CC BY
79
УДК 632.938.1
Создание генбанка источников устойчивости сортов пшеницы к септориозу
Т.М. КОЛОМИЕЦ, Л.Ф. ПАНКРАТОВА, О.О. СКАТЕНОК, Е.В. ПАХОЛКОВА
e-mail: [email protected]; [email protected]
Создание устойчивых сортов и внедрение их в производство является одним из самых надежных и эффективных методов в интегрированной защите сельскохозяйственных растений. Успех селекции сортов пшеницы с продолжительной защитой от болезней всецело зависит от исходного материала, который должен характеризоваться генетическим разнообразием, сдерживающим эволюцию патогенов и развитие болезней на разных этапах онтогенеза растений. Такие генотипы могут быть отобраны только в результате изучения мирового генофонда пшеницы с учетом внутривидовой дифференциации растения-хозяина и патогена.
Септориоз является экономически значимым заболеванием в странах с умеренными климатическими условиями. В настоящее время он доминирует на посевах пшеницы в России, вызывая в годы эпифитотий потери от 20 до 40 % урожая.
Возбудители септориоза способны поражать все надземные органы растений. В литературе встречается до 16 названий этих видов, однако в их таксономии существует много разногласий. Наиболее известными на сегодняшний день являются три вида - Septoria tritici Rob. et Desm., Stagonospora nodorum [Berk.] Castellani and E. G. Germano и Stagonosporaavenae Bissett f. sp. triticea T. Johnson.
Селекция пшеницы на устойчивость к септориозу в нашей стране практически не проводится, так как это заболевание начало прогрессировать в России только с начала 1970-х годов, но в настоящее время распространено почти во всех регионах возделывания яровой и озимой пшеницы. Целью наших исследований было изучение устойчивости сортов из разных мировых ге-
нетических коллекций для отбора исходного селекционного материала.
В 2006-2014 гг. на территории Центрального региона России в инфекционных питомниках на жестком инфекционном фоне и в условиях теплицы проводили оценку устойчивости к наиболее патогенным изолятам St. nodorum и Septoria tritici 3367 сортообразцов наиболее известных мировых коллекций: GRIN (Germ-plasm Resources Information Network, США) - 2494 образца, ВИР (Россия) - 454, СИММИТ (CIMMYT) - 371, «Арсенал» (Россия) - 48. Образцы коллекции GRIN относились к разным генетическим группам - диплоидным (2n = 14), тетраплоидным (2n = 28), гексапло-идным (2n = 42), а также полученным от скрещивания с Aegilotriticum sp.
Для создания инфекционного фона в иммунологическом питомнике использовали смеси 4 наиболее агрессивных штаммов каждого возбудителя, собранных в Московской области. Суспензию спор St. nodorum готовили в концентрации 106 конидий/мл, S. tritici -107 конидий/мл. Суспензию наносили на растения пшеницы ручным опрыскивателем (100 мл/м2). Инокуляцию растений в полевых условиях проводили в безветренную погоду в вечерние часы для достижения продолжительности росяного периода 10-12 ч. Во время заражения растений относительная влажность воздуха колебалась от 75 до 95 %, температура - от 14 до 20 °С.
Учет степени поражения растений St. nodorum проводили с 10-го дня после инокуляции, S. tritici - с 20-го с использованием шкалы Saari and Prescott [1, 2] каждые 7-10 дней с учетом фаз онтогенеза растений.
По степени поражения образцы были сгруппированы следующим образом:
RR - очень высокая и высокая устойчивость (поражение 0-5 %);
R - устойчивость (6-15 %);
M - умеренная восприимчивость (16-25 %);
S - восприимчивость (26-65 %);
SS - высокая и очень высокая восприимчивость
(66-100 %).
Отобраны сорта с низким уровнем поражения болезнью.
В условиях инфекционного питомника на искусственных инфекционных фонах возбудителей St. nodorum и
Таблица 1
Характеристика сортов пшеницы по устойчивости к септориозу в инфекционном питомнике Центрального региона России
Группа Число R M S SS
число % число % число % число %
GRIN 2494 49 2,0 436 17,5 1674 67,1 335 13,4
ВИР 454 4 0,9 101 22,2 236 52,0 113 24,9
СИММИТ 371 12 3,3 42 11,3 275 74,1 42 11,3
Арсенал 48 4 8,3 2 4,2 35 72,9 7 14,6
Всего 3367 69 2,0 581 17,3 2220 65,9 497 14,8
S. tritici отобраны образцы с разным уровнем поражения болезнью (табл. 1).
Среди сортообразцов американской коллекции GRIN выявлено 49 (2 %) устойчивых и 436 (17,5 %) умеренно восприимчивых. Остальные характеризовались восприимчивостью и сильной восприимчивостью к септо-риозу. Наибольшее число слабо поражаемых (R - M) сортов выявлено в образцах из США (26,8 %) и Мексики (29,9 %). Среди образцов из стран Южной Америки (в основном Аргентины), Китая и стран Западной Европы идентифицировано от 5 до 15 % умеренно поражаемых.
Большинство устойчивых и слабопоражаемых образцов были отобраны среди сортов Triticum aestivum subsp. aestivum - Anderson (США), Alondra, Azteca, BW28, II-1462-2C-2C-15C (Мексика), P8917-B4D4 (Канада), BH 941, Trareano, BH 2845, Itapeva (Бразилия), Mole II, Klein Impacto, Benvenuto Inco (Аргентина), Experiment station no. 85 (Болгария), староместные сор-тообразцы из Афганистана и др.
Среди сортов яровой твердой пшеницы T. turgidum subsp. durum идентифицировано 6 устойчивых образцов из Мексики (PI433753 - Gambridge 010, PI428449 -Pinguno «S», PI520111 - Pinguno, PI168925 - RF 427-19, PI168926 - RF 427-30, PI519542 - SCOTER «S»), один из Канады (UM 6001- UM 6001) и один из США (Cltr 15803 - ND 63-36).
Из коллекции GRIN кроме сортов пшеницы T. turgidum subsp. durum (2n = 28) и T. aestivum (2n = 42) интерес для
селекции представляют образцы из других генетических групп: диплоидной (Т. monococcum subsp. aegilopoides); тетраплоидной (Т. turgidum subsp. dicoccon, Т. timopheevii subsp. timopheevii, T. turgidum subsp. turgidum) и гексаплоидной (Т. aestivum subsp. spelta). Среди них выделен сорт Р1 352362 - Радат^ (Италия) с высоким уровнем устойчивости, а также три устойчивых образца: Р1 538548 - G2292 (Ирак), Р1 418584 - WIR 38555 (Грузия), Р1 276007 - 103 (Испания) и 7 умеренно восприимчивых: Р1 348702 - 6976.886 (Испания), Р1 290518 - 01.01.2004 (Венгрия), Р1 277129 -ЗиЬЫэИ-сИитюит (Швейцария), Р1 94689 - 37 (Армения), Р1 272556 - 1-1-1752 (Венгрия), Р1 427871 - G2706 (Ирак), Р1 427958 - G2885 (Ирак) (табл. 2).
Наибольший интерес представляют 4 образца пшеницы с групповой устойчивостью к 4 фитопатогенам (Р. triticina, B. дгат'т'т, S. ^Шо: и St. nodorum), среди них два сортообразца, устойчивых ко всем патогенам: Р1 418584 - WIR 38555 (Грузия) - Т. timopheevii subsp. timopheevii и Р1 276007 - 103 (Испания) - Т. turgidum subsp. dicoccon и два умеренно восприимчивых (степень поражения менее 25 %) к септориозу и устойчивых к ржавчине и мучнистой росе: Р1 348702 - 6976.886 (Испания) - Т. aestivum subsp. spelta, Р1 277129 -Subletsh-chumicum (Швейцария) - Т. turgidum subsp. dicoccon (табл. 3).
Изучение пораженности 397 синтетических линий пшеницы с чужеродным генетическим материалом от Aegilotriticum sp. к наиболее агрессивным изолятам
Таблица 2
Устойчивые и слабопоражаемые септориозом сортообразцы пшеницы из коллекции GRIN_
Степень поражения (группа) № по каталогу Сорт Страна происхождения Разновидность
0-5 % (RR) PI 352362 Paganuzzi Италия Triticum turgidum subsp. dicoccon
6-15 % (R) PI 538548 G2292 Ирак T. monococcum subsp. aegilopoides
PI 418584 WIR 38555 Грузия T. timopheevii subsp. timopheevii
PI 276007 103 Испания T. turgidum subsp. dicoccon
16-15 (M) PI 348702 69Z6.886 Испания T. aestivum subsp. spelta
PI 290518 01.01.2004 Венгрия T. timopheevii subsp. timopheevii
PI 277129 Subletsh- chumicum Швейцария T. turgidum subsp. dicoccon
PI 94689 37 Армения T. turgidum subsp. turgidum
PI 272556 1-1-1752 Венгрия T. monococcum subsp. aegilopoides
PI 427871 G2706 Ирак Тоже
PI 427958 G2885 Ирак - " -
Таблица 3
Образцы яровой пшеницы с групповой устойчивостью к бурой ржавчине, септориозу и мучнистой росе
Сортообразец Разновидновсть Septoria tritici Stagonospora nodorum Blumeria graminis Puccinia triticina
WIR 38555 Triticum timopheevii subsp. timopheevii R R R R
103 T. turgidum subsp. dicoccon R R R R
69Z6.886 T. aestivum subsp. spelta M M R R
Subletsh-chumicum T. turgidum subsp. dicoccon M M R R
St. nodorum и S. tritici показало разный уровень развития болезни на обоих инфекционных фонах. Отобрана 1 устойчивая (Pl 648696) и 147 (36,75 %) слабовосприимчивых к St. nodorum линий и 1 устойчивая (Pl 648753) и 144 (36 %) слабовосприимчивых к S. tritici линии. Среди них линия BW 28027 (PI 648753) характеризовалась устойчивостью к St. nodorum и слабой восприимчивостью к S. tritici, а линии PI648860 - BW28154, PI648482 -BW27723, PI648527 - BW27777, PI648528 - BW27778, PI648529 - BW27779, PI648571 - BW27830, PI648716 -BW27985, PI648859 - BW28153 - умеренной восприимчивостью к обоим патогенам.
Из 454 сортов мировой коллекции ВИР отобрано 4 (0,9 %) устойчивых образца и 101 (22,2 %) - с умеренным поражением септориозом. Наибольший интерес для селекции в качестве источников устойчивости (степень поражения менее 15 %) представляют сорта CNT 1 из Бразилии, Su-mai 3, Ning-Mai 3, Long 98-4723 из Китая. Умеренным (менее 25 %) поражением септориозом характеризовались сорта яровой мягкой пшеницы Long 94-4081, Long 98-5211-1, PS 95, PS 130 из Китая, McKenzie из Канады, Воронежская 16, Подмосковная 10, Саратовская 72, Челяба Степная и Соанов-ская 4 из России, Евдокия из Украины, Актюбе 3 из Казахстана, Tydalt из Нидерландов и др.
Из сортов коллекции СИММИТ в инфекционном питомнике отобраны сорта яровой пшеницы с умеренным уровнем восприимчивости к септориозу Courtot и Milan, а также сортообразцы челночной селекции, устойчивые к бурой ржавчине и умеренно восприимчивые к септориозу (Лютесценс П-89 А, Лютесценс П-40, Кинельская отрада). Ценность для селекции представляют 2 устойчивых (Lutestsens 160-00-10, Lutestsens 307-97-7) и 10 умеренно восприимчивых (Line 832, Lutestsens 197-047, Lutestsens 310-00-1, Lutestsens 310-00-2, BC2 Eritr. 59/Lut. 20639(1981) lut. 22902, BC2 Eritr. 59/Lut. 20639(1981) er.22915, Lutestsens 23419, Estivum 851, Aureum 910) к болезни образцов, характеризующихся также устойчивостью к бурой и опасной расе Ug 99 стеблевой ржавчины пшеницы.
Из образцов коллекции «Арсенал», полученных от скрещивания сорта пшеницы Родина с Aegilops speltoides, отобрано четыре устойчивых (81/001, 146/ 001 морф.2, 78/001, 145/051) и две умеренно восприимчивых (101/001, 102/001) линии, представляющие интерес для селекции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Eyal Z., Scharen A.L., Prescott J.M., Ginkel M. Van. Enfermedades del trigo causadas por Septoria: Conceptos y metodos relacionados con el manejo de estas enfermedades. -Mexico, DF (Mexico): CIMMYT, 1987, pp. 46.
2. Saari E.E., Prescott J.M. A scale for appraising the foliar intensity of wheat disease // Plant Disease Reporter, 1975, v. 59 (5), p. 377-380.
Аннотация. В инфекционных питомниках Центрального региона Российской Федерации в 2006-2014 гг. изучена устойчивость к возбудителям St. nodorum и S. tritici 454 сортообразцов мировой коллекции ВИР, 2494 - американской коллекции GRIN, 371 - CIMMYT, 48 - «Арсенал» (Россия) из различных генетических групп (диплоидной, тетраплоидной, гексаплоидной, и линии Aegilotriticum). Отобраны сорта Anderson (США), Alondra, Azteca, Gambridge 010, BW28 (Мексика), P8917-B4D4, UM 6001 (Канада), Paganuzzi (Италия), G2292 (Ирак), - WIR 38555 (Грузия), PI 276007 - 103 (Испания), CNT 1, BH 941, Trareano (Бразилия), Mole II, Klein Impacto (Аргентина), Experiment station no. 85 (Болгария), староместные сорта из Афганистана и другие, представляющие большой интерес для селекции сортов пшеницы T. aestivum subsp. aestivum на иммунитет к септориозу.
Ключевые слова. S. nodorum, S. tritici, возбудители, пшеница, инфекционный питомник, устойчивые сорта.
Abstract. In the ARRIP infectious nurseries (the Central region of the Russian Federation) the long-term researches for resistance of wheat cultivars from different genetic collections to St. nodorum and S. tritici were carried out: ARIPI collection - 454 samples, Germplasm Resources Information Network (GRIN) - 2494 samples, CIMMYT collection - 371 samples, 48 accessions from «Arsenal» collection. Wheat cultivars from GRIN were presented by different genetic groups: diploid, tetraploid, hexaploid, and lines of Aegilotriticum sp. Accessions Anderson (USA), Alondra, Azteca, Gambridge 010, BW28 (Mexico), P8917-B4D4, UM 6001 (Canada), Paganuzzi (Italy), G2292 (Iraq), - WIR 38555 (Georgia), PI 276007 - 103 (Spain), CNT 1, BH 941, Trareano (Brazil), Mole II, Klein Impacto (Argentina), Experiment station no. 85 (Bulgaria), local samples from Afghanistan and others were presented the greatest interest among cultivars of spring soft wheat T. aestivum subsp. aestivum.
Keywords. S. nodorum, S. tritici, pathogens, wheat, infection nursery, resistance cultivars.
Всероссийский НИИ фитопатологии
УДК 632.4, 632.938, 633.16
Карликовая ржавчина -прогрессирующее заболевание ячменя
А.В. ДАНИЛОВА,
младший научный сотрудник Всероссийского НИИ биологической защиты растений Г.В. ВОЛКОВА,
заведующая лабораторией иммунитета зерновых культур
к грибным болезням
В России ежегодно засевают ячменем более 10 млн гектаров пашни [2]. Серьезную опасность для урожая культуры представляют патогенные грибы, среди которых немаловажную роль играет карликовая ржавчина (возбудитель Puccinia hordei ОИ1п). Этот патоген наносит значительный ущерб во многих регионах мира [8, 10]. Эпифитотийное развитие болезни приводит к зна-
