CC BY
15СОРТОВИВЧЕННЯ ТА СОРТОЗНАВСТВО
УДК 633.12:633.171:631.527:631.531.1
Л. I. Перевертун, кандидат с'льськогосподарських наук Lperevertun@mail.ru
А. М. Проданик, кандидат с'льськогосподарських наук
PanicumUA@mail.ru
ННЦ «Институт землеробства НААН»
С. О. Ткачик, кандидат сльськогосподарських наук
s-s-tk@ukr.net
УкраТнський нститут експертизи сор^в рослин
Стшккть до рас сажки нових сорлв проса
Проведено оцнку расоспециф1чно'[ стйкост1 19 сорт'в проса, як1 вперше занесено до Державного реестру сорт'в рослин, придатних для поширення в Укра'ш1 на 2013 р'к (дал1 -Реестр). Виявлено, що майже половина сорт'в уражуються всма расами сажки, частина з них - стшй лише до першогрупи и рас, / немае жодного сорту, стшкого до всх рас ц1е'[хвороби. Зроблено висновок про необх1днсть проведення експертизи сорт'в проса на стйксть до рас сажки.
Ключов1 слова:
просо, сорт, селекщя на iмунiтет, збудник хвороби, раси сажки, патотип, спори, расоспецифiчна стмюсть, вiрулентнiсть, агресивысть, диференщатори.
Вступ. Створення нових сорлв е одним з найбтьш економiчно випдних, еколопчно без-печних i ефективних шляхiв пщвищення врожай-носд рiвня и стабiльностi та полiпшення якостi продукци. Одним з прiоритетних напрямiв сучас-ноТ селекцiT е створення сорлв, стiйких до хвороб та шюдниюв.
Найбiльш шкодочинною хворобою проса е сажка звичайна, яку спричинюе збудник грибкового походження Sphacelotheca panicimiliacei (Pers.) Bub. з роду Ustilago [1]. Вона уражуе лише цю культуру, тобто е специфiчною. Патоген е поширеним у вах зонах, де вирощують просо. У разi сильного його розвитку значно зменшуеться урожай (на 20-30% i бшьше), зерно мае низьку яюсть та може виявитися непридатним для хар-чових та кормових потреб. Зокрема, у разi за-бруднення проса нав^ь на 0,5-1% спорами сажки каша стае неявною. Спори сажки, що разом iз зерном потрапляють у Тжу людини або в корм худобу зумовлюють розпад еритроцитiв i уражу-ють паренхiмнi тканини (печiнка, нирки) [2].
Сажка проса (як i вс сажковО е вузькоспе^а-лiзованим збудником хвороби, подiляеться на ще бiльш вузькоспецiалiзованi фiзiологiчнi раси, як здатнi уражувати певнi сорти рослини-госпо-даря [3]. На цей час вщомо 13 рас сажки проса, яю вiдрiзняються за вiрулентнiстю, агресивыстю, географiею поширення [4].
На початку розвитку селекцп взагалi не були вiдомi форми проса зi стiйкiстю до сажки [5, 6]. Поштовхом для успiшного розвитку селекцп на iмунiтет до сажки стало виявлення М. С. Шульгою ще в 1938 роц на Веселоподолянсьюй дослiднiй станцiT' на фон штучного заражен-ня мiсцевою популя^ею сажки колекцiйного зразка № 1843 (кат. В1Р 8763), стiйкого до сажки. Як з'ясувалося тзыше, цей зразок був стм-ким одночасно до 9 рас першот групи (№ 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11). Шляхом схрещування цього зразка зi сприйнятливим до сажки сортом Весе-лоподолянське 367 у перюд 1948-1952 роки в ниышньому 1нститут бiоенергетичних культур i цукрових буряюв НААН (IБКiЦБ НААН) був створений сорт проса ВН1С 29. Хоч вн через не-достатнiй рiвень урожайностi та недосить високо-яксне зерно не отримав державно'' реестрацп, однак завдяки стiйкостi до сажки його стали вико-ристовувати для селекцмнот роботи як донора цет ознаки [7].
У ННЦ «Институт землеробства НААН» про-фесор I. В. Яшовський розробив високоефектив-ний метод створення iмунних до сажки сортв проса шляхом введення в геном сортв з бажа-ними ознаками домшантного гена вiд стйких до сажки форм (що несуть домнанты алелi гена iмунностi) на основi насичуючих схрещувань [8].
За допомогою цього метода у ниышньому
Стмюсть до рас сажки нових сор^в проса
ННЦ «Институт землеробства НААН» та на Весе-лоподiльськiй дослiдно-селекцiйнiй станцiT (1БЮЦБ НААН) були вперше створенi високоврожайы, iмуннi до сажки сорти проса 1мунне 366 i Китв-ське 31, яю е стiйкими одночасно до першот гру-пи рас сажки. На основi сорту Китвське 31 як донора слйкосл був створений перший офiцiйно зареестрований в Украты в 1972 роц сорт проса Рубiн 2, стмкий одночасно до першоТ групи рас сажки [9].
У подальшому, шляхом пбридизацп та добо-рiв на фон штучного зараження сажкою, з ви-користанням сортiв ВН1С 29, 1мунне 366, КиТв-ське 31, РубЫ 2 селекцiонери створили новi сорти проса Веселоподолянське 632, Сонячне, Китвське 87, Китвське 96, Саратовське 2, Саратовське 3, Росинка, Орловський карлик, Горлинка, Харювське 31, Харювське 71, Сяйво, Новокитвське 01, Омрiя-не, яю отримали державну реестра^ю [10, 11]. Уа вони широко впроваджен в сiльськогосподарське виробництво i протягом багатьох рокiв не втрача-ють стiйкостi до першот групи рас сажки завдяки наявност в тхньому геномi блоку геыв стiйкостi БрИ 1. Як виявилося тзыше, всi згаданi вище сорти е досить сприйнятливими до ураження найбшьш вiрулентними i агресивними расами 2, 3 i 12 [12].
У ННЦ «Институт землеробства НААН» про-фесор I. В. Яшовський багато рокiв працював над вивченням расоспецифiчноT' стiйкостi до сажки проса, вш удосконалив методику iмуно-генетичного аналiзу i розробив споаб вщтво-рення генетично чистого спорового мaтерiaлу. За результатами iдентифiкaцiT' рaсоспецифiчноT' вiрулентностi вiн iдентифiкувaв стaбiльну та об-межену кiлькiсть - 12 патотитв сажки, пошире-них в европейських i aзiaтських кратнах. Усе рiз-номaнiття генотипiв проса за рaсоспецифiчною стiйкiстю до сажки можна об'еднати в 3 основы групи рас сажки: I група - раси №№ 1, 4, 5, 6, 8, 7, 9, 10 i 11 (9 патотитв), стмюсть до яких контро-люеться домнантними алелями умовного блоку генiв БрИ 1; II група - раси №№ 1, 5, 6, 9 i 2, стм-кiсть до яких забезпечуеться умовним блоком геыв БрИ 2; III група - раси №№ 6, 7, 8 i 3, стм-кiсть до яких зумовлена умовним блоком геыв БрИ 3 [13].
Серед наявних сортозразюв ще не були ви домi генотипи, стiйкi одночасно до патотитв двох, а тим бшьше всiх трьох груп. £диним сортом, що характеризувався груповою стмюстю одночасно до пaтотипiв сажки першот й другот груп, виявився сорт Чaрiвне селекцiT ННЦ ««н-ститут землеробства НААН». За остaннi роки в
ННЦ «Институт землеробства НААН» експери-ментально створено ряд селекцмних гомози-готних лiнiй - джерел iмунностi проса з рaнiше невромою груповою стiйкiстю одночасно до двох рiзних груп пaтотипiв сажки. Створено три новi генетичнi джерела стйкост одночасно до першот й третьот груп пaтотипiв сажки, якi характеризуются також високою продуктивнiстю та ншими господaрсько-цiнними ознаками. Вони занесет до реестру Нацюнального центру гене-тичних ресурсiв рослин Укратни тд номерами: лiнiя 790 - Ш16044, 791 - Ш16045 та 797 -1Ы16046. Лнп 823 та 992-01 е джерелами стйкос-т одночасно до першот i другот груп пaтотипiв сажки. Видтено генетичнi джерела специфiч-ного, раыше невiдомого поеднання одночаснот груповот стйкост або стiйкостi до певних патотитв сажки рiзних груп вiрулентностi (лнп 58598, 471-02, 1523-01 1709-02 та ш.) завдяки вщ-чутному збiльшенню рiзномaнiтностi расоспе-цифiчноT iмунностi в нащадках штучних гiбридiв [14]. Однак у генофондi проса немае зразкв, стiйких одночасно до всх рас сажки, тому досш-дження зi створення генетичних джерел, стйких до всiх рас сажки, е важливим завданням селек-цп на iмунiтет.
В Украты до цього часу нaйпоширенiшими расами були 1, 3, 4, 5. За досшдженнями профе-сора I. В. Яшовського, в Китвсьюй облaстi почала прогресувати друга раса, яка охопила вже бшь-шу частину Росп [15]. Тому здмснення контролю за стмюстю сортiв проса та виявлення джерел стйкост до збудника на расовому рiвнi, а також створення сортв, iмунних до цет хвороби, е ак-туальним завданням.
У 2011 роц фaхiвцi ННЦ «Институт землеробства НААН» виявили нову, 13 расу сажки, яка мала нший, вщмнний вiд iнших рас, код ураження диференцiaторiв. Вiрулентнiсть i агре-сивнiсть новот раси вивчали в 2013 роц на 115 сортозразках, серед яких 69 форм виявилися стйкими до цет раси, 46 сортозразюв були ура-жеы, тобто тт вiрулентнiсть становила 40%. У подальшому вивчення цет раси буде продовжено.
Матерiали та методика дослщжень. Вивчали рaсоспецифiчну стiйкiсть до сажки 19 за-реестрованих сортiв проса. Оцiнку лнм за ра-соспецифiчною стiйкiстю до сажки проводили на нфекцйних фонах штучного зараження, що створювали шляхом роздтьнот нокуляцп на-сiння спорами кожного з 12 патотитв сажки, зiбрaних в Украты та в кратнах СНД. Збудниюв пaтотипiв сажки розмножували та тдтримували
СОРТОВИВЧЕННЯ ТА СОРТОЗНАВСТВО Стмюсть до рас сажки нових сор^в проса
в генетичнй чистот за вiдповiдними методич-ними рекомендацiями з використанням спец-ально пiдiбраних генотипiв рослин проса - ди-ференцiаторiв. Як диференцатори використо-вували сорти проса Радуга, Лшове, лiнiя 1245, КиТвське 87, Масловський 3, Саратовське 2, Бла-годатне, колекцйн зразки В1Р - 1456, К-8751 та лiнiю 832, видшену iз сорту 1лыновське [16].
Штучну iнокуляцiю насiння сортiв, селекцй-них лiнiй i гiбридiв здшснювали шляхом опу-дрювання зерна проса спорами збудникв вщ-повiдних рас сажки у клькост 0,3-0,7% маси на-сiння. Заспорене насiння висвали в одноразовiй повторностi, через кожн 10 номерiв висiвали стандарти - сорти Омрiяне i Миронiвське 51 на дшянц площею 0,7 м2.
Польовi дослiди проводили в ДП «Дослдне господарство «Чабани» ННЦ «Институт земле-робства НААН» у селекцмно-наанницькм сво-змiнi на лучно-чорноземних крупнопилувато-суглинкових грунтах.
Результати дослiджень. У ходi дослiджень стiйкостi 19 сортв проса до 12 рас сажки вияв-лено, що 8 з них уражувались усма расами сажки (42,1%), 9 - були стйкими лише до рас пер-шоТ Тх групи (47,9%), але сприйнятливими до ду-
же вiрулентних патотипiв другоТ та третьоТ груп, i 2 сорти (Бiла альтанка i Вiтрило) уражувались 6 расами (див. табл.). Слд зазначити, що в досл-дi не було жодного сорту проса, стмкого до всх 12 рас сажки. З лтературних джерел вiдомо, що серед великого рiзноманiття сортiв i лнм проса немае жодного, стмкого до всiх вiдомих рас сажки [15].
Аналiз сортiв проса свщчить, що 4 сорти, створенi та офщмно зареестрован ранiше (Ми-ронвське 51, КиТвське 87, Харкiвське 31 i КиТвське 96, за винятком Миронвського 51), були стмкими до I групи рас сажки, як контролю-ються умовним блоком генв БрИ 1. Сорти проса, занесен до Реестру за останн 5 рокв - Оли тан, Вiтрило, Козацьке i Бша альтанка, за винятком сорту Козацьке, уражувались бiльшiстю рас сажки (див. таблицю). Все це свщчить про те, що в селекцмних установах у процесi створен-ня сортв проса не використовують джерел ра-соспецифiчноТ стiйкостi до сажки i не проводять оцiнку селекцмного матерiалу на штучному н-фекцмному фонi. Така роботу, судячи з даних, наведених у таблиц, виконують лише в ННЦ «Институт землеробства НААН» та Iнститутi рос-линництва iменi Юр'ева НААН.
Таблиця
Расоспециф1чна ст1йк1сть до сажки нових сорт1в проса (2011-2013 рр.)
Сорти Ураження расами сажки, %
Rs 1 Rs 2 Rs 3 Rs 4 Rs 5 Rs 6 Rs 7 Rs 8 Rs 9 Rs 10 Rs 11 Rs 12
Бта альтанка 0* 80** 80 0 0 20 0 80 30 0 0 У***
Верило 0 У У 0 0 0 0 У 0 20 25 60
Веселоподолянське 16 У 40 40 У 50 30 25 30 50 40 30 У
Денвкське У 50 30 30 60 40 50 20 15 0 30 50
Золотисте У У У У У У У У У 60 У У
Золушка У 50 40 20 60 20 40 50 20 40 30 50
Козацьке 0 90 90 0 0 0 0 70 0 0 0 70
КиТвське 96 0 30 50 0 0 0 0 0 0 0 0 40
КиТвське 87 0 40 50 0 0 0 0 0 0 0 0 У
Константинвське 0 30 60 0 0 0 0 0 0 0 0 У
Лана 60 У 50 60 У У У 75 70 70 50 60
Миронвське 51 70 50 50 50 80 50 80 50 60 50 30 У
НовокиТвське 01 0 60 30 0 0 0 0 0 0 0 0 10
Омрiяне 0 20 25 0 0 0 0 0 0 0 0 20
ОлЬан У У У У У У У У У 80 У У
Полтавське золотисте 15 30 30 20 60 20 50 40 40 10 20 30
Слобожанське 0 50 70 30 60 30 50 50 40 0 0 20
Тавршське 0 60 40 0 0 0 0 0 0 0 0 70
Харкiвське 31 0 50 У 0 0 0 0 У 0 0 0 70
Ювыейне 0 У У 0 0 0 0 У 0 25 0 У
* Не уражено. ** % уражених рослин. *** Уражено понад 70% рослин.
Стмюсть до рас сажки нових сор^в проса
Слд зазначити, що селекцiйнi дослiдження стйкост до рас сажки потребують великих затрат прац, додаткових площ та висококвaлiфi-кованих фaхiвцiв. Виходячи iз завдань, якi ставить сучасне сльськогосподарське виробни-цтво, актуальною залишаеться проблема ство-рення сортв проса, стiйких до сажки, яка спри-чинюе зменшення урожаю та значною мiрою погiршуе якiсть продукцп.
Видiлення чистот культури пaтотипiв сажки, розмноження та пдтримання тх у генетичнй чис-тотi потребуе високого рiвня знань та профе-сйного досвiду. Заклади експертизи державнот системи охорони прав на сорти рослин лише розпочинають роботу з оцнки сортв проса на стмюсть до рас сажки на штучному нфекцмно-му фон. Сьогодн для оцнки сортiв проса, якi проходять квaлiфiкaцiйну експертизу для державнот реестрацп, слiд використовувати досвiд i
науково-методичн напрацювання фахiвцiв ННЦ «1нститут землеробства НААН» щодо оцiнки сор-тв за расоспецифiчною стiйкiстю до сажки на нфекцмних фонах штучного зараження шляхом укладання вщповщноТ угоди.
Висновки. Дослдження 19 сортiв проса на стмюсть до 12 рас сажки виявили, що 8 з них уражувались усма расами сажки (42,1%), 9 -були стйкими лише до рас першоТ Тх групи (47,9%), але сприйнятливими до дуже вiрулентних пато-типв другоТ та третьоТ груп, i 2 сорти уражувались шiстьма расами. Аналiз свiдчить, що у процесi селекци сортiв проса, створених протя-гом останнх рокiв, не використовували джерел стйкост до рас сажки. Оцнку сортiв проса на расоспецифiчну стшккть до сажки необхiдно проводити гпд час науково-технiчноТ експертизи сортiв рослин, за результатами якоТ здмснюеть-ся Тх державна реестраця.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Каратыгин И. В. Определитель грибов СССР. Порядок головневые / И. В Каратыгин, З. М. Азбукина / Вып. 1. - Л. : Наука, 1989. - 2202 с.
2. Тихонов Н. П. Патогенные свойства, конкурентоспособность и география распространения рас головни проса / Н. П. Тихонов, Т. В. Тихонова // Защита растений от вредителей и болезней на Юго-Востоке Россиии : сб. науч. работ Саратовской госуд. с.-х. академии. - 1994. - С. 147-153.
3. Яшовський I. В. Генетиконмунолопчы аспекти селекци проса / I. В. Яшовський // Вюник аграр. науки. - 2000. - № 2. - С. 29-30.
4. Проданик А. М. Расовий склад збудникв сажки проса [Sorosporium destruens (Schlecht) Yanki] i вщтворення Тх колекци в патотиповм чистот / А. М. Проданик // Зб. наук. пр. ННЦ «1нститут землеробства УААН». - К. : ВД «ЕКМО», 2009. -Вип. 3. - С. 127-131.
5. Вавилов Н. И. Избранные труды / Н. И. Вавилов. -T. V. - М. ; Л. : Наука, 1965. - С. 40-94.
6. Попов И. В. К изучению проса - Panicum miliaceum L. / И. В. Попов // Вестник опытного дела среднечер-ноземных областей. - 1924. - С. 84-93.
7. Яшовский И. В. Селекция и семеноводство проса / И. В. Яшовский. - М. : Агропромиздат, 1987. - 256 с.
8. Яшовский И. В. Генетико-иммунологические и методические аспекты повышения эффективности изучения и селекционного использования генофонда проса (Panicum miliaceum L.) / И. В. Яшовский, А. П. Овдиенко-Озадовская, О. И. Рудник, А. М. Проданник // Тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. [Генетические ресурсы культурных растений] (Санкт-Петербург, 13-1б нояб. 2001 г.). -
СПб. : ВИР, 2001. - С. 491-492.
9. Яшовский И. В. Генетические основы и методы селекции проса на устойчивость к головне / И. В. Яшовский, А. П. Овдиенко // Селекция проса на качество зерна и устойчивость к болезням. -М. : Колос. - 1979. - С. 52-63.
10. Яшовський I. В. Особливосп успадкування I проя-ву та генетичного зчеплення щентифкацмних оз-нак зернвки I расоспециф1чнот ст1йкост1 проса до сажки / I. В. Яшовський, А. М. Проданик, О. I. Рудник // Фактори експериментальнот еволюци оргаызм1в : зб. наук. пр. - К. : Аграр. наука, 2003. - С. 217-222.
11. Константинов С. И. Направления и результаты селекции проса в Лесостепи Украины / С. И. Константинов, С. Н. Горбачева, Д. К. Егоров // Биол. и экон. потенциал зернобобовых, крупяных культур и пути его реализации. - Орел, 1999. - С. 281-288.
12. Курцева А. Ф. Просо / А. Ф. Курцева // Идентифицированный генофонд растений и селекция. -СПб, 2005. - С. 834-841.
13. Нов1 генетичн донори груповот расоспециф1ч-нот ст1йкост1 проса до сажки / [I. В. Яшовський, А. М. Проданик, О. I. Рудник та ¡н.] // Матер1али наук.-практ. конф. молодих вчених [Стаб1л1зац1я землекористування та сучасн агротехнологи], (Ча-бани, 24-26 листоп. 2003 р.). - Чабани : Ы-т землеробства УААН, 2003. - С. 117-118.
14. Нов1 донори ст1йкост1 проса до комплексу рас сажки, особливост1 т'т успадкування I прояву та ви-користання в селекци / [I. В. Яшовський, А. П. Ов-д1енко-Озадовська, Л. О. Денисюк та ¡н.] // Удоско-налення метод1в селекци та наснництва зернових, зернобобових та круп'яних культур : зб. наук. пр. -
Стмюсть до рас сажки нових сор^в проса
К. : Ы-т цукрових буряк1в, 1997. - С. 26-37.
15. Тихонов Н. П. Способ расовой дифференциации спорообразцов головни проса / Н. П. Тихонов // Открытие-изобретение. - М. : ВНИИТИ, 1991. -№ 22. - С. 9.
16. Жук Г. П. Селекционные особенности создания
ценных генотипов проса с расоспецифической устойчивостью к головне : автореф. дис. на соиск. ученой степ. канд. с.-х. наук : спец. 06.01.05 «Селекция и семеноводство с.-х. растений» / Г. П. Жук. -Брянск, 2001. - 27 с.
УДК 633.12:633.171:631.527:631.531.1 Л. И. Перевертун, А. М. Проданик, С. А. Тка-чик. Устойчивость к расам головни новых сортов проса // Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин : наук.-практ. журн. - 2014. - № 3 (24). - С. 10-14.
Проведена оценка расоспецифической устойчивости 19 сортов проса, которые впервые внесены в Государственный реестр сортов растений, пригодных для распространения в Украине на 2013 год. Обнаружено, что почти половина сортов поражается всеми расами головни, часть из них - устойчивы только к первой группе ее рас, и нет ни одного сорта, устойчивого ко всем расам этой болезни. Сделан вывод о необходимости проведения экспертизы сортов проса на устойчивость к расам головни.
Ключевые слова: просо, сорт, селекция на иммунитет, возбудитель болезни, расы головни, патотип, споры, расоспецифическая устойчивость, вирулентность, агрессивность, дифференциаторы.
UDC 633.12:633.171:631.527:631.531.1 L. I. Perevertun, A. M. Prodanyk, S. A. Tkachyk.
Resistance of new common millet varieties to smut races // Sortovyvchennya ta okhorona prav na sor-ty roslyn : naukovo-praktychnyi zhurnal (Plant Varieties Studying and Protection : journal of applied research). - 2014. - № 3 (24). - P. 10-14.
Race-specific resistance of 19 common millet varieties that are firstly listed on the State Register of Plant Varieties Suitable for Dissemination in Ukraine in 2013 is assessed. It is found that almost half of the varieties are infected with all smut races, part of them is resistant only to the first group of smut races, and there is no variety to be resistant to all races of this disease. It is concluded that common millet varieties are needed to be examined for resistance to smut races.
Keywords: common millet, variety, immunity breeding, pathogen, smut races, pathotype, spores, race-specific resistance, virulence, aggressiveness, differentiating elements.
Hagmw^a 22.04.2014 p.
