации с полным нарушением водного баланса, что является причиной преждевременного отмирания листьев. При самых неблагоприятных условиях может наблюдаться сильное сморщивание зерна. Количество зерновок в колосе уменьшается, так как они не завязываются в колосках, расположенных у верхушки и основания колосьев, а также в центральных цветках некоторых других колосков.
Сильное поражение листовой ржавчиной приводит к преждевременному созреванию посевов, а значит и значительному недобору урожая, особенно при недостатке почвенной влаги [1]. Так, ежегодные потери урожая зерна пшеницы от болезни составляют в нашей стране 4,5%, в эпифитотийные годы потери возрастают до 50-70%.
При поражении пшеницы листовой ржавчиной помимо прямых потерь урожая ухудшается и качество зерна пшеницы, в первую очередь за счет снижения содержание белка [1].
Выращивание устойчивых сортов является самым экологически безопасным методом защиты пшеницы от болезни. Для создания таких сортов требуется поиск доноров новых эффективных генов резистентности.
Коллекция мягкой пшеницы Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова (ВИР) бедна по эффективным генам резистентности к листовой ржавчине: все устойчивые к болезни образцы защищены генами Lr9, 19, 24 и 41, причем три из них уже потеряли свою эффективность в разных регионах России [2].
В связи с этим расширение генетического разнообразия Triticiim aestiviim L. по устойчивости к болезни является актуальной задачей, для решения которой важная роль отводится представителям рода Aegilops L.
Так, в настоящее время в геном мягкой пшеницы уже переданы гены ювенильной устойчивости к листовой ржавчине от Ае. umbellulata Zhuk. (Zr9), Ае. taiischii Coss. {Lr21 =40. 22a, 32, 39=41, 42), Ae. speltoides Tausch (Zr28, 35, 36, 47, 51), Ae. ventricosa Tausch (Zr37), Ae. kotschvi Boiss. (Zr54), Ae. sharonensis Eig (Lr56), Ae. geniculata Roth (Lr51), Ae. trhincialis L. (Zr58, LrTr) и Ae. peregrina (Hack, in J. Fraser) Maire et Weiller (Lr59) [3].
Для интрогрессивной гибридизации особый интерес представляют представители D-геномной группы рода Aegilops, благодаря их относительно легкой скрещиваемости с Т. aestiviim
и полной гомологии геномов D этих видов и мягкой пшеницы. В эту группу входят шесть видов -Ае. tanschii, Ае. crcissci Boiss., Ае. juvenalis (Thell.) Eig, Ae. vavilovii (Zhuk.) Chennav, Ae. ventricosa (секция Vertebrcitci Zhuk.) и Ae. cvlindrica Host (секция Cylindropyriim (Jaub. et Spach) Zhuk.).
Ранее при изучении полной коллекции Ае. cvlindrica ВИР были выделены только 2 образца, устойчивые к листовой ржавчине в ювенильной стадии роста [2, 4].
Поскольку устойчивые образцы могут быть защищены идентичными генами резистентности, и привлечение каждого из них в интрогрессивную гибридизацию приведёт к созданию генетически однородного исходного материала, то на следующем этапе у выделенных форм необходимо изучить аллельное отношений их генов устойчивости.
Цель настоящей работы - изучение генетического контроля эффективной ювенильной устойчивости к листовой ржавчине у 2-х образцов Ае. cvlindrica.
Генетический контроль устойчивости образцов Ае. cvlindrica к-1214 (Армения) и к-3058 (Украина) к болезни изучали с помощью гибридологического анализа.
Скрещивания проводили на поле Дагестанской опытной станции ВИР (ДОС ВИР): для определения количества генов, контролирующих устойчивость к болезни, образцы Ае. cvlindrica к-1214 и к-3058 скрещивали с восприимчивой формой к-596. Для определения идентичности генов устойчивые образцы скрещивали между собой.
Кастрацию колосьев материнских растений проводили обычным способом. Колосковые и цветковые чешуи срезали почти над рыльцем пестика. На кастрированные колосья надевали пергаментные изоляторы и закрепляли их канцелярскими скрепками. Опыление колосьев проводили твелл-методом на 2-4-й день после кастрации [5].
Анализ устойчивости Fi и расщепления по устойчивости к болезни проводили в поколениях F2 и F3 в лаборатории: семена гибридных комбинаций и родительских форм высевали в кюветы на влажную вату. Кюветы с наклюнувшимися семенами переносили на светоустановку с освещенностью 2500 люкс и температурой 20-22°С.
Интактные растения в стадии 1-2 листьев опрыскивали водной суспензией спор возбудителя болезни (концентрацией 30 х 101 уредоспор/мл). Для заражения использовали сборную популяцию Р. triticina (смесь сборов с нескольких восприимчивых сортов мягкой пшеницы из Дагестана и СевероЗападного региона, споровый материал объединяли, и ржавчину поддерживали на отрезках листьев восприимчивого сорта пшеницы Ленинградка).
Кюветы с растениями после инокуляции оборачивали полиэтиленом и на 24 ч оставляли в темноте, затем пленку снимали, и кюветы переносили на светоустановку.
Учет типа реакции на заражение возбудителем проводили на 12-е сутки после инокуляции Р. triticina по модифицированной шкале И.Б. Майнса и Х.С. Джексона [6], где:
0 - отсутствие симптомов заражения;
0; - некротические пятна без пустул;
1 - очень мелкие пустулы, окруженные некрозом;
2 - пустулы среднего размера, окруженные некрозом либо хлорозом;
3 - крупные пустулы без некроза;
е.п. - единичные пустулы без некроза;
X - на одном листе присутствуют пустулы разных типов.
Типы 0, 0; 1, 2, еп. и X соответствуют устойчивости (R), 3 - восприимчивости (S).
Соответствие фактических данных расщепления по устойчивости в F2 и F3 гибридных комбинаций теоретически ожидаемым определяли путем расчета критерия %2 с помощью оригинальной компьютерной программы, созданной на основе приложения Microsoft Excel 2007 [7].
Гибридные растения Fi от скрещивания устойчивых образцов Ае. cvlindrica с восприимчивой формой устойчивы к сборной популяции P. triticina (тип реакции 0, как и устойчивых родителей), что указывает на доминантный характер наследования признака (табл. 1).
Таблица 1. Устойчивость гибридов Г, и родительских форм Ае. суИпйпса
к листовой ржавчине
Комбинация Тип реакции на заражение возбудителем ржавчины
скрещивания Р1 Р2 р!
к-1214 х к-596 0 3 0
к-3058 х к-596 0 3 0
В расщепление по устойчивости не противоречило теоретически ожидаемому при контроле признака доминантным аллелем одного гена (табл. 2).
Таблица 2. Расщепление по устойчивости к сборной популяции Р. ¡г'йгс'та в Г2 От скрещивания устойчивых образцов Ае. суИпйпса с восприимчивым
Комбинация скрещивания Соотношение фенотипов К : Б* X Р
фактическое ожидаемое
к-1214 х к-596 52 : 21 3 : 1 0,55 0,25-0,50
49 : 15 1,55 0,10-0,25
51 : 13 3,22 0,05-0,10
43 :21 0,54 0,25-0,50
к-3058 х к-596 195 : 72 3 : 1 0,55 0,25-0,50
49 : 15 1,85 0,10-0,25
* К - устойчивость, Б - восприимчивость.
Для изучаемых комбинаций скрещиваний расщепление не противоречило и ожидаемому при контроле устойчивости одним доминантным и двумя комплементарными рецессивными генами устойчивости (табл. 2).
В то же время, расщепления не противоречили и гипотезе о наличии у образца к-1214 рецессивного и 2-х комплементарных доминантных генов, а также доминантного и 2-х комплементарных (доминантного и рецессивного) генов устойчивости (табл. 2).
Соотношение семей Р3 во всех гибридных комбинациях не противоречило теоретически ожидаемому при моногенном контроле высокого уровня ювенильной устойчивости к листовой ржавчине у изучаемых образцов Ае. су1тс1пса (табл. 3), ни в одной комбинации это соотношение не соответствовало теоретически ожидаемым при контроле признака резистентности двумя, либо тремя генами. Таким образом, устойчивость каждого образца к ржавчине контролируется одним доминантным геном.
Т а б л и ц а 3. Расщепление по устойчивости к сборной популяции Р. ¡г'Мета в ^ От скрещивания устойчивых образцов Ае. суИпйпси с восприимчивым
Комбинация скрещивания Соотношение семей К : КБ : Б* X Р
фактическое ожидаемое
к-1214 х к-596 17:35 : 21 1:2:1 0,56 0,75-0,95
к-3058 х к-596 27 : 50 : 20 1:2:1 0,80 0,50-0,75
- устойчивые, КБ - расщепляющиеся по устойчивости, Б - восприимчивые семьи.
В F2 комбинации от скрещивания устойчивых образцов Ае. cylindrica между собой к-3058 х к-1214 расщепление отсутствовало (115R : OS), что доказывает идентичность либо аллельность их генов устойчивости.
Таким образом, при изучении генетического контроля резистентности образцов Ае. cylindrica из коллекции ВИР мы идентифицировали только один доминантный ген высокоэффективной ювенильной устойчивости к листовой ржавчине. Ранее с помощью фитопатологического теста у этих образцов был идентифицирован ген эффективной ювенильной устойчивости Lr41 [4]. Данный ген уже используется в селекционных программах по созданию устойчивых к ржавчине сортов пшеницы и, следовательно, его перенос в геном мягкой пшеницы от выделенных в данной работе образцов нецелесообразен.
Литература
1. Пересыпкин В.Ф. Болезни сельскохозяйственных культур // Болезни зерновых и зернобобовых культур. Т.1. - Киев: Урожай, 1989. - 216 с.
2. Тырышкин Л.Г. Генетическое разнообразие пшеницы и ячменя по эффективной устойчивости к болезням и возможности его расширения: Дис. ... докт. биол. наук / ВИР. - СПб., 2007. - 251 с.
3. Mcintosh RA., Yamazaki Y., Dubcovsky J„ Rogers J., Morris C., Somers D.J., Appels R., Devos K.M. Catalogue of gene symbols for wheat // http://wheat.pw.usda.gov/GG2/Triticuin/wgc/2008.
4. Колесова М.А. Генетический контроль устойчивости образцов D-геномной группы рода Aegilops L. к листовым болезням (листовая ржавчина, септориоз, темно-бурая листовая пятнистость): Автореф. дис ... канд. биол. наук. - СПб., 2007. - 21 с.
5. Мережко А.Ф., Ерохин Л.М., Юдин А.Е. Эффективный метод опыления зерновых культур: Метод, указания. - Л., 1973. - 11 с.
6. Mains Е.В., Jackson H.S. Physiological specialization in leaf rust of wheat, Piiccinia triticina Erikss. // Phytopath. - 1926. - V. 16. - №1. - P. 89-120.
7. Тырышкин Л.Г. Изучение генетического контроля устойчивости зерновых самоопыляющихся культур к болезням: Метод, указания. - СПб., 2010. - 35 с.
УДК 632.4:635.5 Соискатель Е.В. МАКАРЕНКО
(СПбГАУ, lenamakarenkol 1 ®)rambler.rii)
ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ САЛАТА ПОСЕВНОГО (LACTUCA SATIVA L.) К ОСНОВНЫМ БОЛЕЗНЯМ
Салат, фитопатогенные организмы, устойчивость, ложная мучнистая роса, белая гниль, ожог края листа
Среди разнообразных овощных культур большое значение имеют зеленные. Растения этой группы являются скороспелыми, что позволяет проводить посевы в несколько сроков, практически в течение всего года, морозостойкими.
Салат (Lactuca sativa L.) - достаточно распространенная зеленная культура, обладающая целебными лечебными и диетическими свойствами. В нем много различных витаминов (С, Bl, В2, РР, Р, провитамин А), микроэлементов - йод, марганец, молибден, железо, медь, бор и другие. В состав млечного сока салата входит алкалоид лактуцин, который придает растениям горьковатый вкус и обладает рядом лечебных свойств.
С 2002 года в Российской Федерации наблюдается активный период по увеличению объемов производства салата. При этом выращивание этой продукции становится высокорентабельным и эффективным производством.
Наибольшие площади под салатными комплексами в Центральном округе - почти 50% всех площадей в России, далее идут Приволжский и Северо-Западный округи (по северо-западному региону известно 7 салатных комплексов, общей площадью 25400 м2). Совсем небольшое распространение - в Уральском, Южном и Дальневосточном округах [1].
Успешное выращивание салата значительно тормозится комплексом болезней, способных резко снижать количество, пищевую ценность продукции, вызывать инфицирование семян.
