ХАРАКТЕРИСТИКА ПО УСТОЙЧИВОСТИ К ОСОБО ОПАСНЫМ ЛИСТОВЫМ БОЛЕЗНЯМ ОБРАЗЦОВ ПШЕНИЦЫ ИЗ КОЛЛЕКЦИИ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

22

Вестник защиты растений 3(89) - 2016. Материалы международной конференции

УДК 632.938.1

ХАРАКТЕРИСТИКА ПО УСТОЙЧИВОСТИ К ОСОБО ОПАСНЫМ ЛИСТОВЫМ БОЛЕЗНЯМ ОБРАЗЦОВ ПШЕНИЦЫ ИЗ КОЛЛЕКЦИИ ВИР

О.А. Баранова1, Н.М. Коваленко1, А.Г. Хакимова2, О.П. Митрофанова2

всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург, Пушкин, Россия, baranova_oa@mail.ru 2Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, Россия

Цель настоящей работы - оценка новых поступлений образцов в коллекцию ВИР по устойчивости к желтой и темно-бурой пятнистостям, стеблевой и бурой ржавчинам, выявление источников устойчивости. Из изученных 94 образцов озимой мягкой пшеницы 45 были устойчивыми к стеблевой ржавчине, 11 - бурой ржавчине, 41 - желтой пятнистости и лишь KS92WGRC19, к-65395 (США) - средне устойчивым к возбудителю темно-бурой пятнистости. Групповую устойчивость проявили сорта Podolyanka, Madyarka, Amigo и линия KS92WGRC16 - к бурой и стеблевой ржавчинам и желтой пятнистости. Сорта Nurlu 99, Saba и Tut были устойчивыми к стеблевой ржавчине и желтой пятнистости, KS96WGRC39 и Yumar - к бурой и стеблевой ржавчинам, Myronivka Rannostigla - желтой и темно-бурой пятнистостям. Выявленные источники устойчивости к болезням можно рекомендовать для использования в селекционных программах.

Ключевые слова: желтая пятнистость, темно-бурая пятнистость, стеблевая ржавчина, бурая ржавчина, пшеница.

Пшеница - ведущая зерновая культура в России. Поскольку наиболее экономичным и безопасным способом защиты ее от болезней является возделывание устойчивых сортов, то поиск источников и доноров устойчивости к основным наиболее вредоносным болезням пшеницы, в том числе с групповой устойчивостью, имеет приоритетное значение.

Бурая ржавчина - возбудитель Puccinia triticina Erikss. et Henn, распространенное заболевание пшеницы во всех регионах России, которое может привести к существенным потерям урожая в годы эпифитотии. В последнее время пристальное внимание селекционеров также уделяется стеблевой ржавчине пшеницы (Puccinia graminis Pers. f. sp. tritici Erik. et Henn). Это вызвано высокой агрессивностью данного патогена и возможным заносом на территорию Российской Федерации расы стеблевой ржавчины -Ug99. При эпифитотийном развитии стеблевой ржавчины потери урожая могут составлять 50-70 %, а при появлении расы Ug99-80 % и более [Jin et al., 2008].

Желтая пятнистость (возбудитель Pyrenophora tritici-repentis Died. Drechs.) широко распространена на Северном Кавказе, в Западной Сибири и Северо-Западном регионе РФ. Эпифитотии желтой пятнистости периодически наблюдаются в разных странах мира, потери зерна у восприимчивых сортов пшеницы достигают 65 %.

Темно-бурая листовая пятнистость, вызываемая грибом Cochliobolus sativus (Ito et Kurib.) Drechs. ex Dastur, также одна из вредоносных болезней пшеницы, потери урожая варьируют от 38 % до 87 %. В РФ эта болезнь широко распространена в Западной Сибири, на Дальнем Востоке в Приморском крае [Кузнецова, 1987].

Цель нашей работы заключалась в поиске новых источников устойчивости к желтой и темно-бурой пят-нистостям, стеблевой и бурой ржавчинам среди образцов пшеницы, пополнивших коллекцию ВИР.

Изучали 94 образца озимой мягкой пшеницы, включенных в коллекцию ВИР в 2013-2014 гг. Оценка устойчи-

Библиографический

Михайлова Л.А., Квитко К.В. лабораторные методы культивирования возбудителя бурой ржавчины Puccinia recóndita Rob. cx.Desm.f.sp.tritici // Микология и фитопатология, 1970. Т.4 с. 269-273. Михайлова Л.А., Афанасенко О.С. Применение отсеченных листьев в исследованиях устойчивости злаков к болезням // Миколог. фитопатол., 2005. Т. 39. С. 100-106.

вости проведена по лабораторной методике [Михайлова, Квитко, 1970; Михайлова, Афанасенко, 2005].

Для инокуляции использовали омскую популяцию возбудителя стеблевой ржавчины, ленинградскую популяцию возбудителя бурой ржавчины, изолят Р1 C. sativus, выделенный из ленинградской популяции патогена, изо-лят Рос22 Pyrenophora tritici-repentis, полученный из ростовской популяции патогена. Все популяции патогенов собраны в 2015 г.

Выявлено 45 образцов (50 % от числа изученных), устойчивых к омской популяции возбудителя стеблевой ржавчины. К бурой ржавчине устойчивыми были 11 образцов (12 %), из них кк-65616, -65397 (США), к-65393 (Канада), к-65358 (Украина) - высокоустойчивыми.

Единственная линия KS92WGRC19 (к-65395, США) оказалась среднеустойчивой к темно-бурой пятнистости. Все остальные образцы были восприимчивыми к этой болезни. Немногим менее половины из числа изученных образцов в той или иной мере проявили устойчивость к желтой пятнистости. Из них высоко устойчивыми были 18 образцов, среди которых сорта из Белоруссии (к-65640, к-65643, к-65646, к-65647), Украины (к-65343, к-65347, к-65358) и США (к-65398, к-65403, к-65405). Обнаружены образцы с групповой устойчивостью. Так сорта пшеницы Podolyanka, Madyarka, Amigo и линия KS92WGRC16 были устойчивыми к возбудителям бурой и стеблевой ржавчины и желтой пятнистости. Сорта Nurlu 99, Saba и Tut - стеблевой ржавчине и желтой пятнистости, KS96WGRC39 и Yumar - к бурой и стеблевой ржавчинам, а сорт Myronivka Rannostigla - к желтой и темно-бурой пятнистостям.

Выявленные образцы озимой мягкой пшеницы, устойчивые к отдельным болезням и с групповой устойчивостью, можно рекомендовать в качестве исходного материала для использования в селекционных программах в различных регионах РФ.

список (References)

Кузнецова Т.Т. Видовой состав болезней зерновых культур в Западной Сибири // Науч.-технич. бюлл. Сиб. отделения ВАСХНИЛ, 1987. N 2. С. 50-52.

Jin Y., Szabo L.J., Pretorius Z.A., Singh R.P., Ward R., Fetch T. Detection of virulence to resistance gene Sr24 within race TTKS of Puccinia graminis f. sp. Tritici // Plant Dis., 2008. V. 92. P. 923-926.

«Эколого-генетические основы современных агротехнологий». СПб, 27-29 апреля 2016 г.

23

Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 22-23

CHARACTERIZATION OF WHEAT ACCESSIONS FROM VIR COLLECTION

TO IMPORTANT LEAF DISEASES O.A. Baranova1, N.M. Kovalenko1, A.G. Khakimova2, O.P. Mitrofanova2

'All-Russian Institute of Plant Protection, info@vizr.spb.ru 2N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, vir@vir.nw.ru

The purpose of this work was evaluation of wheat accessions from the VIR collection on resistance to tan spot, spot blotch, stem and leaf rust. Among 94 evaluated accessions 45 are resistant to stem rust, 11 - to leaf rust, 41 - to tan spot, and KS92WGRC19 (k-65395, USA) is medium resistant to the spot blotch. There are identified accessions with multiple disease resistance. The cultivars Podolyanka, Madyarka, Amigo and line KS92WGRC16 are resistant to leaf and stem rust and tan spot. The cultivars Nurlu 99, Saba and Tut are resistant to stem rust and tan spot, KS96WGRC39 and Yumar are resistant to leaf and stem rusts, and Myronivka Rannostigla is resistant to tan spot and spot blotch. The accessions which were defined as resistant may be recommended as starting material for wheat breeding programs.

УДК: 582.572.225

ПОИСК АДАПТИВНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ, СВЯЗАННЫХ С УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ОБИТАНИЮ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРИЙ: ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЕ СЕКВЕНИРОВАНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ХЛОРОПЛАСТНЫХ ГЕНОМОВ ИЗ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ РОДА ALLIUM

М.С. Беленикин, А.А. Криницына, М.Д. Логачева, С.В. Купцов, А.С. Сперанская

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия, hanna.s.939@gmail.com

В настоящей работе описаны результаты экстракции хлоропластной ДНК (хпДНК), высокопроизводительного секвенирования и сборки генома хлоропласта видов рода Allium: A. elatum Regel., A. obliquum L., A. paradoxum (М. Bieb.) G. Don. Сравнительный анализ хпДНК этих видов и A. cepa L. позволяет лучше понять дивергенцию рода Allium. В частности, сравнение сиквенсов хпДНК выявило предполагаемые функционально значимые вставки в гене ycf3 A. elatum и A. paradoxum, а также потерю гена infA в хпДНК A. elatum.

Ключевые слова: Allium, адаптивная эволюция, хлоропластный геном, сравнительный анализ.

Род Allium L. (Alliaceae) является одним из крупнейших родов мировой флоры. Его представители произрастают в Северном полушарии, среди них довольно большое количество редких и эндемичных видов. Наличие экономически важных растений этого рода объясняет необходимость исследований их диких родичей, в том числе, приспособившихся в процессе эволюции к выживанию в неблагоприятных для сельскохозяйственной деятельности условиях, например, подверженных воздействию повышенной дозировки УФ излучения, недостаточного увлажнения, резким перепадам суточных температур.

В настоящей работе мы провели сравнительный анализ последовательностей хлоропластных (хп) геномов четырех видов рода Allium, отличающихся в природе ареалом и экологическими условиями обитания: A. cepa L., A. elatum Regel. (syn. A. macleanii Baker.), A. obliquum L. и A. paradoxum (М. Bieb.) G. Don. Целью работы являлся поиск нуклеотидных полиморфизмов или перестроек, отражающих эволюционную адаптацию вида к особенностям занимаемой им экологической ниши. Последовательности хпДНК посевного лука A. cepa L. были ранее установлены в работе von Kohn et al., 2013 и представлены в базе данных RefSeq. Мы произвели выделение хпДНК, высокопроизводительное секвенирование и сборку последовательностей хп геномов A. elatum, A. obliquum и A. paradoxum.

A. elatum высокогорный вид, обитающий в безлесных долинах с выраженным сухим летним периодом. Этот вид произрастает в Центральной Азии, Пакистане, Афганистане, западном Непале и северо-западной Индии (Кашмир, Уттар-Прадеш).

A. obliquum обитает на относительно влажных луго-во-степных участках и в редколесьях лесостепного типа. Произрастает на западе Монголии, северо-западе Китая, Средней Азии, Монголии, Закарпатской Украине, Венгрии, южной части Западной Сибири, на Алтае, на Урале, юго-западном Предуралье и на юге европейской части России.

A. paradoxum обитает в нижнем ярусе сезонно-влаж-ных листопадных лесов нижнего и среднего горного пояса, в особенности на влажной почве вдоль временных водотоков, избегает открытых мест. Широко распространен в Западной Европе и части Азии.

Нами получена информация о полных последовательностях хп-геномов видов A. obliquum, длина которой составила 153049 п.о, а также о 90 % последовательностей хп-геномов видов A. elatum и A. paradoxum. Сравнительный анализ последовательностей исследованных видов и A. cepa показал, что в хп-геноме A. elatum содержится значительное количество инсерций/делеций (107-702 п.о.), локализованных в межгенных спейсерах. В хп-геноме A. obliquum также имеется ряд заметных делеций в межген-