CC BY
43
Второй Международный симпозиум по желтой ржавчине пшеницы
М. КОИШЫБАЕВ,
главный научный сотрудник
Казахского НИИ
защиты и карантина растений
Симпозиум состоялся 28-30 апреля в Измире (Турция) на базе регионального центра по ржавчинным болезням зерновых культур. Он был организован Министерством сельского хозяйства Турции (Turkish Ministry of Food, Agriculture and Livestok), международными центрами ИКАРДА (ICARDA - International Center for Agricultural Research in the Dry Areas), СИММИТ (CIMMYT - International Maize and Wheat Improvement Center), BGRI (Borlaug Global Rust Initiative) и ФАО. В его работе приняли участие ученые из 41 страны. На пленарном заседании было заслушано около 30 докладов и представлено более 50 постерных докладов.
Проблема желтой ржавчины угрожает продовольственной безопасности многих стран мира. И, как подчеркнул генеральный директор ИКАРДА Махмуд Солх, для ее решения необходима консолидация усилий ученых разных стран и поддержка международных организаций.
Первую сессию симпозиума провел Али Осман Сари (Генеральный директорат сельскохозяйственных исследований (GDAR) Министерства продовольствия и сельского хозяйства Турции). По словам М. Бурака (GDAR), эпифитотийное развитие желтой ржавчины в 1991, 1999 и 2010 гг. привело к огромным потерям урожая. Из 49 научных центров страны по сельскохозяйственным исследованиям 14 занимаются этой проблемой, а в 10 экологических пунктах проводится оценка
устойчивости сортов к болезни. Р. Кофман (Корнельский университет США) указал, что в создании устойчивых к видам ржавчины сортов пшеницы важное значение имеют биотехнология и дикие виды. Координатор субрегионального отделения ФАО по Центральной Азии М. Синасеур рассказал о технической поддержке, которую оказывает эта организация странам в выполнении программ защиты растений от вредителей и болезней.
Вторую сессию, посвященную анализу распространения желтой ржавчины пшеницы, провел известный ученый Р. Макинтош (Университет Сиднея, Австралия). С докладами выступили ученые из США, Дании, Мексики и Турции. Ф. Пар-ди (Университет Миннесоты, США) указал, в каких регионах мира эта
Участники симпозиума
болезнь наиболее распространена и опасна. По климатическим условиям около 72 % площадей пшеницы в мире могут быть подвержены поражению, на 42 % из них болезнь развивается заметно. Это - большая часть территории Северной и Южной Америки, Северной Африки, Азии и Европы. Если в 1961-1999 гг. потери урожая пшеницы от болезни не превышали 0,5-1 %, то в 2000-2012 гг. достигли 5,7 %, или более 1 млрд долл. США. Он отметил и опасность новой расы стеблевой ржавчины ид99, которая может создать угрозу для продовольственной безопасности населения во всем мире. Заметное влияние на производство зерна она окажет через 10-12 лет. Чтобы снизить потери урожая пшеницы от ржавчинных болезней, ежегодно нужно выделять на исследования до 50 млн долл. США.
М. Ховмоллер (Глобальный центр по ржавчине, Университет Аархус, Дания) сообщил, что исследования в стране осуществляются в тесном сотрудничестве с СИММИТ, ИКАРДА и BGRI. Чтобы исключить риск распространения новых рас желтой ржавчины в страны Скандинавии, тестирование изолятов проводится в условиях теплицы. В 2010-2013 гг. широкое распространение имели от 1-2 до 3-4 рас. Среди центрально-азиатских изолятов обнаружена новая агрессивная раса. К сожалению, для идентификации новых рас недостаточно молекулярного генотипи-рования.
Х. Браун (СИММИТ, Мексика) рассмотрел стратегии текущего и длительного контроля этого заболевания. Он указал на стремительное увеличение его ареала, за 10 лет оно распространилось в Азии и Восточной Африке, где встречаются устойчивые к высокой температуре расы возбудителя. Применение фунгицидов для защиты пшеницы от видов ржавчины проблематично, так как нужно обрабатывать десятки или сотни миллионов гектаров. Наиболее эффективным приемом контроля болезни остается создание ус-
тойчивых сортов пшеницы. Большой прогресс в этом направлении достигнут в Турции, Дании, США, Кении и ряде других стран. Молекулярная селекция комбинированием 3-4 генов должна сыграть ведущую роль в создании сортов пшеницы, устойчивых к нескольким видам ржавчины. В будущем можно использовать клонирование генов и мутацию, однако общество пока не готово для трансгенной селекции пшеницы.
К. Назари (ИКАРДА, Турция) - кол-лаборатор проекта по ржавчине -отметил, что за 20 лет произошли 2 эпифитотии болезни и 2 мутации генов устойчивости. Для эффективного химического контроля необходимо своевременное информирование фермеров и госорганов для принятия решений. Международные центры оказывают большую поддержку национальной программе страны. Для скрининга новые сорта отправляются в 32 страны мира. Защита пшеницы от желтой ржавчины должна предусматривать мониторинг фитосанитарного состояния посевов и обмен информацией, постоянный тренинг специалистов, анализ сортового разнообразия пшеницы, особенно в развивающихся странах, использование разнообразных генетических ресурсов для создания новых сортов.
Третья сессия симпозиума, прошедшая под председательством Р. Парка (Университет Сиднея, Австралия), была посвящена исследованиям особенностей патологии желтой ржавчины пшеницы. Он подчеркнул необходимость международного сотрудничества, организации систем мониторинга и обмена информацией о фитосанитарной обстановке. В каждой стране должен проводиться анализ расового состава патогена. Восприимчивые к видам ржавчины сорта следует снимать с производства. Еще не полностью определены маркеры устойчивости для молекулярной диагностики. Часто, кроме желтой ржавчины, присутствуют другие виды болезней. Для создания сортов, устойчивых к желтой, стеблевой и листовой ржав-
чине, необходима комбинация не менее 2-3 генов.
Д. Ходсон (СИММИТ) остановился на особенностях развития желтой ржавчины в Эфиопии. В 2010 г. ее эпифитотия охватила 600 тыс. га посевов. Для предотвращения потерь урожая проводилась обработка фунгицидами, затраты составили более 3,2 млн долл. США. В 2013 г. складывалась аналогичная ситуация, но благодаря своевременному уведомлению фермеры приняли эффективные меры контроля болезни, потери были минимизированы и собран рекордный для страны урожай. Если в 2010 г. почти все возделываемые сорта пшеницы были восприимчивы к желтой ржавчине, то в 2013 г. значительно возросла доля устойчивых сортов.
Дж.Г. Хансен (Университет Аархус, Дания) указал, что в период 19932014 гг проанализировано 4293 изо-лята Риаа1п1а striiformis из 32 стран Европы, Восточной Африки, Центральной и Южной Азии, Южной Америки. Патотипный состав возбудителя на разных континентах заметно различается. В последние годы увеличилась доля агрессивных рас гриба, в Европе стал вирулентным ген Yr25, не эффективен Yr27 в Южной Азии и Восточной Африке. В 2014 г. был проведен скрининг 241 образца пшеницы на устойчивость к листовой, стеблевой и желтой ржавчине. Для принятия оперативного решения о применении фунгицидов необходимо использовать возможности информационных технологий. Мониторинг позволяет определить фитосанитарную ситуацию по ржавчинным болезням, провести фено-типирование и генотипирование сортов пшеницы.
Ф. Дузунцели (ФАО, Италия) рассказал о глобальной программе ФАО по обеспечению продовольственной безопасности и технической поддержке стран в чрезвычайных ситуациях. Он также подчеркнул важность мониторинга фитосанитарного состояния посевов зерновых культур как в каждой стране, так и на глобальном уровне, тренин-
га фермеров, ускорения внедрения новых устойчивых к болезням сортов, государственной поддержки этой работы и координации исследований между учреждениями. Например, после эпифитотии желтой ржавчины в 2010 г. в Турции большое внимание уделяется обработке посевов пшеницы фунгицидами. Даже на устойчивых сортах этот прием позволяет повысить урожай на 10-30 %.
Эффективности фунгицидных обработок против желтой ржавчины был посвящен доклад Х.Р. Кутчера (Университет Саскачевана, Канада). Первая эпифитотия болезни в провинции Альберта отмечена в начале 2000-х гг., возможно, споры патогена были занесены воздушным потоком через океан. В 2011 г. эпифитотия повторилась, потери урожая восприимчивых сортов достигли 20-
35 %, сравнительно устойчивых -около 10 %. Величина сохраненного урожая была высокой при обработке посевов восприимчивых сортов в период колошения. Тенденция увеличения урожая имела место даже при обработке сортов пшеницы, обладающих умеренной устойчивостью к болезни (реакция MR).
На четвертой сессии симпозиума (председатель - М. Баум (ИКАРДА, Иордания)) были рассмотрены вопросы устойчивости пшеницы к болезни. В. Тадессе (ИКАРДА, Марокко) рассказал о селекции сортов мягкой пшеницы. Продуктивность этой культуры имеет важное значение, прежде всего, для густонаселенных стран Северной Африки и Западной Азии. С использованием зародышевой плазмы различных генотипов создаются сорта, устойчивые не только к видам ржавчины, но
и к абиотическим стрессам (засуха, высокая температура), с потенциальной урожайностью от 1,5-2 до 57 т/га. Применяются и методы молекулярной генетики и биотехнологии. Устойчивость сортов к желтой ржавчине должна поддерживаться применением фунгицидов, несмотря на затратность этого приема.
С. Раджарам (ИКАРДА) также считает, что фунгициды необходимо использовать, так как они увеличивают продолжительность жизни устойчивых сортов.
М. Кесер (Международная программа по улучшению озимой пшеницы - IWWIP, Турция) напомнил, что генотипы пшеницы по-разному реагируют на фунгициды. В Турции в настоящее время доля устойчивых сортов достигает 70-75 %, что свидетельствует о большом прогрессе.
Р. Шарма (ИКАРДА ЦАЗ, Узбекистан) сообщил, что эпифитотии желтой ржавчины в стране отмечаются регулярно. В последние годы стали поражаться ранее устойчивые к ней сорта. Селекционерами получено 8 линий, обладающих высокой устойчивостью к желтой ржавчине и хорошей продуктивностью.
На пятой сессии (председатель И. Озкан, GDAR, Турция) были рассмотрены генетические ресурсы селекции пшеницы на устойчивость к желтой ржавчине.
М. Памфри (Университет штата Вашингтон, США) рассказал, что в 2011 г. в северо-западном регионе страны произошло сильное развитие желтой ржавчины на пшенице. Был проведен скрининг 5000 образцов яровой (70 %) и озимой (30 %) пшеницы. Выявлены ювенильная устойчивость всходов к 2 расам патогена и линии,устойчивые к стеблевой ржавчине. Ключевыми для определения наличия в гермаплазме гена устойчивости являются молекулярные маркеры, они определены от 1А до 7Д.
Результаты национальных программ скрининга на устойчивость доложили А. Бари (ИКАРДА, Марокко), А.И. Моргунов (IWWIP, Турция), Дж.И. Мирза (Национальный центр
На опытном поле Центра ржавчинных болезней зерновых культур Турции
50
сельскохозяйственных исследований, Пакистан)
М.А.Дж. Абделбажи (Лаборатория генетики и селекции МАГАТЭ, Австрия) рассказал о создании устойчивых к желтой ржавчине сортов пшеницы путем обработки ионизирующими лучами. Получено более 3000 мутантов, в Кении проверена их устойчивость к видам ржавчины, отобраны 4 устойчивые линии.
Шестая сессия (председатель -Э. Лагуда, Государственная организация по научным исследованиям и производству, Австралия) была посвящена новым технологиям селекции пшеницы на устойчивость к желтой ржавчине. Л. Бойд (Национальный институт сельскохозяйственной ботаники, Кембридж) отметила большое сходство генетической структуры ячменя и пшеницы, что можно использовать при трансгенной селекции.
Р. Мехраби (Институт растениеводства и семеноводства, Иран) рассмотрел возможность транслокации гена устойчивости в коммерческие сорта с использованием бактерий или вирусов, М.С. Аккая (Средне-Восточный технический университет, Турция) - роль эффекторов в селекции пшеницы на устойчивость к Риаа1п1а striiformis.
Ю. Наруока (Университет штата Вашингтон, США) отметила, что для сохранения длительной устойчивости необходимо пирамидирование Yr генов.
З.А. Преториус (Университет Фри-Стейт, Южная Африка) указал на недостатки визуальной оценки пора-женности пшеницы к ржавчинным болезням и возможность применения для этой цели специальных сенсоров, с помощью которых можно провести и фенотипирование пшеницы по устойчивости к желтой ржавчине.
Седьмая сессия проходила под девизом «Семеноводство новых сортов и ускорение их продвижения от селекционных делянок до фермерских полей». Председатель -Х. Браун (СИММИТ, Мексика). З. Би-шоу (ИКАРДА, Эфиопия) сообщил,
что в стране ускоренно размножают устойчивые сорта. Первичное размножение семян проводится в Институте сельского хозяйства, а дальнейшее - в 3895 фермерскиххозяйствах, есть и государственные фермы, которые работают по специальным программам.
О. Амонов (Кашкадарьинский НИИ растениеводства и семеноводства, Узбекистан) и Х.М. Ахмадов (НИИ растениеводства, Таджикистан) рассказали об успехах национальных селекционных программ.
Восьмая сессия (председатель К. де Валавьель-Поп, Национальный институт сельскохозяйственных исследований, Франция) была посвящена учету изменчивости патогена в селекции пшеницы на устойчивость к желтой ржавчине. З. Кан (Лаборатория оценки устойчивости культур к биологическим стрессам, Китай) остановился на роли барбариса как промежуточного хозяина желтой ржавчины пшеницы в природных условиях. При инокуляции 35 его видов пшеничной формой Р. striiformis на 23 видах происходило образование эциоспор возбудителя. Сравнение изолятов гриба с пшеницы и барбариса с применением молекулярных маркеров показало их идентичность.
У. О. Чен (Институт защиты растений Академии сельскохозяйственных наук Китая) указал, что в 2009 г. желтая ржавчина сильно проявлялась в Центральном и Южном регионах страны, потери урожая достигли 20-26 %. На большой площади проводилась обработка посевов фунгицидами. В период 20082012 гг. проанализировано 4770 изолятов и выявлено 295 фенотипов вирулентности. Некоторые из них успешно заражают культуру при температуре выше 26 °С. Осуществляется скрининг гермаплазмы пшеницы и созданы мультилинейные сорта, устойчивые к желтой ржавчине.
На девятой сессии обсуждались эффективность внутрирегиональной работы и дорожная карта для ослабления эпифитотии желтой ржавчины (председатель С. Раджа-
рам, ИКАРДА). А. Яхьяуи (СИММИТ, Мексика) напомнил, что в 2002 г. на 2-й международной конференции по желтой ржавчине в Иране он указывал на большую опасность стеблевой ржавчины пшеницы, и тогда многие участники не обратили серьезного внимания на эту проблему. Желтая ржавчина «идет» на Запад. Она представляет большую опасность для регионов, где одновременно возделывается озимая и яровая пшеница, создается «зеленый мост». Необходимо снизить долю восприимчивых к видам ржавчины сортов пшеницы, вести разъяснительную работу с фермерами, наладить сотрудничество научно-исследовательских учреждений каждой страны с международными центрами, селекционеров с фитопатолога-ми. Научные центры в каждой стране должны иметь финансовые ресурсы, как, например, в Саудовской Аравии.
Были обсуждены и стратегии контроля желтой ржавчины пшеницы в разных странах. Ф. Оздемир (Турция) рассказал о системе мониторинга и оповещения фермеров об угрозе развития ржавчины для своевременного принятия мер по защите посевов. В селекционной работе главным приоритетом является урожайность, затем - качество зерна и устойчивость к болезням (ржавчина, септориоз). По этой же проблеме выступили ученые из Марокко, Пакистана, Йемена, Эфиопии, Ирана и других стран.
Участники симпозиума посетили Региональный центр по исследованию ржавчинных болезней зерновых культур и Национальный генбанк при Эгейском НИИ сельского хозяйства. Они ознакомились с лабораторными, тепличными и полевыми опытами по оценке изогенных линий пшеницы с Yr генами (питомник CWARTN), селекционного и коллекционного материала пшеницы. В генбанке в краткосрочном (при температуре -2-3 °С) и долгосрочном (-30 °С) хранении находятся десятки тысяч образцов зерновых, зернобобовых, масличных и других культур.
