Научная статья на тему 'Характеристика образцов рода Aegilops L. по эффективной устойчивости к болезням'

Характеристика образцов рода Aegilops L. по эффективной устойчивости к болезням Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
216
51
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УСТОЙЧИВОСТЬ / RESISTANCE / AEGILOPS L / ЛИСТОВАЯ РЖАВЧИНА / LEAF RUST / СЕПТОРИОЗ / ТЕМНО-БУРАЯ ЛИСТОВАЯ ПЯТНИСТОСТЬ / DARK-BROWN LEAF SPOT BLOTCH / НАСЛЕДОВАНИЕ / INHERITANCE / ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ / GENETIC CONTROL / SEPTORIA BLIGHT

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Колесова М. А., Тырышкин Л. Г.

С целью изучения устойчивости образцов рода Aegilops L. к листовой ржавчине, септориозу и темно-бурой листовой пятнистости на базе Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова в 2003-2015 гг. проведена серия лабораторных и полевых исследований. Материалом послужили 1527 образцов 23 видов рода Aegilops L. из Мировой коллекции ВИР. Выделены образцы устойчивые к листовой ржавчине у видов Ae. tauschii Coss., Ae. cylindrica Host, Ae. aucheri Boiss., Ae. longissima Schweinf. et Muschl., Ae. speltoides Tausch, Ae. umbellulata Zhuk., Ae. heldreichii(Boiss.) Holzm., Ae. uniaristata Vis., Ae. comosa Sm. in Sibth. et Sm., Ae. caudata L., Ae. biuncialis Viz., Ae. columnaris Zhuk., Ae. geniculata Roth, Ae. triuncialis L.; к септориозу и темно-бурой листовой пятнистости у Ae. tauschii. Образцы кк-79, 249,427,428, 624, 729, 1959 и 3299 Ae. tauschii и кк-1214, 3058 Ae. cylindrica имеют один и тот же доминантный ген устойчивости к листовой ржавчине Lr41, а формы кк-223, 816, 1461, 2306, 3287, 3292, 3312, 3325 Ae. umbellulata, к-4585 Ae. triuncialis защищены геном Lr9. Сортообразцы кк-4148, 4157, 4158, 4180, 4195, 4202, 4208, 4314 и 4315 Ae. biuncialis; к-4225 Ae. columnaris; к-4581 Ae. triuncialis и к-4358 Ae. geniculata устойчивы как к популяции, так и клонам Puccinia triticina Erikss., вирулентным к Lr9, что доказывает у них наличие других генов устойчивости. У образцов Ae. tauschii (кк-285, 296, 1098, 1124, 1202, 1804, 1954) установлен моногенный контроль ювенильной резистентности к сборной популяции Stagonospora nodorum Berk., гены устойчивости этих форм неидентичны. Образцы к-1804 и к-3683 Ae. tauschii защищены двумя неидентичными эффективными проростковыми рецессивными генами устойчивости к темно-бурой листовой пятнистости.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Колесова М. А., Тырышкин Л. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Characterization of samples of aegilops l. species by effective resistance to diseases

A number of laboratory and field tests were carried out on the base of N.I. Vavilov Institute of Plant Genetic Resources in 2003-2015. The aim of the investigations was to study the resistance of Aegilops L. samples to leaf rust, Septoria blight and dark-brown leaf spot blotch. The material for the tests was 1527 samples of 23 Aegilops L. species from VIR World Collection. Samples, resistant to leaf rust, were identified in Ae. tauschii Coss., Ae. cylindrica Host, Ae. aucheri Boiss., Ae. longissima Schweinf. et Muschl., Ae. speltoides Tausch, Ae. umbellulata Zhuk., Ae. heldreichii (Boiss.) Holzm., Ae. uniaristata Vis., Ae. comosa Sm. in Sibth. et Sm., Ae. caudata L., Ae. biuncialis Viz., Ae. columnaris Zhuk., Ae. geniculata Roth and Ae. triuncialis L. Cultivars resistant to Septoria blight and dark-brown leaf spot blotch were registered in Ae. tauschii. Samples Kk-79, 249, 427, 428, 624, 729, 1959 and 3299 of Ae. tauschii and Kk-1214, 3058 of Ae. cylindrica have the same dominant gene encoding leaf rust resistance. The resistance of samples Kk-223, 816, 1461, 2306, 3287, 3292, 3312, 3325 of Ae. umbellulata, K-4585 of Ae. triuncialis was found to be controlled by gene Lr9. Samples Kk-4148, 4157, 4158, 4180, 4195, 4202, 4208, 4314 and 4315 (Ae. biuncialis); K-4225 (Ae. columnaris); K-4581 (Ae. triuncialis) and K-4358 (Ae. geniculata) were resistant both to population of Puccinia triticina Erikss. and individual clones, virulent to Lr9. This demonstrates the presence of other genes for the resistance. The monogenic encoding of the resistance to complex population of Stagonospora nodorum Berk. was found in Ae. tauschii samples Kk-285, 296, 1098, 1124, 1202, 1804 and 1954; the resistance genes of these samples were not identical. Samples K-1804 and K-3683 of Ae. tauschii have two non-identical seedling recessive genes for resistance to dark-brown leaf spot blotch.

Текст научной работы на тему «Характеристика образцов рода Aegilops L. по эффективной устойчивости к болезням»

УДК 633.11:632.937.14

характеристика образцов рода лegilops ь. по эффективной устойчивости к болезням

М.А. КОЛЕСОВА, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Л.Г. ТЫРЫШКИН, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, ул. Большая Морская, д. 42, 44, Санкт-Петербург, 190000, Россия

E-mail: [email protected]

Резюме. С целью изучения устойчивости образцов рода Aegilops L. к листовой ржавчине, септориозу и темно-бурой листовой пятнистости на базе Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова в 2003-2015 гг. проведена серия лабораторных и полевых исследований. Материалом послужили 1527образцов 23 видов рода Aegilops L. из Мировой коллекции ВИР. Выделены образцы устойчивые к листовой ржавчине у видов Ae. tauschii Coss., Ae. cylindrica Host, Ae. aucheri Boiss., Ae. longissima Schweinf. et Muschl., Ae. speltoides Tausch, Ae. umbellulataZhuk., Ae. heldreichii(Boiss.) Holzm., Ae. uniaristata Vis., Ae. comosa Sm. in Sibth. et Sm., Ae. caudata L., Ae. biuncialis Viz., Ae. columnarisZhuk., Ae. geniculata Roth, Ae. triuncialis L.; к септориозу и темно-бурой листовой пятнистости - у Ae. tauschii. Образцы кк-79, 249,427,428, 624, 729, 1959 и 3299Ae. tauschii и кк-1214, 3058Ae. cylindrica имеют один и тот же доминантный ген устойчивости к листовой ржавчине - Lr41, а формы кк-223, 816, 1461, 2306, 3287, 3292, 3312, 3325 Ae. umbellulata, к-4585 Ae. triuncialis защищены геном Lr9. Сортообразцы кк-4148, 4157, 4158, 4180, 4195, 4202, 4208, 4314 и 4315 Ae. biuncialis; к-4225 Ae. columnaris; к-4581 Ae. triuncialis и к-4358 Ae. geniculata устойчивы как к популяции, так и клонам Puccinia triticina Erikss., вирулентным к Lr9, что доказывает у них наличие других генов устойчивости. У образцов Ae. tauschii (кк-285, 296, 1098, 1124, 1202, 1804, 1954) установлен моногенный контроль ювенильной резистентности к сборной популяции Stagonospora nodorum Berk., гены устойчивости этих форм неидентичны. Образцы к-1804 и к-3683Ae. tauschii защищены двумя неидентичными эффективными проростковыми рецессивными генами устойчивости к темно-бурой листовой пятнистости. Ключевые слова: устойчивость, Aegilops L., листовая ржавчина, септориоз, темно-бурая листовая пятнистость, наследование, генетический контроль.

Дляцитирования: Колесова М.А., ТырышкинЛ.Г. Характеристика образцов рода Aegilops L. по эффективной устойчивости к болезням // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 7. С. 20-23.

Один из важнейших факторов, снижающих урожайность и качество зерна мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) - поражение посевов грибными болезнями, в том числе листовой ржавчиной (возбудитель Puccinia triticina Erikss.), септориозом колоса (Stagonospora nodorum Berk.) и темно-бурой листовой пятнистостью (Bipolaris sorokiniana Shoem.). Наиболее экономически эффективный и экологически безопасный способ защиты культуры от заболеваний - выращивание устойчивых сортов [1], но для их создания требуется постоянный поиск доноров эффективных генов резистентности.

Коллекция мягкой пшеницы Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова (ВИР) крайне бедна источниками с эффективными генами устойчивости к перечисленным болезням: все образцы, высокоустойчивые в стадии проростков к листовой ржавчине, защищены только генами Lr9, 19, 24 и 41 [2, 3]. Не удалось вы-

делить генотипы, высокорезистентные к септориозу и темно-бурой листовой пятнистости [3]. Поэтому расширение генетического разнообразия T. aestivum по устойчивости к этим заболеваниям очень важная задача, при решении которой главная роль отводится ее диким родичам.

Сейчас в геном мягкой пшеницы уже переданы гены устойчивости к листовой ржавчине от Aegilops umbellulata Zhuk., Ae. tauschii Coss., Ae. speltoides Tausch, Ae. ventricosa Tausch, Ae. kotschyi Boiss., Ae. sharonensis Eig, Ae. geniculata Roth, Ae. triuncialis L. и Ae. peregrina (Hack. in J. Fraser) Maire et Weiller, к септориозу колоса - от Ae. tauschii [4]. Созданы гексапло-идные линии пшеницы с генетическим материалом Ae. tauschii, резистентные к септориозу [5] и темно-бурой листовой пятнистости [6, 7].

Цель наших исследований - изучение устойчивости образцов рода Aegilops L. к листовой ржавчине, септориозу и темно-бурой листовой пятнистости.

Для ее достижения решали следующие задачи: изучить образцы Aegilops по устойчивости к листовой ржавчине, септориозу и темно-бурой листовой пятнистости и выделить формы с высоким уровнем резистентности; изучить наследование устойчивости к этим грибным болезням у ряда выделенных форм D и U-геномных групп эгилопсов; с помощью фитопатоло-гического теста определить наличие известных эффективных генов устойчивости к ржавчине у выделенных образцов D и U-геномных групп Aegilops.

Условия, материалы и методы. Экспериментальная работа выполнена в 2003-2015 гг. в Пушкинских лабораториях ВИР (г. Санкт-Петербург). Материалом для исследования послужили 1527 образцов 23 видов рода Aegilops (C, D, M, N, S, U-геномные виды) из коллекции ВИР.

Образцы, высокоустойчивые к болезням в проростках, в 2005-2014 гг. дополнительно оценивали во взрослом состоянии с использованием метода микрокамер в поле и теплице в Пушкинских лабораториях ВИР.

При оценке ювенильной устойчивости высевали по 15-30 семян каждого образца в кюветы на смоченную водой вату. Кюветы с наклюнувшимися семенами переносили на светоустановку с освещенностью 2500 люкс и температурой 20-22оС. Проростки в стадии 1-2 листьев опрыскивали водной суспензией спор возбудителей болезней. Для заражения использовали сборную популяцию P. triticina (смесь изолятов из Дагестана и Северо-Западного региона, концентрацией 30 х 103 уредоспор/мл), искусственную популяцию S. nodorum (10 х 106 спор/мл), высокоагрессивный штамм «Т» B. sorokiniana (50 х 103 спор/мл).

Учет типа реакции на заражение возбудителем листовой ржавчины проводили на 12-е сутки после инокуляции P. triticina по модифицированной шкале Майнса и Джексона [8], где 0 - отсутствие симптомов поражения; 0; - некротические пятна без пустул;

1 - очень мелкие пустулы, окруженные некрозом;

2 - пустулы среднего размера, окруженные некрозом или хлорозом; 3 - крупные пустулы без некроза; е.п. -единичные пустулы восприимчивого типа без некроза;

Х - на одном листе присутствуют пустулы разных типов. Типы 0, 0; и 1 относили к высокоустойчивым, 2, еп. и Х - к среднеустойчивым, 3 - к восприимчивым.

Учет развития септориоза и темно-бурой листовой пятнистости осуществляли через 7 сут. после инокуляции по 7-и балльной шкале, где 0 - отсутствие симптомов поражения; 1, 2, 3, 4 - поражено 10, 20, 30, 40% листовой поверхности соответственно, 5 - поражено более 50% листовой поверхности, 6 - гибель листа [9, 10]. Материал, оцененный в 0, 1 и 2 балла считали высокоустойчивым, 3 и 4 - среднеустойчивым, 5 и 6 -восприимчивым.

Оценку образцов во взрослом состоянии выполняли методом микрокамер. Для этого отрезки фильтровальной бумаги 0,5 х 0,5 см смачивали в водной суспензии спор соответствующего патогена и помещали на флаг-лист, оборачивали полиэтиленом и закрепляли на листе двумя скрепками. Семена перед посадкой яровизировали. Оценку устойчивости к болезням осуществляли с использованием представленных ранее шкал [8-10].

Для изучения наследования устойчивости к болезням проводили скрещивания устойчивых форм с восприимчивыми, а также устойчивых образцов между собой. Анализ устойчивости F1 и расщепления по устойчивости в поколениях F2 и F3 проводили при инокуляции патогенами интактных растений. Соответствие фактических результатов расщепления в F2 и F3 гибридных комбинаций теоретически ожидаемым определяли по критерию х2 [11] с помощью оригинальной программы, разработанной в Microsoft Ехсе1 2007 [12].

Идентификацию генов устойчивости к листовой ржавчине осуществляли с помощью фитопатоло-гического теста. Отрезки листьев устойчивых к популяции возбудителя образцов заражали клонами P. triticina, вирулентными к генам устойчивости Lr9 и 41. Образцы, проявившие высокий тип реакции на инокуляцию этими клонами, рассматривали как имеющие соответствующие гены.

результаты и обсуждение. В результате изучения ювенильной устойчивости к листовой ржавчине высокорезистентные нерасщепляющиеся по этому признаку формы были выделены у Ae. tauschii (8 образцов), Ae. cylindrica Host (2 образца), Ae. aucheri Boiss. (18 образцов), Ae. longissima Schweinf. et Muschl. (1 образец), Ae. speltoides (82 образца), Ae. umbellulata (8 образцов), Ae. heldreichii(Boiss.) Holzm. (4 образца), Ae. uniaristata Vis. (1 образец), Ae. comosa Sm. in Sibth. et Sm. (2 образца), Ae. caudata L. (10 образцов), Ae. biuncialis Viz. (9 образцов), Ae. columnaris Zhuk. (1 образец), Ae. geniculata (1 образец) и Ae. triuncialis L. (2 образца).

Среди D-геномных видов определены следующие высокоустойчивые к ржавчине образцы (как при заражении проростков, так и флаговых листьев): кк-79, 249, 427, 428, 624, 729, 1959, 3299 Ae. tauschii и кк-1214, 3058 Ae. cylindrica. Изучение наследования

устойчивости этих форм к болезни показало, что растения F1 в комбинациях от скрещивания устойчивых образцов Ае. tauschii и Ае. cylindrica с восприимчивыми внутри видов были резистентны к сборной популяции Р. triticina, что указывает на доминантный характер наследования признака. В F2 расщепление по устойчивости во всех комбинациях не противоречило теоретически ожидаемому при контроле признака доминантным аллелем одного гена. Для всех комбинаций скрещиваний Ае. tauschii и Ае. cylindrica с восприимчивыми формами фактическое расщепление не противоречило ожидаемому также и при возможном контроле устойчивости тремя генами (одним независимым и двумя комплементарными); а для образцов Ае. tauschii кк-624 и 3299 - при детерминации устойчивости двумя генами (рецессивным и доминантным). Соотношение семей F3 во всех гибридных комбинациях не противоречило теоретически ожидаемому при моногенном контроле высокого уровня устойчивости к листовой ржавчине у изучаемых образцов Aegilops (табл. 1); 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.

В F2 от скрещивания устойчивых образцов Ае. tauschii и Ае. cylindrica внутри видов все растения были устойчивы к листовой ржавчине, что указывает на идентичность либо тесную сцепленность генов резистентности изучаемых форм.

Инокуляция восьми образцов Ае. tauschii и двух Ае. cylindrica, устойчивых к сборной популяции патогена, клоном Р. М^ста, вирулентным к образцу мягкой пшеницы KS90WGRC10 (ген Lr41), показала, что все они восприимчивы к этому клону (тип реакции 3). Крайне низкая частота его встречаемости в используемой для заражения популяции патогена (< 5 х 10-4) [3] позволяет сделать вывод о том, что все изучаемые образцы защищены упомянутым геном. Очевидно, что они не представляют интереса для селекции на устойчивость к ржавчине, поскольку ген Lr41 уже был передан в геном мягкой пшеницы [4].

Результаты гибридологического анализа свидетельствуют, что у 3-х устойчивых к листовой ржавчине

Таблица 1. распределение по классам устойчивости семей F3 комбинаций скрещивания резистентных образцов к листовой ржавчине Ае. tauschii, Ае.

cylindrica и Ae. umbellulata с восприимчивыми

Комбинация Соотношение семей R:RS:S* Р

скрещивания фактическое I ожидаемое X

Ae. tauschii

к-79 х к-285 18:48:22 1:2 1 1,08 0,50-0,75

к-249 х к-296 28:65:26 1: 2 :1 1,13 0,50-0,75

к-427 х к-296 25:45:19 1:2 1 0,82 0,50-0,75

к-428 х к-296 20:55:23 1:2 1 1,64 0,25-0,50

к-624 х к-414 15:34:17 1:2 1 0,18 0,75-0,95

к-729 х к-341 23:35:19 1:2 1 1,04 0,50-0,75

к-1959 х к-296 25:45:21 1:2 1 0,34 0,75-0,95

к-3299 х к-617 17:35:20 1:2 1 0,14 0,75-0,95

к-1214 х к-596 17:35:21 Ae. cylindrica 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

Ae. umbellulata

к-2306 х к-1283 15:33:17 1:2 1 0,14 0,75-0,95

к-3287 х к-1283 19:40:22 1:2 1 0,23 0,75-0,95

к-3312х к-1283 20:45:26 1:2 1 0,80 0,50-0,75

*здесь и далее: Я -устойчивые, RS - расщепляющиеся по устойчивости, S -восприимчивые семьи.

образцов Ae. umbellulata кк-2306, 3287 и 3312 этот признак контролируется моногенно (табл. 1).

Фитопатологический тест для идентификации гена Lr9 (передан в геном мягкой пшеницы отАе. umbellulata) у выделенных образцов, содержащих U-геном и относящихся к пяти видам эгилопсов, показал, что все образцы Ae. umbellulata, резистентные к популяции P. triticina (кк-223, 816, 1461, 2306, 3287, 3292, 3312 и 3325), были восприимчивы к клонам, вирулентным к этому гену. Такие результаты с высокой степенью вероятности указывают на то, что их устойчивость к популяции возбудителя инфекции контролирует только ген Lr9. Согласно результатам фитопатологического теста он присутствует также у образца к-4585 Ae. triuncialis. Поэтому вовлечение таких форм в процесс интрогрессивной гибридизации с мягкой пшеницей нецелесообразно.

Образцы кк-4148, 4157, 4158, 4180, 4195, 4202, 4208, 4314 и 4315 Ae. biuncialis; к-4225 Ae. columnaris; к-4581 Ae. triuncialis и к-4358 Ae. geniculata были устойчивы как к популяции, так и к клонам P. triticina, что доказывает наличие у них гена (ов) устойчивости, отличных от Lr9. Можно предположить, что они могут представлять интерес для селекции пшеницы на устойчивость к листовой ржавчине. Однако до начала работ по интрогрессивной гибридизации, необходимо изучить генетический контроль этих форм и определить идентичности их генов устойчивости для предотвращения переноса одного и того же гена от разных образцов эгилопсов.

Из всех изученных образцов высоко резистентными к септориозу в ювенильной стадии роста оказались только 7 форм Ae. tauschii: кк-285, 296, 1098, 1124, 1202, 1804 и 1954. Заражение патогеном флаг-листьев доказало, что их взрослые растения также обладают устойчивостью к этой болезни.

Растения F1 семи комбинаций скрещиваний устойчивых к септориозу образцов с восприимчивыми формами сильно поражались болезнью (балл 6), что доказывает рецессивное наследование устойчивости. В F2 во всех случаях расщепления по устойчивости не противоречили теоретически ожидаемому при контроле признака рецессивным аллелем одного гена. В то же время, расщепления не противоречили и гипотезе о возможном наличии у всех образцов 2-х комплементарных генов (доминанатного и рецессивного), а у форм кк-296, 1098 и 1124 - также и возможного контроля устойчивости 3-мя генами (рецессивным и

2-мя комплементарными рецессивными).

Соотношение семей F3 во всех гибридных комбинациях не противоречило теоретически ожидаемому при контроле устойчивости к септориозу одним геном (табл. 2); ни в одной комбинации расщепление не соответствовало гипотезам о наличии у образцов 2-х либо

3-х генов резистентности к септориозу.

Таблица 2. распределение по классам устойчивости к септориозу семей F3 комбинаций скрещивания резистентных образцов Ae. tauschii с восприимчивыми

Комбинация Соотношение семей R:RS:S P

скрещивания фактическое | ожидаемое X

к-285 х к-901 26: 65: 30 1 2 :1 0,93 0,50-0,75

к-296 х к-249 27: 62: 33 1 :2 :1 0,62 0,50-0,75

к-1098 х к-729 32: 70: 37 1 :2 :1 0,37 0,75-0,95

к-1124 х к-341 21: 46 : 25 1 :2 :1 0,35 0,75-0,95

к-1202 х к-341 32:85:40 1 :2 :1 1,89 0,25-0,50

к-1804 х к-2337 37:95:34 1 :2 :1 3,58 0,10-0,25

к-1954 х к-2337 33:85:39 1 2 :1 1,54 0,25-0,50

В F2 от скрещивания устойчивых образцов между собой во всех комбинациях наблюдали расщепление по устойчивости, которое не противоречило теоретически ожидаемому при скрещивании образцов, имеющих по одному несцепленному рецессивному гену резистентности к септориозу (ожидаемое расщепление 7R:9S). Перспективность использования этих образцов в интрогрессивной гибридизации требует проверки, так как они были восприимчивы к отдельным изолятам S. nodorum.

Выявлено только два образца Ae. tauschii, высокоустойчивых к темно-бурой листовой пятнистости -к-1804 и к-3683. Растения F1 от скрещивания 2-х этих форм с восприимчивым образцом к-2377 сильно поражались болезнью (балл 6). В F2 комбинации скрещивания к-3683 х к-2377 расщепление по устойчивости не противоречило ожидаемому при контроле признака одним рецессивным геном либо рецессивным геном и 2-мя комплементарными рецессивными генами. Соотношение семей F3 39R:75RS:42S соответствовало ожидаемому при первой гипотезе (х2 = 0,35; 0,75 < P<0,95) и опровергало вторую (х2=40,96), следовательно резистентность к пятнистости образца к-3683 контролирует один рецессивный ген.

Расщепление по устойчивости к болезни в F2 от скрещивания образца к-1804 с к-2377 (23R:75S) согласуется с гипотезой о контроле признака одним рецессивным геном, но не противоречит и гипотезам о наличии у устойчивого компонента 2-х комплементарных генов (доминантного и рецессивного), либо 3-х генов (рецессивного и 2-х комплементарных рецессивных). Гипотеза о моногенном контроле устойчивости подтверждается соотношением семей F3 - 25R:65RS:35S (х2=1,80; 0,25<P<0,50); при этом наличие 2-х либо 3-х генов опровергается.

Растения F1 от скрещивания устойчивых образцов к-3683 и к-1804 восприимчивы к темно-бурой листовой пятнистости, что доказывает неидентичность генетического контроля их резистентности к этому заболеванию. Такую гипотезу подтверждает и наличие расщепления по устойчивости в F2 от этого скрещивания (56R:75S), которое соответствует теоретически ожидаемому при 2-х несцепленных рецессивных генах (х2 = 0,05, P > 0,75).

Ценность выделенных образцов для селекции мягкой пшеницы на иммунитет требует проверки в межвидовых скрещиваниях, поскольку устойчивость Ae. tauschii к темно-бурой листовой пятнистости может супрессироваться в геноме T. aestivum [13].

выводы. У видов Ae. tauschii, Ae. cylindrica, Ae. aucheri, Ae. longissima, Ae. speltoides, Ae. umbellulata, Ae. heldreichii, Ae. uniaristata, Ae. comosa, Ae. caudata, Ae. biuncialis, Ae. columnaris, Ae. geniculata и Ae. triuncialis идентифицированы устойчивые к сборной популяции возбудителя листовой ржавчины образцы.

Все резистентные образцы Ae. tauschii и Ae. cylindrica из Мировой коллекции ВИР защищены геном Lr41, а Ae. umbellulata - Lr9 и, следовательно, не представляют интереса для интрогрессивной гибридизации. В качестве источников устойчивости к болезни могут быть рекомендованы образцы 4-х видов эгилопсов

(Ae. biuncialis, Ae. columnaris, Ae. geniculata и Ae. triuncialis), выделенные как возможно имеющие новые эффективные гены резистентности.

Устойчивые как в стадии проростков, так и флаг-листа к S. nodorum образцы Ae. tauschii кк-285, 296,

1098, 1124, 1202, 1804 и 1954, к темно-бурой листвой пятнистости - к-1804 и к-3683 могут быть рекомендованы для селекции на устойчивость к болезням после доказательства экспрессии их генов резистентности в геноме мягкой пшеницы.

Литература.

1. Расселл Г.Э. Селекция растений на устойчивость к вредителям и болезням. М.: Колос, 1982. 421 с.

2. Тырышкин Л.Г. Генетический контроль эффективной ювенильной устойчивости коллекционных образцов пшеницы Triticum aestivum L. к листовой ржавчине // Генетика. 2006. Т.42. С. 377-384.

3. Тырышкин Л. Г. Гзнетическое разнообразие пшеницы и ячменя по эффективной устойчивости к болезням и возможности его расширения: дис. ... д-ра биол. наук. СПб.: ВИР. 2007. 251 с.

4. Catalogue of gene symbols for wheat/R.A. Mcintosh, Y. Yamazaki, J. Dubcovsky, J. Rogers, C. Morris, D.J. Somers, R. Appels, K.M. Devos URL: http://wheat.pw.usda.gov/GG2/Triticum/wgc/2008 (дата обращения: 20.04.2015).

5. Nicholson P., Resanoor H.N., Worland A.J. Chromosomal location of resistance to Stagonospora nodorum in synthetic hexaploid wheat determined by the study of chromosomal substitution lines in Chinese Spring wheat // Plant Breeding. 1993. V.110. P. 177-184.

6. Registration of five synthetic hexaploid wheat and seven bread wheat lines resistant to wheat spot blotch / A. Mujeeb-Kazi, S. Cano, V. Rosas, A. Cortes, R. Delgado // Crop Sci. 2001. V. 41. P. 1653-1654.

7. Registration of five wheat germplasm lines resistant to Helminthosporium leaf blight/A. Mujeeb-Kazi, R.L. Villareal, L.A. Gilchrist, S. Rajaram // Crop Sci. V. 36. 1996. P. 216-217.

8. Mains E.B., Jackson H.S. Physiological specialization in leaf rust of wheat, Puccinia triticina Erikss // Phytopath. 1926. V. 16. N 1. P. 89-120.

9. Тырышкин Л.Г., Колесова М.А. Септориоз листьев. Устойчивость генетических ресурсов зерновых культур к вредным организмам: метод. пособие. М.: РАСХН, 2008. С. 121-128.

10. Тырышкин Л. Г. Темно-бурая листовая пятнистость. Устойчивость генетических ресурсов зерновых культур к вредным организмам: метод. пособие. М.: РАСХН, 2008. С. 112-120.

11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 416 с.

12. Тырышкин Л. Г Изучение генетического контроля устойчивости зерновых самоопыляющихся культур к болезням: метод. указания. СПб.: ВИР, 2010. 35 с.

13. Evaluation of germplasm of wild wheats Aegilops and Agropyron for resistance to various diseases / H.S. Dhaliwal, K.S. Gill, P.J. Singh, D.S. Multani, B. Singh//Crop Improvement. 1986. V. 13. P. 107-112.

CHARACTERIZATION OF SAMPLES OF AEGILOPS L. SPECIES BY EFFECTIVE RESISTANCE

TO DISEASES

M.A. Kolesova, L.G. Tyryshkin

Federal Research Center the N.I. VavilovAll-Russion Institute of Plant Genetic Resources, B. Morskaya, 42, 44, St. Petersburg, 190000, Russia

Summary. A number of laboratory and field tests were carried out on the base of N.I. Vavilov Institute of Plant Genetic Resources in 2003-2015. The aim of the investigations was to study the resistance of Aegilops L. samples to leaf rust, Septoria blight and dark-brown leaf spot blotch. The material for the tests was 1527 samples of 23 Aegilops L. species from VIR World Collection. Samples, resistant to leaf rust, were identified in Ae. tauschii Coss., Ae. cylindrica Host, Ae. aucheri Boiss., Ae. longissima Schweinf. et Muschl., Ae. speltoides Tausch, Ae. umbellulata Zhuk., Ae. heldreichii (Boiss.) Holzm., Ae. uniaristata Vis., Ae. comosa Sm. in Sibth. et Sm., Ae. caudata L., Ae. biuncialis Viz., Ae. columnaris Zhuk., Ae. geniculata Roth and Ae. triuncialis L. Cultivars resistant to Septoria blight and dark-brown leaf spot blotch were registered in Ae. tauschii. Samples Kk-79, 249, 427, 428, 624, 729, 1959 and 3299 of Ae. tauschii and Kk-1214, 3058 of Ae. cylindrica have the same dominant gene encoding leaf rust resistance. The resistance of samples Kk-223, 816, 1461, 2306, 3287, 3292, 3312, 3325 of Ae. umbellulata, K-4585 of Ae. triuncialis was found to be controlled by gene Lr9. Samples Kk-4148, 4157, 4158, 4180, 4195, 4202, 4208, 4314 and 4315 (Ae. biuncialis); K-4225 (Ae. columnaris); K-4581 (Ae. triuncialis) and K-4358 (Ae. geniculata) were resistant both to population of Puccinia triticina Erikss. and individual clones, virulent to Lr9. This demonstrates the presence of other genes for the resistance. The monogenic encoding of the resistance to complex population of Stagonospora nodorum Berk. was found in Ae. tauschii samples Kk-285, 296, 1098, 1124, 1202, 1804 and 1954; the resistance genes of these samples were not identical. Samples K-1804 and K-3683 of Ae. tauschii have two non-identical seedling recessive genes for resistance to dark-brown leaf spot blotch.

Keywords: resistance, Aegilops L., leaf rust, Septoria blight, dark-brown leaf spot blotch, inheritance, genetic control.

Author Details: M.A. Kolesova, Cand. Sc. (Biol.), Senior Researcher (e-mail: [email protected]); L.G. Tyryshkin, Dr. Sc. (Biol.),

Leading Researcher.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

For citation: Kolesova M.A., Tyryshkin L.G. Characterization of samples of Aegilops L. species by effective resistance to diseases. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2015. V. 29. № 7. pp. 20-23 (In Russ).

вниманию соискателей ученых степеней и других заинтересованных лиц!

Редакция журнала «Достижения науки и техники АПК» издает монографии и другую книжную продукцию с редактированием и всеми выходными данными.

Цены договорные. Заявки отправлять по адресу: 101000, г Москва, Моспочтамт, а/я 166. Тел.: (495) 557-13-01, (916) 241-63-43. E-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.