Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетическое разнообразие яровой мягкой пшеницы по эффективной возрастной устойчивости к листовой ржавчине

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Генетическое разнообразие яровой мягкой пшеницы по эффективной возрастной устойчивости к листовой ржавчине"

СЮ3479623 На правах рукописи

Курбанова Патимат Магомедкадиевна

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ЭФФЕКТИВНОЙ ВОЗРАСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ К ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЕ

Специальность: 03.00.15 - генетика

i 5 О И Т 2ССЭ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 2009

003479623

Диссертационная работа выполнена в лаборатории иммунитета отдела генетики Государственного научного центра Российской Федерации Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н.И. Вавилова в 2005 - 2009 гг.

Научный руководитель: доктор биологических наук

Тырышкин Лев Геннадьевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Брач Нина Борисовна

кандидат биологических наук Гультяева Елена Ивановна

Ведущее учреждение: Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

Защита диссертации состоится « 28 » октября 2009 г. в 14.00 часов на

заседании Диссертационного совета Д 006.041.01 при Государственном научном центре Российской Федерации Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н.И. Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44; факс (812) 571-87-28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова.

Автореферат размещен на сайте www.vir.nw.ru и разослан «28» сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

'Зм^п В.А. Гаврилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Бурая или листовая ржавчина (возбудитель Puccinia triticina Erikss, syn.: P. recóndita Roberge: Desm. f. sp. tritici (Erikss) C.O. Johnston) - одна из наиболее распространенных и вредоносных болезней мягкой пшеницы Triticum aestivum L. Ежегодные потери урожая пшеницы от поражения листовой ржавчиной в нашей стране достигают 4,5%, в случае, когда эпидемия развивается рано и инфекция сохраняется до полного созревания пшеницы, потери возрастают до 50-70% урожая (Пруцков, 1970; Русаков, 1938; Чумаков, 1964).

Наиболее экономически выгодным и экологически безопасным методом борьбы с листовой ржавчиной является возделывание устойчивых сортов. Создание такого рода сортов на первом этапе включает поиск доноров эффективных генов устойчивости к болезни.

В настоящее время известно 63 локализованных в хромосомах Т. aestivum Lr (от leaf rust) генов устойчивости к листовой ржавчине (Mcintosh et al., 2007, Mcintosh et al., 2009). Большинство из них не эффективны против «современной» популяции листовой ржавчины в России. Из проростковых генов устойчивости только Lr9, Lr 19, Lr24 и LrAl высокоэффективны в России (Тырышкин, 2006; Тырышкин и др., 2006). При этом ген Lr 19 уже потерял свою эффективность в Поволжье и Волго-Вятском регионе (Вьюшков, 1998; Коваленко и др., 2003), отмечено появление клонов патогена, вирулентных к гену Lr24 в Поволжье (Маркелова, 2007), сообщается о потере эффективности гена Lr9 в Западной Сибири и на Урале (Мешкова и др., 2008).

Вследствие этого особое внимание должно быть уделено поиску доноров эффективных генов возрастной устойчивости (adult resistance). В СССР, а затем и в России выделено большое количество образцов мягкой пшеницы, устойчивых к болезни в фазе флаг-листа. Эти образцы идентифицированы достаточно давно и могут быть восприимчивы в настоящее время из-за изменения расовой структуры популяций P. triticina за последние годы.

Одним из возможных путей поиска источников возрастной устойчивости рассматривается изучение местных пшениц. По наблюдениям Н.И. Вавилова местные сорта пшеницы Дагестана, Азербайджана, Грузии представляют исключительную ценность для индивидуального отбора на устойчивость к ржавчине (цит. по Михайлова, 2006); местные формы из Китая, Северной Индии описаны как обладающие резко выраженным иммунитетом к болезни (Вавилов, 1986). Примером перспективности изучения местных форм является идентификация эффективных генов устойчивости к листовой ржавчине у местного сирийского сорта пшеницы Safas (Аманов, Одинцова, 1985) и у местного иранского образца PI289824 (Obert et al., 2005).

Цель работы - выявить разнообразие яровой мягкой пшеницы по эффективной возрастной устойчивости к листовой ржавчине и изучить генетический контроль признака.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить изменчивость структуры популяций Р. triticina в течение се-

зона вегетации хозяина для обоснования сбора инокулюма при создании искусственных инфекционных фонов для оценки устойчивости пшеницы к листовой ржавчине;

- оценить пораженность ржавчиной ранее выделенных источников возрастной устойчивости пшеницы к «современной» популяций Р. Шйста\

- оценить проростковую и возрастную устойчивость к листовой ржавчине образцов яровой местной пшеницы и выделить высоко устойчивые формы;

- изучить разнообразие выделенных устойчивых к ржавчине образцов яровой местной пшеницы по электрофоретическому спектру глиадинов и ДНК маркерам;

- разработать метод постуляции генов устойчивости взрослых растений к листовой ржавчине у проростков пшеницы;

- изучить характер наследования устойчивости к ржавчине у выделенных образцов яровой местной пшеницы.

Научная новизна. Выявлена высокая сезонная изменчивость генетической структуры популяций Р. ЫНста из Северного Кавказа и СевероЗападного региона. Показано, что при изучении структуры популяций Р. Гп-НЫпа по вирулентности к почти изогенным линиям серии Тэтчер следует, анализировать выборки объемом более 50 клонов возбудителя. Для создания искусственного инфекционного фона необходимо собирать инокулюм патогена с разных генотипов хозяина несколько раз в течение вегетационного сезона.

Показано, что известные гены возрастной устойчивости мягкой пшеницы Ьг12, Ъг\Ъ, Ьг22Ъ и Ьг34 не эффективны против «современной» популяций гриба из России.

Подавляющее большинство ранее выявленных источников возрастной устойчивости пшеницы к листовой ржавчине в настоящее время восприимчиво к болезни. Высокий уровень возрастной устойчивости образцов мягкой пшеницы к листовой ржавчине обусловливается сочетанием генов Ьг13 и ¿/•34.

В результате изучения 2100 образцов яровой местной пшеницы выделены 24 формы из Казахстана, обладающие высоким уровнем возрастной устойчивости к болезни. В результате анализа электрофоретического спектра глиадинов и 4-х ДНК маркеров показано, что выделенные образцы мягкой пшеницы генетически очень близки либо идентичны.

Выявлено, что молекулярные маркеры Р1.2245, Х§\уш630, Х§\¥т130 и ХЬагс352 не позволяют надежно идентифицировать образцы пшеницы, имеющие гены возрастной устойчивости ¿гЮ, ¿г 13 и ¿>34, с которыми они, по литературным данным, сцеплены.

Впервые показана специфическая индукция экспрессии генов устойчивости ЬгЮ, Ьг\\, Ьг\2, Ьг\Ъ, Ьг21+Ъ 1, ¿г34, ¿г46 и Ьг52 на отрезках листьев пшеницы под действием комбинации абиотических факторов (бензимидазол + температура); это явление может быть использовано для быстрого и надежного постулирования данных генов у образцов пшеницы.

Доказано, что возрастная устойчивость 11 образцов местной пшеницы из Казахстана контролируется двумя комплементарными рецессивными генами, одним из которых является ген Lr 13.

Практическая ценность результатов исследований. Впервые показано, что при изучении возрастной устойчивости пшеницы к листовой ржавчине растения следует инокулировать уредоспорами Р. triticina, собранными на разных генотипах, несколько раз за сезон вегетации хозяина. Выделенные по возрастной устойчивости к листовой ржавчине генетически охарактеризованные образцы местной пшеницы (кк-36619, 36627, 36684, 36708, 36758, 36762, 36778, 36685, 36872, 37128, 37159), могут быть рекомендованы для использования в селекции. Разработанный метод идентификации генов возрастной устойчивости у ювенильных растений пшеницы может быть использован для постуляции генов LrlO, Lrll, Lr 12, Lrl3, Lr27+31, Lr34, LrAb и Lr52. Показано, что ДНК маркеры F1.2245, Xgwm630, Xgwml30 и Xbarc352 не могут быть использованы для идентификации образцов пшеницы, имеющих, либо не имеющих гены устойчивости LrlO, ir 13 и Lr34.

Апробация работы. Результаты исследований доложены или представлены на: научной конференции «Стратегия и тактика защиты растений» (Минск, 2006); международных научно-практических конференциях «Вави-ловские чтения» (Саратов, 2007, 2008); П Вавиловской международной конференции (Санкт-Петербург, 2007); Всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых (Казань, 2008, 2009); международной конференции «Информационные системы диагностики, мониторинга и прогноза важнейших сорных растений, вредителей и болезней сельскохозяйственных культур» (Санкт-Петербург, 2008); конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГАУ (Санкт-Петербург, 2008, 2009).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 6 - статьи в изданиях, в которых рекомендуется публикация основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 108 страницах, содержит 12 рисунков, 22 таблицы. Состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 215 наименований, в том числе 101 - на английском языке.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная работа выполнена в 2005-2009 гг. в лаборатории иммунитета отдела генетики ГНЦ РФ Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н.И. Вавилова.

Материалом для исследований являлись образцы мягкой пшеницы из Мировой коллекции Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова. В изучаемый набор вошли: почти изогенные линии серии Тэтчер с генами возрастной устойчивости к листовой ржавчине, 272 образца мягкой пшеницы, устойчивых к листовой ржавчине по литературным данным; 2100 яровых

образцов местной пшеницы из 68 стран.

Оценку устойчивости к листовой ржавчине проводили по стандартным методикам. Для инокуляции использовали сборную популяцию возбудителя листовой ржавчины; инокулюм собирали на полях Дагестанской опытной станции ВИР и Пушкинского филиала ВИР с листьев нескольких (не менее 10) коллекционных образцов в несколько сроков вегетации. Учет типов реакции на заражение проростков проводили по шкале Mains, Jackson (1926), где 0 - отсутствие симптомов; 0; — некрозы без пустул; 1 - очень мелкие пустулы, окруженные некрозом; 2 - пустулы среднего размера, окруженные некрозом или хлорозом; 3 - пустулы среднего размера без некроза; е. п. - единичные пустулы среднего размера без некроза. В полевых условиях устойчивость образцов к ржавчине оценивали по показателю «процент пораженной поверхности флаг-листьев».

С целью определения генетической близости выделенных устойчивых к ржавчине образцов местной пшеницы провели анализ электрофоретических спектров запасных белков семян - глиадинов.

Генетический контроль устойчивости к листовой ржавчине изучали с помощью фитопатологического теста, STS и SSR анализов и гибридологического анализа.

Для проведения скрещиваний колосья материнских растений кастрировали вручную, опыление проводили с помощью твелл-метода (Мережко и др., 1973).

Соответствие между фактическими и теоретически ожидаемыми расщеплениями по устойчивости в гибридных комбинациях F2 оценивали по критерию /2 (Доспехов, 1979).

Полиморфизм популяций возбудителя листовой ржавчины по вирулентности оценивали с использованием шести образцов пшеницы, защищенных генами устойчивости: Lrl, Lr2a, Lrlb, Lr20, LrTi и Lr 19. Всего изучили сборы патогена с 6 образцов пшеницы в 2-х регионах (Северный Кавказ и СевероЗападный регион России).

Для сравнения выборок из популяций P. triticina использовали критерии, предложенные JI.A. Животовским (1982), а также критерий Стьюдента (Доспехов, 1979).

Статистические анализы проводили с использованием компьютерной программы Microsoft Excel 2007г.

СЕЗОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИЙ ВОЗБУДИТЕЛЯ ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЫ ПШЕНИЦЫ

Одним из важных методических аспектов изучения устойчивости пшеницы к листовой ржавчине является подбор инокулюма, используемого для заражения растительного материала. При изучении возрастной устойчивости к ржавчине у большого количества образцов технически очень трудно наработать в лабораторных условиях достаточное количество инфекции; значительно менее трудоемким является сбор пораженных в поле болезнью листь-

ев. При данном подходе встает вопрос, можно ли собирать инокулюм только в один срок, либо необходимы многократные его сборы в течение вегетации хозяина. В том случае, если генетическая структура популяции в течение вегетационного сезона остается относительно постоянной, очевидно, можно ограничиться однократным сбором, если же частоты аллелей вирулентности изменяются значительно, то необходимы многократные сборы для представленности в инокулюме как можно большего разнообразия по вирулентности (и агрессивности).

В данной части нашего исследования изучали сезонную динамику Р. Гп-йста по вирулентности к 6-и генам устойчивости в 2-х регионах России в 2007 и 2008 гг.

При сравнении выборок, содержащих различное количество клонов возбудителя ржавчины, из одного сбора в 2007 г. для популяций из Северного Кавказа и Северо-Западного региона выявили, согласно критерию идентичности, достоверные различия между выборками при анализе 25, либо 50 изо-лятов. При изучении 10-50 клонов выявляются существенные различия согласно критерию Стьюдента между выборками одного сбора по частотам вирулентности к 1-3 генам устойчивости пшеницы к листовой ржавчине (табл. 1). Различия между выборками были несущественны по двум критериям сравнения, если в каждой анализировали 100 изолятов патогена (Тырышкин, Курбанова, Колесова, 2007, Курбанова, 2008).

В течение 2-х лет в 2-х регионах при анализе не менее чем 100 клонов патогена наблюдали изменение показателей фенотипического разнообразия субпопуляций возбудителя листовой ржавчины пшеницы, собранных с одного генотипа растения хозяина в разные сроки вегетации.

Таблица 1. Значения критерия Стьюдента для разности частот клонов Р. ггШс'та, вирулентных к линиям с Ьг генами, в выборках различного объема из одной популяции (2007г.)___

Сравниваемые выборки (сорт, место сбора, дата) Клоны, шт. td, линия с геном Lr

1 2а 26 20 23 19

Siete Cerros, Дербент, 30.06. -Siete Cerros, Дербент, 30. 06. 10 50 100 0,87 0,84 0,56 0,45 1,46 0,29 3,18** 2,68* 1,31 1,96 1,01 0,98 2,45* 2,49* 0,73 2,45* 2,14* 0,66

Саратовская29, Пушкин, 07.08-Саратовская 29, Пушкин, 07.08. 10 50 100 4,2** 0,99 0,28 0 1,89 0,86 1,09 3,15** 0,57 0 0,89 0,43 0,43 1,45 0 1 0,71 0,51

* различия достоверны при Р>0,95

** различия достоверны при Р>0,99

Во всех случаях отмечена смена доминирующего фенотипа; выявлены значимые различия по среднему числу фенотипов в 2007 г. между сборами с сорта Siete Cerros на поле Дагестанской опытной станции ВИР и сборами с сорта Саратовская 29 на поле Пушкинского филиала ВИР. Различия по показателю «доля редких фенотипов» были несущественны для всех сравниваемых выборок клонов, собранных с одного образца пшеницы (Тырышкин,

Курбанова, Колесова, 2008).

Из 6 пар сравниваемых между собой выборок клонов Р. тпста, собранных с одного и того же генотипа пшеницы в 2 срока, в трех случаях показатели сходства между субпопуляциями значимо отличались от 1. Для 3-х пар сравниваемых сборов различия согласно критерию идентичности были статистически недостоверны (табл. 2).

Таблица 2. Критерии сходства (г) и идентичности (I) для выборок Р. ¡пйста_

| Сравниваемые сборы | г | I |

Пушкин 2007 г.

Саратовская 29,01.08 - Саратовская 29, 07.08 Дербент 2007 г. Siete Cerros, 22.06 - Siete Cerros, 30.06 0,71 0,80 45,62 48,61

к-23731, 03.06-к-23731,11.06 Дербент 2008 г. 0,74 70,06*

к-31474,03.06-к-31474,11.06 0,83 48,03

к-28683,07.08 - к-28683, 24.08 Пушкин 2008 г. 0,71 79,05*

к-48548,07.08 - к-48548,24.08 0,76 80,32*

* различия достоверны при Р>0,99

Однако по показателю критерия Стьюдента для разности генеральных долей частот аллелей вирулентности и для этих сборов различия достоверны (Курбанова, 2008). Таким образом, при изучении достоверных объемов выборок доказано статистически значимое отличие между сборами клонов Р. (пНста, собранных с одного и того же образца пшеницы в разные сроки, по признакам вирулентности к почти-изогенным линиям сорта Тэтчер. Это отличие объясняется либо постоянной иммиграцией уредоспор с растущих рядом генотипов хозяина, либо в результате изменения относительной жизнеспособности клонов патогена под действием абиотических факторов внешней среды.

В том случае, если верна первая гипотеза, то при сборе возбудителя ржавчины в качестве инокулюма для заражения растений с целью выделения высокоустойчивых форм достаточно один раз собрать зараженные листья как можно с большего количества генотипов хозяина; в случае верности второго предположения такие сборы следует проводить несколько раз за сезон вегетации пшеницы.

В 2008 г. провели общий сбор пораженных ржавчиной листьев коллекционных образцов мягкой пшеницы на полях Дагестанской опытной станции и Пушкинского филиала ВИР в 2 срока. В обоих регионах отмечены статистически значимые различия между выборками согласно критерию идентичности (г = 0, 65, I = 95,34 и г = 0, 54, I = 103,73 для сборов из Дербента и Пушкина, соответственно). Следовательно, и при анализе сборных выборок клонов патогена (объединенные сборы с разных сортов) наблюдается изменение структуры популяции в течение сезона вегетации пшеницы.

Поскольку полученные данные указывают на возможность резкого изменения структуры популяций возбудителя листовой ржавчины в течение се-

зона вегетации хозяина в работе по оценке устойчивости пшеницы к болезни в качестве инокулюма использовали смесь нескольких за сезон сборов патогена с различных генотипов хозяина.

ВОЗРАСТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ К ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЕ ОБРАЗЦОВ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ Поражаемость листовой ржавчиной почти изогениых линий серии Тэтчер и сортов - носителей известных Lr генов устойчивости взрослых

растений

В течение 4-х лет изучали пораженность почти изогенных линий с генами возрастной устойчивости к листовой ржавчине, а также сорта Pavón F76 (носитель гена Lr46) (Mcintosh et al., 2003). В набор изучаемых образцов были включены также линии ThLrlO, Thirl 1, ThLr52 и сорт Gatcher (гены ¿/"27+31), поскольку в используемых для инокуляции популяциях клоны патогена, авирулентные к ювенильным растениям этих форм отсутствовали (Тырышкин, Курбанова, 2009а), а в поле они поражались слабее, чем сорт Тэтчер (табл. 3).

Таблица 3. Максимальное развитие листовой ржавчины на растениях почти изогенных линий Тэтчер и сортах с известными генами устойчивости_

Образец

_ Год изучения__

2005 I 2006 I 2007 I 2008

Линии сорта Тэтчер с геном устойчивости

¿rlO 80 80 90 50

Lrll 80 80 80 50

Lr\2 70 70 80 50

Lrl3 60 70 70 40

Lr22a 70 60 70 30

Lr34 50 60 60 30

Lr35 70 70 80 40

Lr37 50 50 40 20

Lr52 30 40 30 10

Thatcher (Lr22b) 100 100 100 70

Сорта с генами устойчивости

Gatcher (¿r27+31) 50 60 50 30

Pavón F76 (¿rlO, 13,46) 40 30 40 20

Флаг-листья сорта Тэтчер были максимально поражены на 100%, что указывает на абсолютную неэффективность гена ThZr22b (присутствует в генотипе сорта Тэтчер (Mcintosh et al., 2003) против современной популяции Р. triticina.

Линии ThLrlO, Thirl 1, ThLrl2, ThLrl3, ThLr22a, ThLr34, ThLr35 и сорт Gatcher были максимально поражены на 70-80%, т.е. несмотря на то, что их флаг-листья поражены слабее, чем у сорта Тэтчер, они относятся к высоко восприимчивым формам. Линии ThLr52, ThLr37 и сорт Pavón F76 относятся к классу генотипов, умерено устойчивых к используемой для заражения популяции (табл. 3).

Таким образом, известные локализованные в хромосомах гены возрас-

тной устойчивости пшеницы к листовой ржавчине в настоящее время не являются высокоэффективными против популяции патогена из России и вряд ли поодиночке могут представлять интерес для селекции на устойчивость к болезни. Следовательно, поиск источников возрастной устойчивости и идентификация доноров признака является весьма актуальной задачей.

Характеристика по устойчивости к листовой ржавчине ранее идентифицированных источников резистентности яровой мягкой

пшеницы

Образцы яровой мягкой пшеницы Мировой коллекции Всероссийского института растениеводства им. Н.И. Вавилова неоднократно изучались по устойчивости к листовой ржавчине на искусственных и естественных инфекционных фонах, и из более чем 20000 форм было выделено 357 источников и доноров резистентности. Мы оценили возрастную устойчивость 266 из этих образцов (подбор материала осуществлен в.н.с. отдела генетических ресурсов ВИР Е.В. Зуевым).

Высокий уровень устойчивости отмечен только у 17 форм: TR/55P 6628, Эгисар 29, Пысар 29, АНК-4, isogenic line Thatcher Lr9, isogenic line Thatcher Lr\9, Stoa, Fox, Эритроспермум 609, JI 503, Л 505, Волгоуральская, Тулай-ковская 5, IAS 20-lassul, Saffran, Chris и Cocoraque 75, остальные образцы были отнесены к классу высоко восприимчивых (поражение флаг-листа на 70% и выше). Из этих 17 форм 15 были устойчивы и при инокуляции патогеном проростков, т.е. они защищены генами ювенильной устойчивости (Тырыш-кин, Зуев, Курбанова, Колесова, 2008). Для подавляющего большинства из них генетика устойчивости была изучена ранее и показано, что они имеют известные гены Lr9, Lr\9 и Lr2A (Тырышкин, 2006).

Только 2 образца - Chris и Cocoraque 75, проявляющие устойчивость в фазе флаг-листа, были восприимчивы на ранних стадиях онтогенеза. Генетический контроль их возрастной устойчивости также уже изучен: Chris имеет гены ЬЛЪ и L/-34, a Cocoraque 75 - Lrl3, 34, 27 и 31 (Mcintosh, et al., 2003). Следовательно, сочетание генов Lrl3 и ЬгЪА, обусловливает высокий уровень возрастной устойчивости пшеницы к листовой ржавчине.

Очевидно, что главной причиной восприимчивости подавляющего большинства ранее выделенных на искусственных инфекционных фонах источников возрастной устойчивости является различие в генетических структурах популяций P. triticina, используемых для инокуляции растений.

Устойчивость местных образцов мягкой пшеницы к листовой ржавчине

Образцы местной пшеницы из Закавказья: Хулуго, Лагодехис Грдзелта-ва, Доли Пури, Корбоули Доли, Гомборула, выделенные по неспецифической устойчивости к листовой ржавчине (Михайлова, Богуславский, 1984; Михайлова, 2006), в нашем исследовании были высоко восприимчивы к болезни (Тырышкин, Курбанова, Зуев, 2007), что может быть объяснено 2-мя причинами: 1. резким различием в вирулентности и/или агрессивности используемых для инокуляции популяций патогена; 2. различиями в методах зараже-

ния: мы инокулировали интактные растения в поле, а в оригинальной работе заражали отрезки флаг-листьев в бензимидазоле. Ранее неоднократно показана индукция устойчивости пшеницы к листовой ржавчине под действием данного химиката (Тырышкин и др., 2005; Тырышкин, 2007; Тырышкин, Колесова, Курбанова и др., 2008).

Местный сорт Safas из Сирии, описанный как высокоустойчивый к ржавчине (Аманов, Одинцова, 1985) в нашей работе был восприимчив (Тырышкин, Курбанова, Зуев, 2007).

Нами были отобраны 78 образцов местной пшеницы, которые по данным отдела генетических ресурсов пшеницы ВИР слабо поражались листовой ржавчиной не менее чем в 2 сезона вегетации на поле Пушкинского филиала ВИР (данные предоставлены в.н.с. отдела генетических ресурсов ВИР Е.В. Зуевым). Все они оказались высоко восприимчивыми как при искусственном заражении патогеном, так и на естественном инфекционном фоне (Тырышкин, Курбанова, Зуев, 2007). Очевидно, это связано либо со слабым развитием болезни в годы ранее проведенных оценок, либо с изменением ге-нотипического состава популяции патогена в Северо-Западном регионе России за последние десятилетия.

Мы изучили ювенильную устойчивость к ржавчине 2022 яровых образцов местной пшеницы из Мировой коллекции ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова. Не было идентифицировано ни одного устойчивого образца. При оценке этого же сортимента на возрастную устойчивость к болезни на естественном инфекционном фоне в 2005 г. 1100 образцов отнесены к классу высоко восприимчивых, 483 - умеренно восприимчивых, 397 - умеренно устойчивых, 42 - высокоустойчивых.

Частота форм, умеренно и высоко устойчивых к листовой ржавчине была выше, чем средняя по всем изученным образцам (20,1%) только для образцов из Северной Африки (Марокко и Египет), Ближнего Востока (Израиль и Палестина) и Центральной Азии (Казахстан, Таджикистан, Туркмения и Пакистан). Для изученных форм из Египта, Израиля, Марокко и Палестины этот показатель превышал 50% (Тырышкин, Курбанова, Зуев, 2007).

Очевидно, что сделанные ранее выводы о высокой частоте устойчивых к ржавчине форм из Индии, Китая и Закавказья вряд ли применимы к образцам местной пшеницы современной Мировой коллекции ВИР: среди 188, 109 и 199 форм из этих регионов, соответственно, частота умеренно устойчивых генотипов не отличалась от средней по 68-и странам, либо была ниже. Данное предположение подтверждается и тем фактом, что ни один образец из этих регионов не отнесен к классу высоко устойчивых.

Выделенные в 2005 г. на естественном инфекционном фоне умеренно устойчивые формы в 2006 г. были поражены в подавляющем большинстве случаев более чем на 50% (класс умеренно восприимчивых генотипов), и вряд ли могут рассматриваться как источники эффективных генов расоспе-цифической, либо расонеспецифической устойчивости.

Из 42 высокоустойчивых форм в 2006 г. к этому классу отнесены только 38 образцов, а из них в 2007 г. высоким уровнем возрастной устойчивости

обладали только 24 образца из Казахстана (табл. 4).

Проверка пораженности данных образцов болезнью в 2008 г. подтвердила их высокий уровень возрастной устойчивости. Эти формы были устойчивы к болезни и на фоне естественных эпифитотий, на поле Дагестанской опытной станции ВИР в 2006 и 2008 гг. (оценка проведена с.н.с. ДОС ВИР М.Э. Гашимовым).

Таблица 4. Характеристика образцов местной пшеницы, выделившихся по возрастной

устойчивости к листовой ржавчине (ПФ ВИР, 2005-2008 гг.)

№ по Разновидность Происхождение Тип реакции на Максимальное

каталогу (по каталогу ВИР) заражение развитие ржавчины,

ВИР P. triticina, фаза 1 -2 листа фаза флаг-листа, %

34653 caesium Казахстан 3 5

36619 caesium, feirugineum, lutescens, Казахстан 3 5

36627 caesium, ferrugineum Казахстан 3 5

36684 erythrospermum, ferrugineum Казахстан 3 5

36698 ferrugineum, lutescens Казахстан 3 5

36699 caesium Казахстан 3 5

36708 caesium, ferrugineum Казахстан 3 5

36740 caesium Казахстан 3 5

36744 ferrugineum Казахстан 3 5

36753 feirugineum Казахстан 3 5

36758 femigineum, lutescens, Казахстан 3 5

36760 ferrugineum Казахстан 3 5

36762 caesium, femigineum Казахстан 3 5

36778 caesium Казахстан 3 5

36819 caesium Казахстан 3 5

36865 caesium, ferrugineum Казахстан 3 5

36872 популяция Казахстан 3 5

36877 caesium Казахстан 3 5

37069 caesium Казахстан 3 5

37071 ferrugineum Казахстан 3 5

37128 caesium Казахстан 3 5

37151 caesium Казахстан 3 5

37159 caesium Казахстан 3 5

37174 caesium, erythrospermum, ferrugineum Казахстан 3 5

Полученные данные указывают на необходимость не менее чем 3-х летнего изучения возрастной устойчивости к ржавчине образцов мягкой пшеницы для надежного выделения высоко резистентных форм.

Теоретически, устойчивость выделенных образцов может контролироваться либо комбинацией известных генов, либо неизвестными генами, либо комбинацией известных и ранее не идентифицированных генов устойчивости.

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ УСТОЙЧИВОСТИ ОБРАЗЦОВ МЕСТНОЙ ПШЕНИЦЫ К ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЕ

Несмотря на то, что выделенные по возрастной устойчивости образцы местной пшеницы из Казахстана закаталогизированы под разными номерами

в коллекции ВИР, и по данным каталога включают в себя разные разновидности, все они схожи и однородны по фенотипу (проанализирвано не менее 100 растений каждого образца). На основании этого, а также общности происхождения можно было бы предположить их генетическую идентичность. Для проверки данного предположения провели анализ электрофоретического спектра запасных белков семян - глиадинов. У всех форм спектр глиадинов был идентичен, что указывает на то, что образцы генетически очень близки либо идентичны (Курбанова и др., 2009).

Использование ДНК маркеров для идентификации возрастных генов устойчивости к листовой ржавчине

Для идентификации генов устойчивости LrlO, Lr 13 и Lr34 у выделенных нами образцов местной пшеницы мы провели ПЦР с использованием прай-меров к STS и SSR локусам, по литературным данным, сцепленным с данными генами (Stepien et al., 2003; Suenaga et al., 2003; Schnurbusch et al., 2004; Seyfarth et al., 2000). В качестве контроля использовали сорта, защищенные данными генами (Mcintosh, et al., 2003), а также сорта, у которых данные гены отсутствуют (Тырышкин, Курбанова, 20096).

При использовании праймеров F1.2245 к локусу, сцепленному с геном устойчивости LrlO, у образцов местной пшеницы амплифицированные фрагменты не выявлены (пример электрофореза приведен на рис. 1). Продукты амплификации отсутствовали и у сорта Мауо 54, который по литературным данным имеет этот ген устойчивости (Mcintosh, et al., 2003), в то же время фрагменты ДНК размера 310 п.н. (характерно для образцов с геном LrlO (Stepien et al., 2003) амплифицировались у сортов Эскада 70, Заря, Родина, Piko, Rendezvouz, у которых ген LrlO отсутствует (Тырышкин, Курбанова, 20096).

M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Рис. 1. Продукты амплификации с использованием праймеров F 1.2245 к STS локусу, сцепленному с геном устойчивости LrlO

M - маркер молекулярной массы, 1 - Thatcher Lr\0, 2 - Mayo 54, 3 - Mayo 52, 4 - Prospect, 5 - Rob-lin, 6 - Прохоровка, 7 - Thatcher, 8 - Эскада 70, 9 - к-34653, 10 - к-36619, 11- к-36627, 12 - к-36684, 13 - к-36698, 14 - к-36699, 15 - к-36708, 16 - к-36740, 17 - к-36744, 18 - к-36753, 19 - к-36758

При использовании для ПЦР праймеров barc352 у всех образцов, включая сорт Тэтчер, отмечено наличие продукта амплификации с размером около 250 пар нуклеотидов, что характерно для растений, имеющих ген Lr34 (Schnurbusch et al., 2004) (рис. 2).

При использовании в ПЦР праймеров WMS130 к SSR локусу Xgwm 130, сцепленному с этим же геном устойчивости (Suenaga et al., 2003), продукты амплификации с размером 130 п.н., характерным для линии ThLr34, выявле-

ны у всех образцов местной пшеницы, однако амплифицированный продукт такого размера выявлен у сортов Lerma Rojo 64, Mayo 54, Mayo 52, Эскада 70, Rendezvouz, Prospect, Doublecrop, у которого данный ген отсутствует (Тырышкин, Курбанова, 20096).

М 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 М 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Рис. 2. Продукты амплификации с использованием праймеров Ьагс352 к локусу, сцепленному с геном устойчивости ¿г34

M - маркер молекулярной массы, 1 - Chris, 2 - Neepawa, 3 - Thatcher Lr34, 4 - Roblin, 5 - Manitou, 6 - Pasqua, 7 - Thatcher, 8 - к-34653, 9 - к-36619, 10- к-36627, 11 - к-36684, 12 - к-36698, 13 - к-36699, 14 - к-36708, 15 - к-36740, 16 - к-36744, 17 - к-36753, 18 - к-36758, 19 - к-36760, 20 - к-36762, 21 - к-36778, 22 - к-36819, 23 - к-36865, 24 - к-36872, 25 - к-36877, 26 - к-37069, 27 - к-37071, 28-к-37128

Кроме того, продукты амплификации отсутствовали у сортов Chris и Roblin - носителей гена Lr34 (Mclntosh et al., 2003) (пример электрофореза приведен на рис. 3).

100 п.н.-»

M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 M 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Рис. 3. Продукты амплификации с использованием праймеров WMS130 к SSR локусу, сцепленному с геном устойчивости Lr34

M - маркер молекулярной массы, 1 - Chris, 2 - Neepawa, 3 - Thatcher Lr34, 4 - Roblin, 5 - Manitou, 6 - Lerma Rojo 64, 7 -Thatcher, 8 -к-34653, 9 -к-36619, 10-к-36627, 11 - к-36684, 12-к-36698, 13 - к-36699, 14 - к-36708, 15 - к-36740, 16 - к-36744, 17 - к-36753, 18 - к-36758, 19 - к-36760, 20 - к-36762, 21 - к-36778, 22 - к-36819, 23 - к-36865, 24 - к-36872, 25 - к-36877, 26 - к-37069, 27 - к-37071, 28 - к-37128, 39 - к-37151, 30- к-37159

Продукты амплификации размером 120 п.н. (характерно для форм, имеющих ген Lrl3 (Seyfarth et al., 2000) были обнаружены у всех образцов местной пшеницы после проведения ПЦР с праймерами GWM630 к SSR локусу Xgwm630. В то же время фрагменты ДНК такого размера амплифициро-вались у сортов Doublecrop, Pasqua и Заря у которых данный ген отсутствует (Тырышкин, Курбанова, 20096) и, наоборот, у носителей данного гена сортов Neepawa и Lerma Rojo 64 не обнаружено продуктов амплификации (рис. 4).

Полученные данные указывают на невозможность использования изучаемых в данной работе ДНК маркеров для надежной идентификации генов устойчивости у образцов пшеницы: специфические продукты амплификации выявляются у образцов, у которых отсутствует конкретный ген устойчивости, и, наоборот, в ряде случаев маркеры отсутствуют у форм пшеницы, для которых наличие гена устойчивости показано классическим методами.

M 123456789 10 11 12 13 14 15 16 M 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Рис. 4. Продукты амплификации с использованием праймеров GWM630 к SSR локусу Xgwm630, сцепленному с геном устойчивости Lr 13

M - маркер молекулярной массы, 1 - Thatcher Í,rl3, 2 - Chris, 3 - Neepawa, 4 - Lerma Rojo 64, 5 -Roblin, 6 - Manitou, 7 - Thatcher, 8 - Doublecrop, 9 - Заря, 10 - к-34653, 11 - к-36619, 12- к-36627, 13 - к-36684, 14 - к-36698, 15 - к-36699, 16 - к-36708, 17 - к-36740, 18 - к-36744, 19 - к-36753, 20 -к-36758, 21 - к-36760, 22 - к-36762, 23 - к-36778, 24 - к-36819, 25 - к-36865, 26 - к-36872 27 - к-36877, 28 - к-37069, 29 - к-37071, 30- к-37128, 31 - к-37151, 32 - к-37159

Идентичный спектр продуктов амплификации после ПЦР у всех 24 изучаемых образцов местной пшеницы из Казахстана подтверждает ранее сделанное предположение об их генетической близости либо идентичности.

Использование фитопатологического теста для изучения генетического контроля устойчивости к ржавчине образцов местной

пшеницы

Фитопатологический тест или метод тест-клонов широко используется для постуляции генов устойчивости пшеницы к листовой ржавчине (Reddy, Rao, 1980; Kaur et al., 2000; Kolmer, Liu, 2002; Kolmer, 2003). Мы заразили отрезки листьев и интактные растения изогенных линий серии Тэтчер с генами устойчивости LrlO, Lrll, Lr 12, Lrl3, Lr34, Lr52 и сорта Gatcher (Lr27+31) и Pavón F76 (Lr46+10+13) 30-ю случайно выбранными монопустульными изолятами P. triticina', все они оказались вирулентными к данным образцам.

При инкубации зараженных отрезков листьев этих образцов в бензими-дазоле с концентрацией 100 мг/л при температуре 25°С все формы были устойчивы к отдельным клонам патогена (табл. 5) (Тырышкин, Курбанова, 2009а). Можно предположить, что в таких необычных условиях происходит индукция экспрессии «главных» генов возрастной устойчивости пшеницы к болезни, либо каких-то других генетических факторов, присутствующих в геномах изучаемых форм. Для проверки данного предположения были дополнительно выделены авирулентные к конкретным линиям изоляты P. triticina, которые использовали для инокуляции отрезков листьев сортов яровой пшеницы, имеющих вышеперечисленные гены устойчивости (Mcintosh et al., 2003).

Во всех случаях, авирулентные на изогенной линии с конкретным геном устойчивости изоляты были авирулентны и к сортам, носителям этого гена (Тыршкин, Курбанова, 2009а).

Строгая специфичность взаимодействия клонов патогена с носителями конкретных генов позволяет рекомендовать разработанный метод инокуляции отрезков листьев при повышенной концентрации бензимидазола и повышенной температуре для быстрой постуляции отсутствия/присутствия генов возрастной устойчивости у восприимчивых в проростковой стадии образцов

пшеницы.

Мы применили данный подход для определения генов устойчивости высокоустойчивых к ржавчине образцов местной пшеницы.

Таблица 5. Типы реакции отрезков листьев образцов пшеницы с Ьг генами на инокуляцию моноспоровыми изолятами Р. ¡гШста (конц. бензимидазола 100 мг/л, температура 25°С)

Изолят Тип реакции на носителе гена Lr

LrlO Lrll Lrl2 Lrl3 Ь-27+31 Lr34 LrA6 Lr52

1 3 0 3 3 0 3 3 0

2 3 3 3 3 3 3 3 0

3 3 3 3 3 3 3 0 3

4 3 3 0 0 3 3 0 3

5 3 3 3 3 0 3 3 0

6 3 3 3 3 3 3 0 3

7 3 3 3 3 3 3 0 3

8 0 0 3 3 3 3 0 3

9 3 3 3 3 0 3 3 3

10 3 3 3 3 3 0; 3 3

11 0 3 3 3 3 0; 0 3

Отрезки листьев всех 24 форм были восприимчивы к отдельным изоля-там P. triticina, авирулентным к линиям и сортам с генами устойчивости LrlO, Lrll, Lr 12, Lrl3, Lr27+31, Lr34, Lr46 и Lr52, что доказывает отсутствие данных генов у изучаемых форм.

В то же время все они проявили устойчивый тип реакции 0 на заражение 7-ю изолятами, авирулентными к линии с геном Lrl3, что указывает на наличие данного гена у образцов местной пшеницы. Следует отметить, что устойчивость изучаемых образцов не может контролироваться только этим геном, поскольку все они поражаются листовой ржавчиной в полевых условиях значительно слабее, чем линия ThLrl3.

Гибридологический анализ устойчивости образцов местной пшеницы к

листовой ржавчине

Для изучения характера наследования устойчивости скрестили 11 выделенных образцов местной пшеницы устойчивых к листовой ржавчине с восприимчивым сортом Ленинградка. Растения Fi от скрещивания устойчивых образцов с восприимчивым сортом Ленинградка в 2007 г. были восприимчивы к листовой ржавчине, что доказывает рецессивный характер наследования признака высокого уровня возрастной устойчивости у изучаемых форм.

В 2008 г на инфекционном фоне изучили расщепление по устойчивости в F2 от скрещивания с тестером восприимчивости (табл. 6). Ни для одной комбинации скрещивания, полученные данные не соответствовали теоретически ожидаемым при моногенном контроле устойчивости.

Полученные расщепления для всех гибридных комбинаций не противоречили теоретически ожидаемому при контроле признака 2-мя комплементарными генами устойчивости (теоретическое расщепление 1R : 15S). В то же время ни для одного образца нельзя отбросить гипотезу о наличии 3-х комплементарных генов (теоретические расщепления 9R : 55S при наличии

2-х доминантных и рецессивного гена и ЗИ: 61Б при одном доминантном и 2-х рецессивных генах) (табл. 6).

Таблица 6. Расщепление в Р2 от скрещивания устойчивых к листовой ржавчине образцов с

восприимчивым сортом Ленинградка

Образец Соотношение И: 5* х2 Р

фактическое ожидаемое

к-36619 7:75 1 : 15 0,73 0,50-0,75

9:55 2,07 0,10-0,25

3:61 2,72 0,05-0,10

к-36627 4:97 1:15 0,90 0,25-0,50

3:61 0,12 0,50-0,75

к-36684 9: 102 1 : 15 0,65 0,25 - 0,50

9:55 3,26 0,05-0,10

3:61 2,91 0,05-0,10

к-36708 8:89 1 :15 0,66 0,25-0,50

9:55 2,71 0,05-0,10

3:61 2,75 0,05-0,10

к-36758 3 :81 1:15 1,03 0,25 - 0,50

3:61 0,23 0,50-0,75

к-36762 3:75 1:15 0,77 0,25 - 0,50

3:61 0,12 0,50-0,75

к-36778 9:94 1:15 1,09 0,25-0,50

9:55 2,42 0,10-0,25

3:61 3,78 0,05-0,10

к-36865 11 :101 1:15 2,44 0,10-0,25

9:55 1,67 0,10-0,25

к-36872 10:98 1: 15 1,67 0,10-0,25

9:55 2,06 0,10-0,25

к-37128 11 :104 1 :15 2,16 0,10-0,25

9:55 1,92 0,10-0,25

к-37159 3:99 1: 15 1,91 0,25 - 0,50

3 :61 0,70 0,25 - 0,50

*3десь и далее: Я - устойчивые, Б - восприимчивые растения

В Р2 от скрещивания образца к-36627 с остальными 10-ю формами отсутствовали восприимчивые растения, что указывает на наличие у них общих генов устойчивости и, кроме того, доказывает невозможность контроля устойчивости 1 рецессивным и 2-мя доминантными генами с комплементарным взаимодействием у образцов кк-36619, 36684, 36708, 36778, 36865, 36872 и 37128; в противном случае в гибридных комбинациях мы должны бы были наблюдать высоко восприимчивые растения (теоретическое расщепление 199Я : 825Б в случае наличия у образца к-36627 двух комплементарных рецессивных генов устойчивости и 741Я : 33558, если его устойчивость контролируется 3-мя комплементарными генами, из которых один доминантный, а 2 рецессивных).

Поскольку по результатам анализа расщепления гибридных комбинаций Б2 от скрещивания образцов кк-36865, 36872 и 37128 с восприимчивым сортом они могли иметь либо 2 комплементарных рецессивных гена, либо 3 комплементарных гена (1 рецессивный и 2 доминантных) (табл. 6), а по ре-

зультатам анализа расщепления в комбинациях скрещивания с образцом к-36627 последняя гипотеза не подтверждается, то, очевидно, возрастная устойчивость к ржавчине этих 3-х образцов детерминирована двумя комплементарными рецессивными генами.

Отсутствие расщепления в комбинациях скрещивания к-36865 х к-36627, к-36872 х к-36627 и к-36627 х к-37128 также указывает на то, что устойчивость образца к-36627 не может контролироваться комплементарными доминантным и 2-мя рецессивными генами (теоретическое расщепление 9<Ж : 915Б), таким образом, резистентность и этого образца обусловлена экспрессией 2-х комплементарных рецессивных генов.

Отмеченное выше отсутствие восприимчивых растений в Бг от скрещивания образца к-36627 с остальными вовлеченными в гибридологический анализ образцами доказывает, что каждый из них имеет по 2 комплементарных рецессивных гена устойчивости взрослых растений к листовой ржавчине, причем эти гены у всех 11 изученных форм идентичны.

По результатам модифицированного фитопатологического теста у всех выделенных форм присутствует ген Ьг\Ъ.

Для подтверждения этого проанализировали расщепление по устойчивости к листовой ржавчине в Р2 от скрещивания 5 образцов с линией ТЫ,г13. Расщепление по устойчивости соответствовало теоретически ожидаемому при моногенном рецессивном наследовании (табл. 7).

Таблица 7. Расщепление в Бг от скрещивания устойчивых к листовой ржавчине образцов с почти изогенной линией Тэтчер с геном устойчивости ¿г!3 __

Образец Соотношение Я: в* х2 Р

фактическое ожидаемое

к-36619 22 :73 1:3 0,17 0,50-0,75

к-36627 19:75 1:3 1,15 0,25-0,50

к-36708 29 :69 1:3 1,10 0,25-0,50

к-36762 27:85 1 :3 0,05 0,75-0,95

к-36872 31 :74 1:3 1,15 0,25 - 0,50

Таким образом, высокий уровень возрастной устойчивости к листовой ржавчине у всех 11 изученных образцов местной пшеницы из Казахстана контролируется 2-мя рецессивными комплементарными генами, один из которых известный ген Ьг\Ъ.

ВЫВОДЫ

1. Впервые с помощью анализа репрезентативной выборки монопустуль-ных изолятов Р. ¡гккта доказана сезонная динамика генетической структуры популяций патогена, паразитирующей на одном генотипе хозяина. Это указывает на то, что для создания инфекционного фона, при выделении высоко устойчивых форм необходимы сборы возбудителя листовой ржавчины несколько раз за сезон вегетации хозяина.

2. Гены возрастной устойчивости мягкой пшеницы к листовой ржавчине ¿г12, Ьг13 и Ьг34 не являются высоко эффективными против популяций Р. 1гШапа из Северо-Западного региона и Северного Кавказа.

3. Среди 272 изученных образцов, которые устойчивы к листовой ржавчине по литературным данным, возрастной устойчивостью характеризуются только сорта Chris и Cocoraque 75 (сочетание генов Lr 13 и Lr34).

4. В результате изучения 2100 образцов местной пшеницы из 68 стран выделены 24 формы из Казахстана, высоко устойчивые к листовой ржавчине в фазе флаг-листа.

5. По результатам анализа электрофоретического спектра глиадинов и ДНК маркеров F1.2245, Xgwm630, Xgwml30 и Xbarc352 а также модифицированного фитопатологического теста 24 устойчивых к листовой ржавчине формы из Казахстана генетически близки либо идентичны.

6. Выявлено, что ДНК маркеры F1.2245, Xgwm630, Xgwml30 и Xbarc352 не позволяют надежно идентифицировать образцы пшеницы, имеющие гены возрастной устойчивости LrlO, Lrl3 и Lr34.

7. Впервые описана специфическая индукция экспрессии генов устойчивости LrlO, Lrll, Lrl2, Lr 13, Lr27+31, Lr34, Lr46 и Lr52 под действием комбинаций абиотических факторов (бензимидазол, температура). Это явления может быть использовано для быстрого и надежного постулирования данных генов у образцов пшеницы.

8. По результатам гибридологического анализа возрастная устойчивость 11 образцов местной пшеницы из Казахстана контролируется 2-мя комплементарными рецессивными генами, один из которых - Lrl3.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При изучении генетической структуры популяции возбудителя листовой ржавчины пшеницы по признаку вирулентности, а также сходства различных выборок клонов необходим анализ более 50 монопустуль-ных изолятов P. triticina в каждой популяции.

2. С целью создания инфекционного фона для изучения устойчивости пшеницы к листовой ржавчине следует собирать инокулюм несколько раз за сезон его вегетации.

3. Для селекции на возрастную устойчивость рекомендуются выделенные образцы местной пшеницы из Казахстана (кк-36619, 36627, 36684, 36708, 36758, 36762, 36778, 36685, 36872, 37128, 37159), имеющие два комплементарных рецессивных гена устойчивости.

4. Метод заражения монопустульными изолятами P. triticina отрезков листьев, помещенных в бензимидазол (100 мг/л) при температуре 25°С, может быть использован для постулирования генов возрастной устойчивости к листовой ржавчине у образцов пшеницы.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

1. Курбанова П.М. Устойчивость староместных образцов мягкой пшеницы Triticum aestivum L. к листовой ржавчине / Л.Г. Тырышкин, П.М.

Курбанова, Е.В Зуев // Известия Санкт-Петербургского аграрного университета. 2007. № 6. С.58-62.

2. Курбанова П.М. Лабильность генетической структуры популяций возбудителя листовой ржавчины пшеницы в течение сезона вегетации хозяина // Известия Санкт-Петербургского аграрного университета. 2008. № 10. С.35-37.

3. Курбанова П.М. Устойчивость к листовой ржавчине известных источников резистентности яровой мягкой пшеницы / Л.Г. Тырышкин, Е.В. Зуев, П.М. Курбанова, М.А. Колесова // Защита растений и карантин. 2008. №6. С.39.

4. Курбанова П.М. Генотипзависимая индукция устойчивости злаков к листовой ржавчине под действием бензимидазола / Л.Г. Тырышкин, М.А. Колесова, П.М. Курбанова, К.У. Куркиев, И.Г. Саруханов // Вестник РАСХН. 2008. №6. С.61-63.

5. Курбанова П.М. Индукция экспрессии генов устойчивости взрослых растений к листовой ржавчине у проростков пшеницы / Л.Г. Тырышкин, П.М. Курбанова // Микология и фитопатология. 2009а. Т.43. Вып.1. С.75-80.

6. Курбанова П.М. Возможность использования молекулярных маркеров F1.2245, Gwm630, Xgwml30 и Xbarc352 для идентификации генов устойчивости мягкой пшеницы к листовой ржавчине / Л.Г. Тырышкин, П.М. Курбанова // Известия Санкт-Петербургского аграрного университета. 20096. №15. С.34-38

7. Курбанова П.М. Устойчивость староместных образцов мягкой пшеницы к листовой ржавчине / П.М. Курбанова, Е.В. Зуев, Л.Г. Тырышкин // Тезисы докладов II Вавиловской международной конф. СПб. 2007. С.514-515.

8. Курбанова П.М. Возможность идентификации генов возрастной устойчивости пшеницы к листовой ржавчине в ювенильной стадии роста / Л.Г. Тырышкин, П.М. Курбанова // Материалы межд. науч.-практ. конф. «Вавиловские чтения -2007». Саратов. 2007. С.232-233.

9. Курбанова П.М. Сравнение популяций возбудителя листовой ржавчины пшеницы: эффективный объем выборки / Л.Г. Тырышкин, П.М. Курбанова, М.А. Колесова // Материалы межд. науч.-практ. конф. «Вавиловские чтения-2007». Саратов. 2007. С.230-231.

Ю.Курбанова П.М. Изменчивость структуры популяций Puccinia recóndita f. sp. tritici в течение сезона вегетации хозяина / Л.Г. Тырышкин, П.М. Курбанова, М.А. Колесова // Тезисы докладов межд. конф. 12-16 мая 2008 г. Санкт-Петербург-Пушкин. 2008. С.100-102.

11.Курбанова П.М. Характеристика староместных образцов пшеницы, устойчивых к листовой ржавчине, по спектру глиадинов и SSR-маркерам / П.М. Курбанова, Л.Г. Тырышкин, Н.К. Губарева // Материалы Всероссийской научно-практической конф. мол. ученых. Казань. 2009. С.106-108.

Отпечатано в типографии ООО «Турусел» 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная д.1. Тел. 571-5474 25.09.09 Тир. 100 Зак. № 13138