CC BY
144
УДК 632.931.1
Скрининг сортов пшеницы мировой коллекции ВИР по устойчивости к бурой ржавчине
М.И. КИСЕЛЕВА,
старший научный сотрудник
Всероссийского НИИ фитопатологии
Е.Д. КОВАЛЕНКО,
заведующая лабораторией
О.П. МИТРОФАНОВА,
заведующая отделом
Всероссийского института
растениеводства
имени Н.И. Вавилова
e-mail: [email protected]
Бурая ржавчина (возбудитель Puccinia triticina Eriks) является наиболее распространенным и вредоносным заболеванием пшеницы. Возбудитель наносит существенный урон производству зерна в России, особенно в Поволжье, на Северном Кавказе, в Центрально-Черноземном районе, где патоген развивается практически ежегодно, нередко достигая эпифитотийного уровня. Эпифитотии возникают с частотой 4-5 раз в 10 лет в СевероКавказском районе, 2-3 раза - в Центрально-Черноземном и в Центральном, 6 - в Поволжском и 3 - в Волго-Вятском районах. В Уральском районе поражение яровой пшеницы наблюдается ежегодно с интенсивностью развития болезни 30-40 % [2].
Характерной особенностью P. tri-ticina является высокая адаптационная способность естественных популяций гриба в различных регионах возделывания пшеницы. Высокая вариабельность вирулентности гриба приводит к отбору и накоплению патотипов, способных преодолевать гены устойчивости пшеницы [1].
Возделывание устойчивых сортов является наиболее экономически выгодным и экологически безопасным способом борьбы с болезнью.
В связи с этим необходим поиск новых источников устойчивости, представляющих интерес для селекции.
С этой целью нами проведена оценка образцов пшеницы мировой коллекции ВИР из различных регионов мира на устойчивость к Р. ^¡11-апа.
В условиях инфекционного питомника ВНИИФ в течение 5 лет (20072011 гг.) было изучено 236 образцов яровой пшеницы из стран Центральной и Восточной Европы, Северной и Южной Америки, Юго-Восточной и Юго-Западной Азии и Северной Африки.
Для инокуляции растений использовали суспензию смеси спор разных рас гриба, выделенных из природной популяции бурой ржавчины в Московской области (табл. 1). Изо-ляты обладали 32 генами вирулентности, отражающими генофонд вирулентности местной популяции Р. гпПапа в 2008-2010 гг.
Изоляцию, клонирование и размножение гриба проводили по международной методике [5].
Для создания инфекционного фона предварительно в условиях теплицы размножали уредоспоры изолятов на высоковосприимчивой линии Хакасская. Каждым изолятом гриба инокулировали растения в
фазе первого листа (повторность -50 вазонов). Споры собирали, начиная с 12-го дня после инокуляции. Собранные уредоспоры хранили в бытовом холодильнике при температуре +5 °С. Перед инокуляцией сортов пшеницы в поле уредоспоры всех трех изолятов ссыпали в колбу и перемешивали, получая, таким образом, синтетическую популяцию P. triticina.
Сорта пшеницы в условиях инфекционного питомника инокулировали в фазе трубкования-колошения смесью спор с тальком в отношении 1:100. Нагрузка составляла 15 мг уредоспор на 1 м2 посева. Растения заражали в вечерние часы, совпадающие с началом выпадения росы, то есть в наиболее благоприятных условиях для проникновения возбудителя: относительная влажность воздуха не менее 90 %, температура -не ниже 18-20 °С.
Устойчивость к бурой ржавчине оценивали в динамике через каждые 5-7 дней после инокуляции. В качестве стандарта по восприимчивости использовали яровой сорт Хакасская.
Развитие болезни оценивали по модифицированной шкале Кобба, совмещающей количественные (%) и качественные показатели (тип реакции) [4].
Оценку ювенильной устойчивости образцов проводили в условиях камер искусственного климата. Для инокуляции использовали споровую суспензию гриба (100 тыс. спор/мл). Характер поражения бурой ржавчиной на всходах пшеницы оценивали по 5-балльной шкале Mains и Jackson [3]:
Таблица 1
Характеристика вирулентности изолятов Р. Мюша, используемых для создания искусственного инфекционного фона
Шифр
изолята
Ген вирулентности
Раса
Происхождение образца, сорт
683-2 1, 2b, 2c,3a, 3bg, 10, 11, 14a, 15, 16, 17, 18, 21, 23, 27+31, 28, 30, 32, 33, 36, 39, 40, 44, B
684-6 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bg, 3ka, 10, 11, 14a, 14b, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 23, 25, 26, 27+31, 30, 32, 33, 36, 39, 40, 46, B
685-5 1, 2b, 2c, 3a, 3bg, 11, 14a, 16, 17, 18, 20, 21, 26, _27+31, 30, 32, 33, 36, 39, 40, 46, B_
PGKT
THTT
Московская обл., Памяти Федина Московская обл., Московская 39
PHKP Московская обл., Немчиновская 24
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
0 - отсутствие признаков заболевания;
1 - очень мелкие пустулы, окруженные некрозом;
2 (МR) - мелкие пустулы, окруженные некрозом;
3-4 (МБ, Б) - крупные пустулы со слабым хлорозом или без него;
Х-(МR) - гетерогенный, с преобладанием устойчивого типа заражения;
Х+(МR) - гетерогенный, с преобладанием восприимчивого типа заражения.
0, 1, 2, Х-^, МR) - свидетельствует об устойчивости растений к ржавчине;
3, 4, Х+(МБ, Б) - свидетельствует о восприимчивости растений к ржавчине.
В зависимости от проявления генотипа устойчивости в онтогенезе растений было выявлено 17,3 % образцов пшеницы с ювенильной и 13,6 % - с возрастной резистентностью, а также 10,2 % образцов с высоким уровнем частичной устойчивости (табл. 2). Ювенильные гены действуют в течение всего периода вегетации растения, а возрастные -только с определенной фазы взрослого растения. Образцы пшеницы с ювенильной устойчивостью,как правило, проявляли иммунную (0, 0;)
или устойчивую реакцию (1, 2 балла), а с возрастной устойчивостью, имея восприимчивую реакцию в стадии всходов, проявляли устойчивость в стадии флаг-листа. При высоком уровне частичной устойчивости проявлялся восприимчивый тип реакции (3, 4 балла) с интенсивностью поражения растений к концу вегетации не выше 20-50 % и, как следствие, наблюдали низкие значения площади под кривой развития болезни (ПКРБ) и индекса устойчивости. Большинство образцов пшеницы (58,5 %) оказались восприимчивыми к бурой ржавчине.
Образцы пшеницы существенно различались по устойчивости в зависимости от происхождения. Более 30 % образцов пшеницы из Северной Америки (США, Канада) обладали ювенильной устойчивостью к бурой ржавчине. По этому признаку выделялисьтакже сорта российской селекции (19,3 %).
Образцы из Китая чаще обладали генотипом, отвечающим за возрастную устойчивость (29,4 %). Среди генотипов пшеницы из Западной Европы (особенно из Германии, Польши, Сербии, Чехословакии) отобраны образцы с замедленным развитием болезни (26,7 %).
Из исследуемого материала кол-
лекции ВИР наиболее интересными являются следующие зарубежные образцы пшеницы: ПХРСВ-02, ПХРСВ-03 (США), АС Pollet, CDC Merlin, AC Taho, AC Corinne (Канада), Аншлаг, Етюд (Украина), Hybrid 65019, Hybrid 65020 (Мексика), PS 87, PS 95, PS 136, PS 134 (Китай), Tybalt (Нидерланды), сохранявшие устойчивость на протяжении 3 лет испытаний.
Из 130 отечественных сортов пшеницы высокую устойчивость к бурой ржавчине в течение 2-3 вегетационных сезонов проявили Эстивум С-14, Лютесценс 101, Лютесценс 13, Ки-нельская 61, Эстивум 155, Эстивум С-6, Лютесценс 30, Тулайков-ская 105, Эстивум V-313, Кинельская Нива, Кинельская Отрада (Оренбургская обл.), Челяба 75, Челяба Степная, Челяба Юбилейная, Челяба золотистая (Челябинская обл.), Алтайская 110, Алтайская 530 (Алтайский край), Вятский усач, Баженка (Кировская обл.), Таежная Нива, Саяногор-ская, Бирюса, Селена, Солянская, Монастырская (Красноярский край), Ленинградская 6, ФПЧ-Ppd-sO (Ленинградская обл.), Новосибирская 91, Сударушка, Александрина, Лубнинка, Новосибирская 444, Легенда, Сибирская 16, Ольга, Соанов-ская 4 (Новосибирская обл.), Лавру-ша, Омская 37, Соната, Боевчанка, Омская 39, Серебристая, Тарская 10, Омская 21 (Омская обл.), Фаворит, Воевода (Самарская обл.), Спурт, Закамская (Ульяновская обл.) и др.
Указанные образцы представляют интерес для селекции как источники устойчивости.
ЛИТЕРАТУРА
1. Новожилов К.В., Захаренко В.А. Уровни и тенденции изменения видового состава и внутрипопуляционной структуры, ареалы комплексов вредных и полезных организмов и прогноз опасных фитосанитарных ситуаций по зонам страны - Санкт-Петербург: ВИЗР, 2000.
2. Санин С.С., НазароваЛ.Н., Стриже-козин Ю.А., Корнева Л.Г. и др. Фито-санитарная обстановка на посевах пшеницы в Российской Федерации (19912008 гг.) // «Защита и карантин растений», 2010, № 2, с. 69-80.
Таблица 2
Характеристика образцов пшеницы из коллекции ВИР по типам устойчивости к бурой ржавчине (2007-2011 гг.)
Тип устойчивости
Происхождение Всего Расоспеци-фическая Возрастная Частичная Восприимчивость
Восточная Европа (Россия, Белоруссия, Украина) 150, в т.ч. 130 из РФ 19,3 13,3 10,7 57,3
Европа (Германия, Польша, Сербия, Швеция, Чехословакия, Нидерланды, Эстония) 15 13,3 6,7 26,7 53,3
Северная Америка (США, Канада, Мексика) 23 30,4 4,3 13,0 52,2
Южная Америка (Аргентина) 4 50 25 0 25
Северная Африка (Алжир, Египет, Тунис) 9 0 0 0 100
Юго-Западная Азия (Иран, Сирия) 5 0 20 0 80
Юго-Восточная Азия (Индия, Китай) 17 11,8 29,4 11,8 47,0
Средняя Азия (Казахстан) 13 7,7 7,7 7,7 76,9
Всего: 236 17,3 13,6 10,2 58,9
Поздравляем с юбилеем!
3. Mains E.B. and Jackson H.S. 1926. Physiologic specialization in the leaf rust of wheat, Puccinia triticina Eriks. // Phytopathology, № 16, p. 89-120.
4. Peterson R.F., Campbell A.B. and Hannah A.E. 1948. Adiagrammatic scale for estimating rust intensity of leaves and stem of cereals. // Can. J. Res. Sect., C26, p. 496-500.
5. Roelfs A.P., Singh R.P. and Saari E.E. Rust Diseases of Wheat: Concepts and methods of disease management - Mexico, D.F.: CIMMYT 1992, 81 p.
Аннотация. В результате многолетних исследований (2007-2011 гг.) проведена оценка 236 образцов яровой пшеницы из мировой коллекции ВИР на устойчивость к синтетической популяции бурой ржавчины в условиях инфекционного питомника ВНИИФ. По данным лабораторных и полевых испытаний определены типы устойчивости образцов пшеницы. Образцы пшеницы, сохраняющие ювениль-ную и возрастную устойчивость на протяжении 3 лет испытаний, представляют интерес как источники резистентности.
Ключевые слова. Бурая ржавчина, пшеница, устойчивость, вирулентность.
Abstract. As a result of long-term researches (2007-201 1) in the ARRIP infections nursery 236 spring wheat accessions from VIR collection were evaluated for leaf rust resistance. The resistance types of wheat accessions were identified by the data of laboratory and field tests. Juvenile and adult plant resistant wheat accessions to leaf rust during 3 years are very important as donors of resistance.
Keywords. Leaf rust, wheat, resistance, virulence.
Посетите сайт нашего журнала http://www.z-i-k-r.ru
На нем вы можете ознакомиться с содержанием готовящихся к печати или уже вышедших номеров журнала, получить информацию о подписке на него, узнать, какие требования предъявляются к статьям, предназначенным для публикации, и каковы условия приема рекламных материалов.
11 октября исполнилось 65 лет И.Н. Парастаеву — руководителю филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Республике Северная Осетия — Алания.
Выпускник Горского сельскохозяйственного института, свою трудовую деятельность он начал в 1971 г., работал на различных должностях в АПК, партийных и советских органах республики.
В мае 2001 г. И.Н. Парастаев был назначен начальником Государственной семенной инспекции РСО — Алания, а с образованием филиала Россельхозцентра — возглавил это учреждение. Хороший организатор, умелый руководитель, высококвалифицированный специалист, он стал инициатором многих ценных начинаний филиала — внедрения сертификации семян сельскохозяйственных растений, выращенных в специализированных хозяйствах, поддержки элитного семеноводства. Под руководством Ирона Наврозовича получил свое развитие фитосани-тарный мониторинг сельскохозяйственных угодий, налажены учет, оценка и отслеживание динамики появления и развития вредных объектов.
Филиалом Россельхозцентра многое сделано для снижения фи-тосанитарной напряженности в хозяйствах. Благодаря хорошему подбору кадров, добросовестному отношению сотрудников к своим служебным обязанностям достигнута высокая оправдываемость составляемых прогнозов. Земледельцы республики имеют сегодня четкое представление, в каком направлении следует ожидать разви-
тие и распространение вредных объектов, в какой момент проводить обработки с наименьшими экономическими потерями.
В 2011 г. филиалом ФГБУ «Россельхозцентр» по РСО — Алания было выпущено более 400 информационных сообщений и рекомендаций. Ежегодно в районных и республиканских средствах массовой информации публикуются десятки статей, специалисты выступают по радио и телевидению, проводят консультации и семинары.
За достигнутые успехи в трудовой деятельности и многолетний добросовестный труд И.Н. Пара-стаев награжден Почетной грамотой Министерства сельского хозяйства РФ. Указом главы Республики ему присвоено звание «Заслуженный работник сельского хозяйства РСО — Алания». В 2010 г. ему присвоено звание «Почетный работник агропромышленного комплекса России».
Здоровья, Вам, Ирон Наврозо-вич, благополучия и новых творческих успехов!
