Изменчивость внутривидовых структур Puccinia graminis Pers.

Сколотнева, Екатерина Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Изменчивость внутривидовых структур Puccinia graminis Pers.
ВАК РФ 03.00.24, Микология

Автореферат диссертации по теме "Изменчивость внутривидовых структур Puccinia graminis Pers."

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

СКОЛОТНЕВА Екатерина Сергеевна

003460411

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВНУТРИВИДОВЫХ СТРУКТУР Puccinia graminis Fers.

Специальность 03.00.24 - микология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2008

003460411

Работа выполнена на кафедрах микологии и альгологии и молекулярной биологии биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Научный руководитель:

доктор биологических наук, Лекомцева Светлана Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, академик РАСХН, Левитин Марк Михайлович

кандидат биологических наук, Коломиец Тамара Михайловна

Ведущая организация:

Российский государственный аграрный университет имени К.А. Тимирязева

Защита состоится 19 декабря 2008 года в 15:30 на заседании диссертационного совета Д 501.001.46 на биологическом факультете МГУ имени М. В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, г. Москва, Ленинские горы, дом. 1, к. 12, ауд. М-1 тел/факс (045)9393970

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова

Автореферат разослан: октября 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета: кандидат биологических наук

{] М.А. Гусаковская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Биотрофный гриб Puccinia graminis Pers. - возбудитель стеблевой ржавчины злаков, одного из наиболее вредоносных заболеваний зерновых культур. Инфекция в виде урединиоспор способна быстро и широко распространяться в течение одного вегетативного сезона, приводя к значительным потерям урожая зерновых. Серьезные эпифитотии ржавчины в 20-м веке отмечались во многих странах (Наумов, 1939; Zadoks, 1963; Roelfs, 1977; Watson, 1981; Leonard, 2001; Szabo, 2005).

В последние десятилетия удалось снизить ущерб, наносимый ржавчиной производственным посевам. Однако высокий инфекционный потенциал гриба, поддерживающийся в природе на дикорастущих злаках, не исключает массового проявления стеблевой ржавчины при благоприятных условиях. Таким образом, существует необходимость постоянного мониторинга развития патогена на основном (злаках) и промежуточном (барбарисе) растениях-хозяевах.

Традиционный для ржавчинных грибов анализ расового состава дает информацию о генах вирулентности в популяциях патогенов, что важно для селекции устойчивых сортов и их районирования. Наряду с генетическим анализом вирулентности, молекулярные и биохимические маркеры могут внести вклад в оценку внутривидового полиморфизма ржавчинных грибов - организмов с относительно бедной морфологией и в исследование микроэволюционных процессов внутри популяций. Выявление характера и механизмов изменчивости представляет интерес как с теоретических позиций (оценка коэволюции паразита и хозяина у биотрофов), так и с практической точки зрения (ограничение развития опасного патогена на зерновых культурах).

Цель работы. Характеристика генетического и молекулярного разнообразия йзолятов P. graminis, собранных в 2001-2005 гг. с разных растений-хозяев в нескольких географических зонах России; выявление структуры и закономерностей изменчивости возбудителя стеблевой ржавчины злаков.

Задачи:

1. Изучение динамики расового состава возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы P. graminis f. sp. tritici.

2. Выявление особенностей отбора по признаку вирулентности в популяциях патогена в зависимости от устойчивости растения-хозяина и климатических условий во время критического для развития заболевания периода.

3. Оценка эффективности известных генов устойчивости пшеницы к возбудителю стеблевой ржавчины пшеницы P. graminis f. sp. tritici.

4. Определение возможности использования полиморфизма ДНК для характеристики популяционной структуры P. graminis.

Научная новизна и практическая значимость. Впервые проведен детальный анализ внутривидового разнообразия вида P. graminis на территории России и ближнего зарубежья по составу генов вирулентности и по молекулярным признакам.

Определена эффективность известных генов устойчивости пшеницы к возбудителю Р. graminis f. sp. tritici.

С помощью ДНК-маркеров описаны генетически устойчивые группировки внутри специальных форм Р. graminis, возникающие, вероятно, в результате канализированного отбора клонов гриба на разных растениях-хозяевах. По результатам RAPD-анализа выборки изолятов Р. graminis f. sp. tritici, выполненного с помощью набора GC-насыщенных праймеров, описаны направления дифференциации возбудителя стеблевой ржавчины злаков.

Результаты исследования представляют ценность как для теоретического понимания внутривидовой структуры и микроэволюции биотрофного вида P. graminis, так и для селекционной работы по выведению устойчивых сортов культурных злаков.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседании кафедры микологии и альгологии МГУ им. М. В. Ломоносова в 2008 г. На конференциях: Юбилейная конф., посвящ. 85-летию кафедры микологии и альгологии МГУ им. М.В.Ломоносова (М., 2004); XI и XII Международные конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (М., 2004, 2005); «Грибы в природных и антропогенных экосистемах» междунар. конф., посвящ. 100-летию начала работы профессора A.C. Бондарцева в Ботаническом институте им. В.Л. Комарова РАН. (СПб, 2005); «Грибы и водоросли в биоценозах - 2006» междунар. конф., посвящ. 75-летию Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (М., 2006); «Общие проблемы мониторинга природных экосистем» Всероссийск. научно-практич. конф. (Пенза, 2007); «The XV Congress of European mycologists» (Russia, St Petersburg. 16-21 September 2007); «Современные проблемы биологической эволюции» конф. к 100-летию Государственного Дарвиновского музея (М., 2007); «Современная микология в России» Второй съезд микологов России (М., 2008); «ICPP 2008 - 9th International Congress of Plant Pathology»(Turin, Italy, 2008); «Современные проблемы иммунитета растений к вредным организмам» межд. конф. (СПб, 2008).

Публикации результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 19 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 146 работ, приложения. Текст изложен на 102 страницах, содержит 39 иллюстраций (рисунки, таблицы).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы

В главе приведены сведения об истории изучения возбудителей ржавчинных болезней зерновых культур, биологических особенностях P. graminis, внутривидовой структуре патогена, о подходах, используемых в популяционных исследованиях ржавчинных грибов (генетических, биохимических и молекулярных методах).

Глава 2. Материалы и методы

Материалом исследований служили моноурединиальные изоляты P. graminis, выделенные из урединиоспор с зерновых культур (Triticum, Secale, Avenae, Hordeum) и диких видов злаков (Elyírígia, Dactylis, Phleum, Lolium, Festuca, Agropyron, Leymus), a также из эциев с барбариса; и собранных с 2001 по 2005 в России: Центральном регионе (Московская обл.), на Северном Кавказе (Ростовская обл.), в Западной Сибири (Томская обл.); и на Украине (Киевская обл.).

Искусственное заражение растений проводили в теплице стандартными методами (Кирай и др., 1974). Использовались восприимчивые растения пшеницы (сорт Хакасская), ржи (Вятка) и овса (Орел) в стадии 2-3 листьев.

Определение патотипов возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы. Использован дифференцирующий набор 16 изогенных линий пшеницы, предоставленный профессором Джэймсом Гротом (James V. Groth) из Cereal Disease Laboratory (CDL) Университета Миннесота США. Типы заражения оценивали по пятибалльной шкале (Roelfs, Martin, 1988; Лекомцева, 2000).

Изоферментный анализ спектров НАД-зависимой малатдегидрогеназы - МДГ - (КФ: 1.1.1.37) проводили по методу, описанному у Малеевой (Малеева и др., 2003а).

Выделение ДНК из урединиоспор проводили с использованием цетавлонового лизирующего буфера по адаптированному для P.graminis методу (Малеева и др., 2003а).

Реакции амплификации (ITS-, IGR-, RAPD-PCR) выполняли на амплификаторах марки «Cyclo-Temp 106» и «Терцик» 1-й модели с использованием различных температурных режимов, описанных у Малеевой (Малеева и др., 2003а) и Кима (Kim et al., 1992).

Коэффициент сходства выборок патогена по составу вирулентных фенотипов вычисляли по формуле: г = Е min(pi, qi), - где pi, и qi - минимальная частота фенотипа в одном из двух сравниваемых образцов (Михайлова, Тырышкин,1989).

Коэффициент Шеннона для оценки разнообразия расового и генотипического состава выборок вычислялся по формуле: H = -Ipi log pi / In к, - где pi - частота /-того генотипа и к - объем выборки (Мэгарран, 1992; Goodwin et al., 1995).

Клоиальная фракция генотипов в выборке изолятов рассчитывалась по формуле: CF=l-(a/b), - где а - число уникальных генотипов, b - общее число изолятов (Zhan et al., 2003; Мироненко, 2005).

Показатель генетической дифференциации (Fst) между изолятами из разных выборок вычислялся с помощью статистической программы Arlequin v.3.1.1.

Кластерный анализ данных выполнен с помощью программы TREECON for Windows (version 1,3b). Для установления степени различий образцов взят метод кластерного анализа UPGMA.

Глава 3. Экспериментальная часть

АНАЛИЗ ВИРУЛЕНТНОСТИ Р. СИАМШМ Р. 8Р. ТЯГПС! НА РАЗНЫХ РАСТЕНИЯХ-ХОЗЯЕВАХ В 2001-2005 ГГ.

1. Структура популяций возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы на территории РФ и ближнего зарубежья в 2001-2005 гг.

Расовый состав Р. graminis Г. ер. ¡гШЫ в 2001-2005 гг. в отдельных регионах России на разных растениях-хозяевах отличался значительным разнообразием. При определении вирулентности 309 моноурединиальных клонов к 16-и изогенным линиям пшеницы за указанный период идентифицировано 43 расы возбудителя. При этом ежегодно доминировали 2-3 расы гриба (табл. 1).

Таблица 1. Патотипы, доминирующие в популяциях Р. graminis £ эр. IгШЫ в различных

регионах РФ в 2001 - 2005 гг.

Патотип Гены вирулентности рр Раса по Стзкмену (Стэкмен, Харрар, 1959)

ТКИТ 5, 21,9е, 7и б, 8а, 9& 36, 30,9 а, 9 4 10, Ттр 15

ТТЫТ 5,21,9е,7Ь, 11,б,8а,9& 36, 30, 9а, 9(1, 10, Ттр 15

ТКБТ 5,21, 9е,7Ь, б, 8а, 36,30,9а, 9й, 10 15

МКВТ 5,7Ь, 11,6,8а, 9 ц, 9а, 9(1, 10, Ттр 34

МКЬТ 5,21,11,9^36, 9а, И, 10, Ттр 34

РКЬТ 5, 21, 9е, 7Ь, 6,8а, 9§, 36, 30,13,9а, 9(1,10, Ттр 40

Сезоны 2001, 2002 и 2005 годов были относительно благоприятными для развития стеблевой ржавчины. За этот период в Ростовской области выделено 20 рас, в Московской - 15, Томской - 12, в Киевской области 8 рас. Редкие расы с частотой менее 8% были представлены 22 фенотипами. Максимальное количество фенотипов (12) было обнаружено в 2001 году в Ростовской области среди 33 клонов.

Использование коэффициента Шеннона для статистической оценки разнообразия расового состава Р. graminis £ ер. /гШЫ с учетом редких рас в 2001-2005 годах подтвердило, что наибольшее разнообразие наблюдалось в 2001 и 2005 годах ( Н = 0,566 и 0,528, соответственно), а слабое - в 2003 и 2004 годах (Н= 0,276 и 0,188, соответственно).

Анализ расового состава популяции Р. graminis £ ер. 1гШс1 в 2001-2005 гг. на территории Московской области проводился ежегодно. На протяжении всех сезонов исследования среди основных рас, выделяющихся со злаков и барбариса, постоянной была высоковирулентная раса ТКЫТ (табл. 1).

В 2001 году она доминировала вместе с расой МКВТ. В 2002 году по частоте встречаемости эта раса занимала следующее место за группой рас МКВТ, МКЬТ, МКВР, авирулентных к линиям пшеницы с генами 8г-9е и 8г-21. В последующие годы дифференцирующая способность указанных линий резко снизилась и значительно возросла доля вирулентных к ним рас.

В 2003 году вместе с расой ТКЫТ (26%), была зарегистрирована близкая к ней раса ТШТ (51,5%) с большим количеством генов вирулентности (табл. 1). В 2004 и 2005 годах

основными стали высоко вирулентные расы ТТЫТ, ТК8Т и ТКЫТ, среди которых доминировала последняя.

Как правило, в исследуемых регионах наборы доминирующих рас были сходными в течение одного сезона. Разнообразие рас и присутствие редких фенотипов в различных географических выборках Р. graminis £ эр. 1пйс1 создали необходимость сравнения их фенотипического состава (табл. 2).

Таблица 2. Сходство фенотипического состава образцов различных географических

выборок/3. %гат1 пгз £ ьуЛгШЫ в 2001-2005 гг., (коэффициент сходства г. %)

Год Регион Московская обл. | Томская обл. Киевская обл.

2001 Ростовская обл. 27 - 39

Московская обл. 28,6

2002 Ростовская обл. 33 16,7 50

Московская обл. 25 0

Томская обл. 0

2004 Ростовская обл. 64 - -

Московская обл. - -

2005 Ростовская обл. 55,7 41,7 81

Московская обл. 49,4 40,7

Томская обл. 41,7

Наибольшее сходство в течение 2001-2005 гг. обнаружено между выборками изолятов Р. graminls £ ер. ггШЫ из Ростовской и Киевской областей (от 39 до 81%). Коэффициент сходства г этих выборок с выборкой из Московской области также был относительно высоким (от 27 до 55,7%), за исключением 2002 года, когда между Киевской и Московской выборками он оказался равным нулю. Из-за недостатка исследуемого материала в указанном сезоне не было возможности оценить истинное распределение фенотипов Р. graminis £ sp.tr¡11сI на территории Киевской области. В указанном регионе была выявлена единственная раса - PK.LT, которая не обнаружена ни среди Московской, ни среди Томской выборок изолятов. Однако в Ростовской области она составила 50 %.

В 2002 и 2005 годах в сравнительный анализ были включены изоляты Р. graminis £ эр. ггШЫ из Томской области. Здесь также преобладали расы, доминирующие среди изолятов Европейской части страны (МКВТ и МКЬТ в 2002 году, ТКШ', ТКЯТ и ТТИТ в 2005 году). Доля «собственных» рас в этом районе составила 25%. На основании сходства фенотипов (ЮСЫв, ЛКЫТ и ЯТЫБ) их можно объединить в одну группу вирулентности. При этом раса №N8 присутствовала в выборках как 2002, так и 2005 года с постоянной частотой 16,8%.

В воздушных потоках на территории России урединиоспоры Р. graminis регистрируются ежегодно и по частоте встречаемости находятся в числе доминирующих групп грибов (Еланский, Лекомцева, 1998). В годы достаточно интенсивного развития стеблевой ржавчины злаков вполне вероятна интенсивная миграция спор на исследуемой территории из районов первичного развития и массового накопления урединиоспор

гриба. Этим могут объясняться высокие значения коэффициента сходства г (от 40,7 до 81%), полученные при сравнении фенотипического состава географических выборок Р. graminis f. sp. tritici в 2005 году (табл. 2).

Сходство выборок Западной Сибири и Европейской части страны обнаружилось на достаточном уровне для объединения их в одну совокупность. Коэффициент сравнения, как правило, превышал 20%. Эта мера была принята Михайловой за пограничную оценку при исследовании степени изоляции и сходства географических популяций Р. recóndita f. sp. tritici (Р. triticina) (Михайлова, Тырышкин, 1989).

Таким образом, обнаруженные закономерности в распределении фенотипов гриба по результатам суммирования данных анализа отдельных географических выборок дают основание предполагать существование одной центрально-европейской популяции Р. graminis f. sp. tritici на исследованной территории.

2. Влияние условий климата на развитие возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы и распределение вирулентных фенотипов на территории РФ и ближнего зарубежья в 2001-2005 гг.

Температура и влажность - основные элементы климата, от которых зависит развитие и распространение стеблевой ржавчины (Наумов, 1939; Цадокс, 1970).

Наибольшее значение имеют погодные условия в определенный критический для развития болезни период времени от колошения до созревания хлебов. С этой точки зрения для подавляющей части нашей страны стратегически важными являются метеорологические условия первых летних месяцев - июня и июля.

В течение 10-и летнего исследования погодные условия «критического периода», наблюдавшиеся на территории Центрального региона России, можно отнести к двум противоположным режимам. Сочетание пониженной относительной влажности воздуха (45 - 50%) и высоких среднесуточных температур (22-25°С) было характерно для периода с 1996-2000 года. Сухое лето 2002 года со средней относительной влажностью 30-35% и температурой 17-20°С также можно отнести к описанной категории. Превышающая сезонную норму относительная влажность воздуха (70 - 100%) отмечалась вместе с низкими среднесуточными температурами (13-17°С). Этому режиму соответствовали погодные условия 2001,2003,2004 и 2005 годов.

При объединении данных по расовому составу стеблевой ржавчины пшеницы 20012005 гг. с результатами, полученными в 1996-2000 гг. (Лекомцева и др., 2004), была выявлена динамика основных рас Р. graminis f. sp. tritici за 10-и летний период.

В период с 1996 по 2000 гг. расовый состав возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы был относительно постоянным. Основные (по частоте встречаемости) расы отличались сходными фенотипами вирулентности, а доминирующие расы - MKCS, МКСТ и RKCT характеризовались большим числом генов вирулентности (9, 10 и 11, соответственно) (Лекомцева и др., 2004).

В 2001 году произошла смена состава доминирующих рас. В течение последующих лет высоковирулентные расы TKNT, TTNT, TKNS и TKST практически полностью

вытеснили предыдущий набор. Только в 2002 году популяция Р. graminis f. sp. tritici по фенотипическому составу проявила сходство с популяциями патогена 1996-2000 гг.

Обнаруженные колебания в расовом составе центрально-европейских выборок изолятов Р graminis f. sp. tritici, наблюдаемые в течение 1996-2005 гг., выглядят как смена физиологических рас И (RKCT, RKBS) и 34 (МКСТ, МКСК, МКВК, MKBS, МКВТ) на расу 15 (TKNT, TTNT, TKNS, TKST, TKPS, TKNP, TTST) (Roelfs, Martens, 1988).

Динамика рас Р. graminis f. sp. tritici в течение 1996-2005 годов была сопоставлена с варьированием основных элементов климата в течение указанного периода. В сезоны пониженной влажности и относительно высоких температур (1996-2000 и 2002 гг.) доминировали гетерогенные физиологические расы 11 и 34. Вместе со сменой погодного режима на влажные июнь и июль с температурами ниже сезонной нормы преимущества получила высоко гетерогенная и высоко вирулентная раса 15. Выявленная закономерность может быть связана с различиями в экологии физиологических рас Р. graminis f. sp. tritici. По данным Волковой (1978), физиологические расы 11 и 34 относятся к доминирующим в южных регионах (Украина, Северный Кавказ, Грузия, Армения), то есть предпочитают высокие температуры и терпимы к условиям засухи, что соответствует климатическому режиму, наблюдавшемуся в 1996-2000 и 2002 годах на территории Центрального региона России. Что касается расы 15 возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы, то помимо высокой агрессивности (в среднем 12,5 рр генов на клон) и пластичности за счет широкого набора вирулентных фенотипов (биотипов), была отмечена ее способность накапливаться в условиях пониженной температуры (Katsuya, Green, 1967). Эти особенности, вероятно, определили большую конкурентоспособность расы при установившемся за последние годы погодном режиме.

3. Отбор по признакам вирулентности в выборках моноурединиальных изолятов Р. graminis f. sp. tritici

У биотрофа P. graminis наибольшую значимость в качестве фактора отбора имеет адаптация к паразитированию на растении-хозяине. Действие естественного отбора проявляется в различиях состава клонов гриба на растениях-хозяевах, динамике популяции во времени и т.д. Для определения влияния растения-хозяина на отбор клонов P. graminis f. sp. tritici по признаку вирулентности был проведен анализ реакций на заражение 16-ти изогенных линий пшеницы с различными Sr-генами (Лекомцева и др., 1994).

При подсчете частот генов вирулентности (рр) на разных растениях-хозяевах установлена авирулентность изолятов гриба к линии Sr-9b, близкая к 100%. Вирулентность к линиям Sr- 5, 6, 7b, 8а, 9d, 9с, 9g, 10 была близка к 100% во всех образцах популяции. Вариабельность клонов по вирулентности, в основном, отмечена к линиям Sr - 21, 9е, 11, 30, 36, 13, Ттр. Данные 2001 -2005 годов проанализированы совместно с результатами исследования популяции Р. graminis f. sp. tritici в 1996-2000 годах (Лекомцева, 2004).

Ген Яг-6 использовался для выведения устойчивых сортов пшеницы в СССР и в ряде европейских стран в период 60-80-х годов прошлого столетия (Волкова, 1978). К настоящему моменту ген 8г-6 потерял дифференцирующую способность: практически каждый год частота встречаемости вирулентных к нему клонов гриба приближается к 100%.

Обнаружено, что некоторые гены авирулентности, вероятно, находятся в более или менее тесной ассоциации друг с другом. Как правило, клоны, авирулентные к линии 8г-21, были также авирулентны и к линии 8г-9е; то же прослеживалось и для пары линий с генами Бг-ЗО и Бг-Зб. При этом отбор в популяции патогена на протяжении всего десятилетия шел в сторону снижения их эффективности. Если в течение 1996-2000 годов авирулентные к ним клоны постоянно доминировали в популяции, то уже с 2003 года стала регистрироваться 100%-поражаемость линий, содержавших одновременно гены Бг- 30 и 8г-36 линии, а с 2004 года - линий с генами 8г-21 и 8г-9е.

В среднем неэффективный ген Бг-Ттр продемонстрировал достаточный уровень устойчивости к патогену в 1996, 1997, 2001 и 2003 году: в популяции наблюдалось от 26% до 44,4% авирулентных клонов к линии Эг-Ттр.

За последние пять лет выявлено возрастание числа клонов, вирулентных к гену 8г-11, ранее достаточно устойчивому к стеблевой ржавчине в России (ЬекогШвсуа е( а1., 2004). В 2003 году была отмечена максимальная частота поражения этой линии - 71,4%.

Обнаруженное нарастание фенотипов, авирулентных к линии 8г-13, происходило скачкообразно. Чередуясь со 100%-ной вирулентностью, степень патогенности популяции по отношению к гену 8г-13 значительно снижалась с каждым годом: в 1997 -64% вирулентных клонов, в 1999 - 12,5%, 2001 - 10,7%, 2002 - 7,7% и, начиная с 2004 года, поражение практически отсутствовало. По всей вероятности, авирулентные к 8г-13 аллели косвенно, через сцепление, или непосредственно способны повышать выживаемость особей в популяции, что должно приводить к накоплению соответствующих генотипов при неблагоприятных условиях.

Таким образом, анализ типов реакции изогенных линий пшеницы выявил канализованную изменчивость популяции Р. graminis £ ер. Мйс'1 в течение 1996-2005 годов, обусловленную действием периодического отбора отдельных клонов, имеющих более высокие фенотипические показатели патогенности. Клоны гриба, авирулентные к 8г-генам 21, 9е, 36, 30, оказались постепенно вытесненными из популяции Р. graminis £ Бр. ¡гШс1 отбором по признаку вирулентности. Кроме того, показано, что 8г гены 9Ь и 13 эффективны для селекции на иммунитет к стеблевой ржавчине в России.

4. Роль барбариса и дикорастущих злаков в поддержании расового разнообразия возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы и возобновлении инфекции

Высокая вредоносность Р. graminis обусловливает необходимость постоянного мониторинга развития стеблевой ржавчины на основном (злаках) и промежуточном (барбарисе) растениях-хозяевах.

При оценке расового состава P. graminis f. sp. trilici на разных видах растений-хозяев в Московской области в 2001-2005 гг. выявлено, что в Центральном регионе России промежуточный хозяин может внести существенный вклад в изменчивость возбудителя стеблевой ржавчины. Коэффициент Шеннона ( Н ) на барбарисе составил 0,44. Меньшее разнообразие наблюдалось на диких злаках - коэффициент Н - 0,39. На пшенице выявлена наименьшая величина коэффициента Шеннона ( Н ) - 0,357.

Наши данные подтверждают высказанные Петерсоном с соавторами (Peterson et al., 2005) предположения о том, что независимо от объема посадок, занимаемых барбарисом в том или ином районе, эциальные популяции за счет полового процесса на промежуточном хозяине могут служить источником появления новых рас P. graminis f. sp. trilici. В таблице 3 отражено потенциальное влияние барбариса на текущее расовое разнообразие популяции патогена.

Таблица 3. Анализ эциопопуляций P. graminis f. sp. trilici в 2001-2005 гг.

Год

2001

Доминирующие в сезоне расы (частота в эциопопуляции)

мквт

(50%)

Редкие* расы (частота в эциопопуляции)

RKDL

(16,7%) MKBQ (16,7%) RKNT

(16,7%)

2002 2003

TKNT TTNT

(100%) (55,6%)

MKNS

(18,5%)

TKNT

(3,7%)

PKNT (7,4%) MKNT (3,7%)

2004

2005

TKNT

(42,9%)

TKNT

' (66,7%)

TTNT

(28,6%)

TTNT

(14%) TKST (28,6%) PKST (14%)

TKNII

г-(4,8%)

Всего клонов

* «редкие» расы встречаются с частотой менее 8% в генеральной популяции патогена в сезон.

Вместе с доминантами сезона, значительная доля эциопопуляции приходилась на фенотипы, часто не встречающиеся на злаках. Большая часть из них обычно обладает пониженной вирулентностью, что не дает им возможности закрепиться на зерновых и получить дальнейшее распространение (Смирнова, 1968), однако некоторые могут задерживаться и размножаться на дикорастущих злаках (ЬекогШвеуа е1 а1., 2004; 2005; 2006). Относительно высокий уровень разнообразия рас на диких злаках (Н = 0,391) указывал на их способность служить дополнительным источником инфекции для культурных видов.

При анализе динамики основных рас Р. graminis Г ер. /гШЫ в 2001-2005 году было отмечено, что доминирующие в отдельные года фенотипы не исчезают полностью в неблагоприятные сезоны, а с низкой частотой могут выделяться с барбариса среди эциопопуляций или с дикорастущих злаков среди урединиопопуляций (табл. 3).

В 2001, 2004 и 2005 годах в популяции Р. graminis f. sp. tritici на пшенице и ячмене доминировала раса TNKT. Встречаемость расы заметно снизилась в 2002 и 2003 годах (до 5,1%), при этом она регистрировалась только в составе эциопопуляций. Доминирование в 2005 году высоковирулентной расы TTNT предшествовал «скрытый» процесс постепенного ее накопления в популяции P. graminis f. sp. tritici. Отмеченная в 2001 году на пшенице с низкой частотой 4%, в последующие годы эта раса наблюдалась только на барбарисе и дикорастущих злаках, пока снова не стала фиксироваться на пшенице.

В неблагоприятные для развития патогена сезоны высоко специализированная система устойчивости культурных злаков оказывается противопоставленной более мягкому режиму паразитирования на альтернативных растениях-хозяевах (Дьяков, 1998), что и определяет роль дикорастущих злаков в поддержании инфекции с последующим возобновлением ее масштаба.

К настоящему времени практически во всем мире устойчивость пшеницы к стеблевой ржавчине отличалась стабильностью в течение длительного времени. Однако в 2003 и 2004 годах большинство сортов современных пшениц в Кении и большинство образцов коллекции CIMMYT (www.cimmyt.org), выращиваемых в этой стране, оказались восприимчивыми к стеблевой ржавчине. При изучении вирулентности изолятов возбудителя идентифицирована новая высоковирулентная раса TTKS, описанная впервые в Уганде в 1999 г., названная расой Ug99, которая оказалась вирулентной к гену Sr31, обычно устойчивому к стеблевой ржавчине во всех странах.

Известна масса примеров происхождения с барбариса рас, получивших впоследствии широкое распространение на пшенице: расы 56 в Северной Америке, 22 - в Австралии; расы, вызвавшие эпифитотию в Ирландии и других странах (Johnson, Newton, 1946; Стэкмен, Харрар, 1959; Цадокс, 1970). В связи с этим очевидна необходимость мониторинга рас Р. graminis f. sp. tritici во всех регионах мира.

МОЛЕКУЛЯРНО-БИОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРИВИДОВОЙ СТРУКТУРЫ ВОЗБУДИТЕЛЯ СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЫ ЗЛАКОВ

I. Анализ ДНК-полиморфизма области рибосомных генов моноурединиальных изолятов Р. graminis

Как показано в исследованиях видового и внутривидового полиморфизма фитопатогенных грибов, в частности ржавчинных, скорость эволюции межгенных спейсеров области рибосомных генов (транскрибируемых - ITS, ETS, и нетранскрибируемых - IGR) позволяет использовать эти участки генома в качестве молекулярных маркеров для оценки изменчивости внутривидовых структур (White et al, 1990; Kim et al., 1992; Zambino, Szabo, 1993; Малеева и др., 2005; Abbasi, 2005).

На материале 2001 и 2002 годов был исследован полиморфизм длин ITS-и IGR-участков области рибосомных генов моноурединиальных изолятов пшеничной и ржаной формы возбудителя стеблевой ржавчины

В результате полимеразной цепной реакции с праймерами ITS4 и ITS5 всегда амплифицировался одинаковый по размеру фрагмент, мажорный по интенсивности. У всех изученных изолятов как пшеничной, так и ржаной формы P. graminis длина транскрибируемого региона, содержащего некодирующие межгенные участки (ITS1-5,8S-ITS2), оказалась равной 660 пар нуклеотидов (п. н.).

Сабо и Замбино (Szabo, Zambino, 1995) при изучении изменчивости нуклеотидного состава участка ITS1-5,8S-ITS2 у различных представителей ржавчинных грибов также не обнаружили значительных различий в нуклеотидном составе ITS-фрагмента между отдельными изолятами пшеничной и ржаной форм P. graminis. Известно, что эти две формы легко скрещиваются между собой (Anikster, 1984), чем, вероятно, может обеспечиваться обнаруженное сходство ITS-фрагментов. Аналогичные результаты были получены у представителей другой группы фертильности - P. graminis f. sp. роае и Р. graminis f. sp. avenae (Zambino, Szabo, 1993).

Таким образом, исследование внутривидовой изменчивости возбудителя стеблевой ржавчины с помощью ITS-маркеров ограничивается выделенными группами фертильности, внутри которых воспроизведение ITS-фрагмента характеризуется достаточной стабильностью.

На ITS-паттернах некоторых изолятов P. graminis f. sp. tritici (из Московской и Киевской областей) обнаружены дополнительные PCR-продукты, преимущественно минорные по интенсивности. Распространение новых генотипов среди сообществ патогена свидетельствует о высокой частоте рекомбинационных обменов между их членами. Так, для североамериканских популяций возбудителя стеблевой ржавчины злаков где значительную роль играет половой процесс либо парасексуальные обмены отмечен высокий уровень вариабельности молекулярных маркеров (Burdon, Roelfs, 1985).

На территории Московской обл. на злаках и на барбарисе в 2001 г. был распространен один и тот же ITS-фенотип с обязательным мажорным фрагментом размером 660 п. н., и дополнительными минорными ITS-продуктами большего размера, порядка 1000 п. н. В Киевской обл. зафиксированы генотипы, отличающиеся по набору ITS-фрагментов. В двух из пяти случаях в результате ITS-PCR амплифицировался один продукт размером 660 п. н., другим вариантом был молекулярный ITS-фенотип, состоящий из двух фрагментов: 660 и 500 п. н. Можно предположить, что указанные ITS-фенотипы могли возникнуть в результате полового процесса на промежуточном хозяине P. graminis -барбарисе.

На территории Северного Кавказа половой процесс имеет значение в жизненном цикле P. graminis в горных и прилегающих к ним районах (Смирнова, 1968). Перезимовка гриба только в урединиостадии обычно обусловливает эффект генетического «бутылочного горлышка» (bottleneck effect), так как популяционное разнообразие ограничено лишь потомством выживших урединиоспор (McCallum et al., 1999). Изоляты 2001 г. из Ростовской обл. (степной части Северокавказского региона) с одним мажорным

продуктом ITS-PCR, вероятно, произошли из клональной группы, где данная структура ITS-участка поддерживалась отбором в ряду бесполых поколений урединиоспор.

Среди структурных единиц области рибосомных генов с наибольшей скоростью эволюционируют нетранскрибируемые межгенные спейсеры, что позволяет использовать их для изучения близкородственных отношений, включая внутрипопуляционные. Установлено, что длина IGR-участка рибосомного оперона различается среди видов и рас ржавчинных грибов (Kim et al., 1992). В связи с этим был исследован полиморфизм длин lGR-участков у изолятов пшеничной и ржаной форм P. graminis, происходящих из разных областей и с различных растений-хозяев.

Каждая специализированная форма отличалась своим IGR-фенотипом: у изолятов Р. graminis f. sp. tritici в результате IGR-PCR амплифицировался один продукт размером 730 п. н., в то время как у изолятов P. graminis f. sp. secalis всегда амплифицировались два PCR-продукта - 730 и 1400 п. н. (рис. 1).

P.graminis f.sp. secalis P. graminis tsp. tritici Рис. 1. IGR-фенотипы

ÍmTmTíT ~ ——^ ^ изолятов пшеничной (16.128.2) и ржаной формы

И (30 1-33.2) P. graminis (из

. ' ffíi , ' ' <t % ^¡l*V, váj коллекции 2005г.),

; ¡' . 1 ' к ' i .jí -Jf fi [níffi амплифицированные с

■j í ¡j » "i I ■ ^t rMiT'i«?!lj ймерами Q и Y,m -

. ' ' > '■ ,'j.-i.и^ : маркер GeneRuler™ lkb

' " r t -__v,__DNA Ladder, Fermentas

Томская обл. Ростовская обл.

Таким образом, при исследовании внутривидовых структур возбудителя стеблевой ржавчины злаков был продемонстрирован различный уровень значимости маркеров области рибосомных генов. Длина ITS-участка оказалась одинаковой среди исследованных изолятов Р. graminis f. sp. tritici и P. graminis f. sp. secalis. Выявленная IGR-изменчивость изолятов позволила отличить специализированные формы (ржаную и пшеничную) P. graminis при развитии на различных злаках.

2. RAPD-полиморфизм моноурединиальных изолятов P. graminis

Применение неспецифических праймеров, на чем основан метод RAPD-PCR, повышает количество анализируемых признаков (PCR-продуктов) и обеспечивает информацией об индивидуальных особенностях генома. Чувствительность метода отвечает требованиям исследований, касающихся изменчивости внутри отдельных специализированных форм ржавчинных грибов (Chen et al., 1995; Kolmer et al., 1995; McCallum et al., 1999; Малеева и др., 2003a).

RAPD-полиморфизм широкой выборки моноурединиальных изолятов Р. graminis f. sp. tritici и P. graminis f. sp. secalis исследован с использованием праймеров RP3 и Core, продемонстрировавших свою эффективность на большой группе грибов, в том числе и возбудителе стеблевой ржавчины пшеницы (Малеева и др., 2003а). Молекулярные

фенотипы изолятов (генотипы, полученные с помощью RAPD-PCR), представляли собой наборы фрагментов разной длины (рис. 2).

P.grarnints f.sp. trítici

Рис. 2. RAPD-полиморфизм изолятов пшеничной (№№ 7.1/03-22.2/04) и ржаной (№№ 30.1/05-33.2/05) форм Р. graminis, полученный со случайным праймером Core; m - маркер, GeneRuler™ lkb DNA Ladder, Fermentas

Среди изолятов пшеничной формы было обнаружено наибольшее число генотипов: 8 и 9 (с помощью праймеров RP3 и Core, соответственно), при этом на долю полиморфных фрагментов пришлось 50% и 54% (табл. 3). Среди изолятов ржаной формы при проведении PCR-реакции с указанными праймерами выявлено только по одному генотипу с низким количеством признаков (до 4 воспроизводящихся PCR-продуктов). Таким образом, полиморфизм Core- и RP3- маркеров позволил различить специальные формы Р. graminis, а также установить сложную структуру пшеничной формы.

С целью повышения количества информативных признаков, RAPD-полиморфизм изолятов пшеничной формы был исследован с помощью праймеров CRL-7, CRL-9 и CRL-11, насыщенных GC-нуклеотидами и рекомендованных для Р. graminis f. sp. trítici (Kubelik & Szabo, 1995). Для анализа изолятов ржаной формы были использованы праймеры № 402, 556, 489, 521, 450, 517, успешно применявшиеся для изучения структуры вида Р. recóndita (Kolmer et al, 1995; Малеева и др., 20036).

В таблице 4 приведена структура и сравнительная характеристика всех использованных в работе праймеров. Молекулярные фенотипы изолятов, полученные с помощью выбранных праймеров, продемонстрировали высокую степень полиморфизма (рис. 4). Была выявлена гетерогенность RAPD-профилей изолятов Р. graminis f. sp. secalis, а для изолятов Р. graminis f. sp. trítici получено большее количество информативных признаков (в среднем 22 на паттерн) по сравнению с Core- и RP3- маркерами (в среднем 11). Доля полиморфных фрагментов возросла от 0% до 53,3% и от 52% до 73% среди молекулярных фенотипов ржаной и пшеничной форм патогена, соответственно. Дендрограммы сравнения изолятов Р. graminis f. sp. secalis и Р. graminis f. sp. trítici, построенные по данным тестируемого набора праймеров, характеризовались большей степенью устойчивости (85,4% и 75,9% - средние значения индекса бутстрепа) по сравнению с оценками достоверности кластеризации RAPD-фенотипов, полученных при использовании Core- и RPз-пpaймepoв (64,68% - среднее значение индекса бутстрепа) (табл. 4).

эесонь ¡ппсит погасит

а ш шшщ на ш.зи аГшшшиг ш iSü или й

J505№C6C$05 05 Ü5M01CHCH<MIM М W » й U

1000 Ьр 750 tp ЗЮЬр ZSObp

Структура Количесвто полиморфных Среднее значение индекса

Праймер праймера фрагментов, доли, % бутстрепа1, %

Изоляты P. graminis f. sp. tritici (Pgt) и P. graminis f. sp. secalis (Pgs)

Core GAGGGTGGX- 7/13, 54 — для Pgt- изолятов

GGXTCT 0 — ДЛЯ Pgi-ИЗОЛЯТОВ 69,06

RP3 (GTG)5 4/8, 50 — для Pgt- изолятов 60,3

0 — для Pgs-изолятов

Среднее значение 6/11, 52 — для Pgt- изолятов 64,68

0 — для Pgs-изолятов

Изоляты P. graminis f. sp. secalis (Pgs)

№ 521 CCGCCCCACT 5/13,38 85,5

№489 CGCACGCACA 7/17, 41 76,8

№402 GGAAGGCTGT 7/13, 54 87,75

№450 CGGAGAGCCC 8/12, 67 86,67

№ 556 ATGGATGACG 10/18,56 81,67

№ 517 GGTCGCAGCT 9/14, 64 84,5

Суммарная матрица 46/87, 52 95

Среднее значение 8/15, 53,3 85,4

Изоляты P. graminis f. sp. tritici (Pgt)

CRL-11 CCACCGCGCC 18/22, 82 74,8

CRL-9 CAGCCGCCCC 18/24, 75 77,9

CRL-7 GCCCGCCGCC 13/20,65 62,1

Суммарная матрица 49/66, 74 89

Среднее значение 16/22,73 75,9

- оценка устойчивости дендрограмм сравнения изолятов при кластеризации их RAPD-

феногипов (Treecon for Windows).

Таким образом, для каждой специализированной формы были определены наборы праймеров, эффективно характеризующие их внутривидовую изменчивость.

Исследование структуры P. graminis f. sp. secalis с помощью подобранного набора праймеров (табл. 4) проводилось на выборке изолятов, собранных в 2002 году с разных растений-хозяев в Московской области. Полиморфизм продуктов амплификации был обнаружен во всех случаях, при этом наибольшее количество вариабельных признаков обеспечивали праймеры №№ 556, 517,450.

Дендрограмма, полученная на основе суммарной матрицы по паттернам амплификации с использованием индивидуальных праймеров, оказалась наиболее устойчивой (средний процент бутсрепа 95%) (рис. 4). Обособились четыре группы изолятов с высокой степенью гомогенности RAPD-маркеров (индекс бутстрепа для каждой группы 100%). Группы изолятов со ржи (Secale) и пырея {Elytrigia) объединились в один кластер, для которого группа изолятов с плевела (Lolium) оказалась сестринской. Наибольшее отличие проявили изоляты с тимофеевки (Phleum).

Рис. 3. Дендрограмма сходства изолятов Р. £гаттк £ эр. $еса1& с разных растений-хозяев, построенная на основе суммарной матрицы по всем праймерам (№№ 521, 489, 402, 450, 556, 517)

при использовании отдельных праймеров, так и при анализе суммарных данных, обнаружился на уровне групп изолятов, различающихся источником заражения, причем каждая такая группа проявила высокий уровень гомогенности по выбранным маркерам. Таким образом, группоспецифическая кАРЭ-изменчивость соответствовала исходной специализации паразита по отношению к растению-хозяину.

Полученная дифференциация групп изолятов возбудителя ржаной формы ржавчины находилась в соответствии с таксономическим положением растений-хозяев, с которых был собран споровый материал для анализа. По традиционной классификации злаков (Цвелев, 1987), рожь (&са/е) и пырей () принадлежат к одной трибе Пшеницевые (ТгШсеае), плевел (ЬоИит) входит в состав большой трибы Мятликовые (Роеае), а тимофеевка (РМеит) относится к самостоятельной трибе Тимофеевковые (РЫееае).

Сходство изолятов гриба, поражающих близких в таксономическом отношении растений-хозяев, можно, по-видимому, объяснить сходством их типов обменов веществ. Однако как было отмечено Абасси (АЬа581, 2005), анализировавшего нуклеотидный состав рДНК возбудителя стеблевой ржавчины с разных растений-хозяев, пока недостаточно данных по нуклеотидным последовательностям и информативности фрагментов генома самих растений-хозяев для обсуждения коэволюционного аспекта формирования комплекса таксономических единиц внутри сложного вида Р. graminis.

Набор богатых ОС-нуклеотидами праймеров (табл. 4) был применен для исследования НАРЭ-полиморфизма изолятов Р. &гат'1т5 £ ер. ¡гШа, собранных в 2005 году на территории Московской, Томской и Ростовской областей с барбариса, культурных и диких злаков. Во всех случаях обнаружен высокий уровень полиморфизма продуктов амплификации (рис. 4).

Дендрограммы сравнения обладали значительным структурным сходством. Стабильно выделялись два основных кластера, поддерживаемых высокими значениями индекса бутсреп. Наиболее устойчивой по среднему значению бутстрепа (89%) была дендрограмма по данным со всего набора праймеров (рис. 5).

0,3 0,2 0,1

100%|й Е«з

9514

т «У 5сс.11е

'з 100$) Ю ,„«,„„

* !? РШешп

Полиморфизм 11АРО-маркеров, полученный как

Рис. 4 RAPD-полиморфизм изолятов Р. graminis Е sp. mttp trítici, полученный с ш>«р праймером CEL-7,

богатыми GC-нуклеотидами; 1583ьр щ - маркер: ДНК фага X,

гидропизованная с ш>ьр помощью ферментов

рестрикции HindLII-EcóRI, Fermentas

550 bp 630 hp

SÓObp

Явно выраженными на дендрограммах внутри центрально-европейского кластера оказались группировки изолятов с пшеницы (Triticum) (монофилия группы до 91% случаев), ячменя (Hordeurn) (до 75%), барбариса (Berberís) (до 86%), уровень объединения которых не превышал 0,2 генетических условных единиц.

NCljfU

60%

38%

60%

96%

39%N "CR

Triticum

54°/

45'/,

CR.IS-Î i-« j - . -gg^isa ■

74Vr-w4"HordeUm

Central Russia

(CR) 86'

Berberís

Western Siberia

юок

100%=. 5%

om** j

<0VÍ"iPhleum rm}^Berberis

erap ww»

™ Dactylis

Рис. 5. Дендрограмма сходства изолятов P. gmminis £ sp. triici с разных растений-хозяев и регионов страны, построенная на основе матрицы по всем праймерам CRL-11, CRL-9, CRL-7; Central Russia (CR) -Центральный регион, Northern Caucasus (NC) -Северный Кавказ, Western Siberia QNS) - Западная Сибирь

—Hordeurn

При этом вклад географического происхождения изолятов был на уровне индивидуальных различий. На суммарной дендрограмме внутри группировок по растениям-хозяевам (по пшенице и ячменю) изоляты образовали отдельные совокупности по областям (Московской и Ростовской).

По данным RAPD-анализа были вычислены основные показатели генетического и геиотипического разнообразия выборки изолятов P. graminis f. sp. tritici. Доля клональной фракции (CF) (Zhan et al., 2003) в выборке составила в среднем 59,65%. Индекс Шеннона (Н) (Мэгарран, 1992; Goodwin et al., 1995) был использован для оценки геиотипического разнообразия между изолятами и принимал высокие значения, от 5,29 до 7,94 в зависимости от выбора праймера из CRL-набора. По данным Мироненко по гемибиотрофным грибам Pyrenophora и Cochliobolus низкая доля клональной фракции (060%) в популяции и высокое генотипическое разнообразие характеризует узкую специализацию паразита (Мироненко, 2005). Таким образом, для высоко специализированного патогена P. graminis f. sp. tritici была обнаружена та же закономерность (соотношение генотипических показателей CF и Н).

Величина индекса Шеннона для популяции обычно укладывается в интервал от 1,5 до 3,5 и очень редко превышает 4,5 (Мэгарран, 1992). Полученное нами по данным RAPD-анализа высокое значение геиотипического разнообразия, в среднем Н =7,43, позволило предположить влияние дивергентных процессов на формирование сложной гетерогенной структуры выборки изолятов P. graminis f. sp. tritici с образованием некоторых субпопуляционных сообществ патогена.

Мерой генетической подразделенности популяции является индекс FST (Алтухов, 2003). Высокое значение показателя генетической дифференциации между изолятами из Западной Сибири (Томской области) и центрально-европейской части России (Московской и Ростовской областей) (FSx 0,413) вместе с кластеризацией изолятов на дендрограммах дают основание говорить об отличиях данных выборок P. graminis f. sp. tritici и существовании генетической обособленности между ними.

Для выяснения фактора, определяющего дифференциацию RAPD-фенотипов центрально-европейской выборки изолятов P. graminis f. sp. tritici, были проверены варианты их группировки по географическому происхождению и исходному растению-хозяину. Значения индекса FSt, превышающие 0,25, считались значимыми для оценки генетической дивергенции (Мироненко, 2005; Hartl, Clarke, 1997).

Вывод об отсутствии корреляции между ДНК-полиморфизмом и происхождением изолятов из данной выборки был сделан на основании низкого значения индекса FSt (0,229). Группировка изолятов по растениям-хозяевам привела к получению наибольшего показателя (0,601). Таким образом, как результаты кластерного анализа, так и степень дифференциации выборок изолятов указывают на растение-хозяина как на основной фактор дивергенции патогена.

Генотипическое разнообразие дивергирующих по растению-хозяину групп было оценено с помощью статистики Шеннона.

Группа изолятов P. graminis f.sp. tritici, выделенных с пшеницы, отличалась наибольшим разнообразием набора CRL-фенотипов, в среднем Hs = 3,120. Генотипическое разнообразие внутри групп изолятов с барбариса и дикорастущих злаков не превышала 1,969. Таким образом, установлена различная степень дифференциации выборок изолятов P. graminis f. sp. tritici на растениях-хозяевах, генетически и экологически отличающихся друг от друга.

3. Изоферментный анализ моноурединиальных изолятов P. graminis f. sp. tritici

Генетическое разнообразие изолятов P. graminis f. sp. tritici из Московской и Ростовской областей коллекции 2004 года сбора было охарактеризовано по изозимным спектрам малатдегидрогеназы (МДГ). Эта ферментная система применялась для оценки генетического разнообразия патогена стеблевой ржавчины и, в частности, полиморфности географических изолятов пшеничной формы гриба (McCallum et al., 1999; Малеева и др., 2003а). Исследуемые образцы содержали экстракты листьев пшеницы с пустулами.

При изучении спектров изозимов малатдегидрогеназы изолятов Р. graminis f. sp. tritici обнаружен полиморфизм фермента. На изоферментных паттернах выявлено 12 вариабельных признаков. Кластерный анализ МДГ-спектров с помощью программы Treecon for Windows продемонстрировал гетерогенную структуру выборки изолятов. Значения индекса бутстрепа для отдельных группировок варьировали от 15% до 97%. Изоляты с барбариса (Berberís) Московской области выделялись в один кластер с достоверностью 15% на уровне 0,7 единиц генетической дистанции. Группировки изолятов со злаков объединялись с вероятностью 24%. Кластерная структура выборки изолятов Р. graminis f. sp. tritici по изоферментным спектрам малатдегидрогеназы была в целом неустойчивой, со средним значением индекса бутстрепа - 45,12%.

Генетическое разнообразие выборки изолятов Р. graminis f. sp. tritici по данным изоферментного анализа описывалось высоким значением индекса Шеннона, Н = 7,439, а степень дифференциации географических изолятов - относительно небольшой величиной показателя подразделенности популяции, Fst = 0,347.

Таким образом, по результатам кластерного анализа и значениям показателей популяционного разнообразия, выборка изолятов Р. graminis f. sp. tritici отличается высокой гетерогенностью состава МДГ-фенотипов, причем степень их дифференциации практически не позволила выделить устойчивые группировки изолятов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с наблюдающейся в последние годы депрессией развития возбудителя стеблевой ржавчины на производственных посевах зерновых культур, приобретает актуальность вопрос об условиях сохранения инфекции в биоценозах. Широкий уровень специализации гриба способствует сохранению патогена на дополнительных растениях-хозяевах - диких видах злаков. Изучение изменчивости внутривидовых структур Р. graminis представляет интерес как с фундаментальных - выяснение стратегий сохранения вида в природе, так и с практических позиций - установление потенциальных источников инфекции для развития гриба в агроценозах.

Значение растений-хозяев (барбариса и злаков), а также климатических показателей во время «критического» для развития инфекции периода было показано при изучении вирулентности и состава фенотипов P. graminis f. sp. tritici. Анализ типов реакции изогенных линий пшеницы обнаружил канализованную изменчивость популяции Р. graminis f. sp. tritici, обусловленную действием периодического отбора отдельных клонов, имеющих более высокие фенотипические показатели патогенности. Молекулярные и биохимические маркеры (RAPD-, ITS-, IGR-, МДГ-полиморфизм) продемонстрировали высокий уровень изменчивости изолятов P. graminis на внутривидовом уровне и ее групповой характер, а также позволили различить изоляты, принадлежащие к разным специальным формам (P. graminis f. sp. tritici и f. sp. secalis no ITS- и RAPD-профилям).

Среди изолятов P. graminis f. sp. tritici, представляющих доминирующую расу (TKNT) на территории России в 2004 и 2005 годах, были зафиксированы высокий уровень RAPD- и МДГ-изменчивости. Низкое соответствие между группировками, выделенными на основе вирулентности, молекулярных RAPD- и МДГ- маркеров, говорит в пользу участия генетической рекомбинации той или иной природы в определении структуры популяции патогена на территории России. Такая закономерность обычно прослеживается для популяций ржавчинных грибов, в формировании которых активную роль играет половой процесс или парасексуальная рекомбинация (Burdon, Roelfs, 1985; Chen et al., 1995; Малеева и др., 2003а).

Анализ вирулентности и молекулярного полиморфизма патогена на разных растениях-хозяевах в некоторых регионах России позволил установить вероятные источники инфекции стеблевой ржавчины пшеницы, выявить возможную роль растения-хозяина в формировании структуры популяций гриба и подтвердить необходимость мониторинга расового состава для проведения мероприятий, ограничивающих развитие крайне агрессивного для зерновых культур патогена.

выводы

1. На территории Центрально-Европейской части России и Западной Сибири возбудитель стеблевой ржавчины злаков представлен преимущественно двумя основными патогенными массивами (сообществами), различающимися по специализации к растению-хозяину (P. graminis f. sp. tritici и P. graminis f. sp. secalis) и по молекулярным маркерам (lGR-полиморфизм).

2. Выборки P. graminis f. sp. tritici и P. graminis f. sp. secalis являются гетерогенными по структуре, обнаруживая изменчивость изолятов как по набору генов вирулентности (Р. graminis f. sp. tritici) , так и на уровне ДНК-полиморфизма отдельных участков генома (Р. graminis f. sp. tritici и P. graminis f. sp. secalis).

3. Результаты комплексного анализа изменчивости изолятов P. graminis позволяют выделить основные факторы дивергенции внутри выборок: географическое происхождение изолятов и растение-хозяин. По растению-хозяину дивергенция идет вплоть до образования отдельных генетически устойчивых группировок.

4. Показан различный вклад в изменчивость патогенной популяции основного (культурные злаки), промежуточного (барбарис) и альтернативного (дикорастущие злаки) хозяина. Половая рекомбинация на барбарисе повышает генетическое разнообразие патогена: для эциопопуляций значение коэффициента Шеннона максимально.

5. Генетика устойчивости основного растения-хозяина обуславливает направления отбора в популяции гриба по признаку вирулентности (к настоящему времени сохраняют эффективность гены Sr-9b и 13); и вместе с климатическими условиями определяет доминантные фенотипы (в течение 1996-2000 гг. набор биотипов физиологической расы 15 вытеснил расы 34 и 11).

6. Альтернативный хозяин способствует поддержанию P. graminis в природе, в результате обеспечивается сохранение вида, сопровождаемое повышением степени вариабельности индивидов, о чем свидетельствует высокое разнообразие расового состава исследованных выборок патогена и степень изменчивости молекулярных маркеров.

7. Динамика основных рас со сменой доминантов и высокое расовое разнообразие патогенной популяции P. graminis f. sp. tritici в 2001-2005 гг. указывают на необходимость постоянного мониторинга расового состава для своевременного проведения мероприятий, ограничивающих развитие крайне важного для зерновых культур патогена.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Лекомцева С.Н., Малеева Ю.В., Инсарова И.Д., Сколотнева Е.С., Чайка М.Н. Оценка изменчивости биотрофных видов грибов // "Генетика в XXI веке: современное состояние и перспективы развития" Материалы III Съезда ВОГиС. М., 2004. Т.1, с. 457.

2. Сколотнева Е.С. Комплексный подход для анализа изменчивости специальных форм возбудителя стеблевой ржавчины // Материалы юбилейной конференции, посвященной 85-летию кафедры микологии и альгологии МГУ им. М.В.Ломоносова. М„ 2004, с. 124.

3. Сколотнева Е.С. RAPD-полиморфизм и влияние растения-хозяина на внутривидовую структуру Puccinia graminis f.sp. secalis // Тезисы докладов XI международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2004», секция «Биология». М., 2004, с. 144.

4. Малеева Ю.В, Лекомцева С.Н., Сколотнева Е.С. Влияние растения-хозяина на молекулярный полиморфизм возбудителя стеблевой ржавчины ржи (Puccinia graminis f. sp. secalis) // «Грибы в природных и антропогенных экосистемах». Труды Международной конференции, посвященной 100-летию начала работы профессора А.С. Бондарцева в Ботаническом институте им. В.Л. Комарова РАН. СПб, 2005 , с. 339-343.

5. Лекомцева С.Н., Сколотнева Е.С., Малеева Ю.В., Инсарова И.Д., Чайка М.Н. Оценка изменчивости возбудителя стеблевой ржавчины злаков Puccinia graminis Pers. на разных стадиях онтогенеза гриба//«Фитосанитарное оздоровление экосистем». Второй Всероссийский съезд по защите растений. СПб, 2005. Т. 1, с. 498-501.

6. Сколотнева Е.С. , Лекомцева С.Н. Анализ вирулентности и RAPD-полиморфизма популяций Puccinia graminis f.sp. tritici на территории России и Украины в 2001 году // Тезисы докладов XII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005», секция «Биология», М., 2005, с. 149.

7. Сколотнева Е.С., Малеева Ю.В., Инсарова И.Д., Лекомцева С.Н. Полиморфизм специальных форм возбудителя стеблевой ржавчины злаков (Puccinia graminis) // «Грибы и водоросли в биоценозах - 2006». Материалы международной конференции, посвященной 75-летию Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова: Москва, 31 января-3 февраля 2006 г. М., 2006, с.145.

8. Лекомцева С.Н., Волкова В.Т., Зайцева Л.Г., Сколотнева Е.С., Чайка М.Н. Анализ вирулентности изолятов Puccinia graminis f.sp. tritici с разных растений-хозяев // Микология и фитопатология. 2007. Т. 41, вып. 6, с. 554-563.

9. Skolotneva Е. S., V.T. Volkova, Yu. V. Maleeva, L.G. Zaitseva, and S.N. Lekomtseva The analysis of Puccinia graminis f. sp. tritici populations in the Russian Federation and the Ukraine in 2001//Annual Wheat Newsletter, 2005. Vol.51,p. 112-115.

10.Skolotneva E.S., Maleeva Yu.V., Insarova I.D., Lekomtseva S.N. Molecular variability of Puccinia graminis f.sp. tritici on various plant-hosts in some regions of the Russian Federation in 2003 and 2004 // Annual Wheat Newsletter, 2007. Vol. 53, p. 67-69.

11.Lekomtseva S.N., Volkova V.T., Zaitseva L.G., Chaika M.N., Skolotneva E.S. Races of Puccinia graminis f. sp. tritici in Russian Federation in 2001-2005. Annual Wheat Newsletter. Vol. 53. August 2007, p. 65-67.

12. Lekomtseva S.N., Skolotneva E.S.,. Maleeva Yu.V. Variability of the biotrophic fungus Puccinia. graminis Pers. f.sp. tritici on different host plants // Proceedings of the XV Congress of European mycologists. Russia. St Petersburg. September 2007, p. 259.

13.Лекомцева С.Н., Волкова В.Т., Зайцева Л.Г., Сколотнева Е.С. Мониторинг вирулентности Puccinia graminis Pers. на диких злаках в некоторых регионах России // Общие проблемы мониторинга природных экосистем. Сб. статей Всероссийской научно-практической конф. Пенза, 2007, с. 80-84

14. Малеева Ю.В., Сколотнева Е.С., Лекомцева С.Н. Молекулярные подходы для исследования роли комбинативной изменчивости и дивергенции популяций в микроэволюции фитопатогенных грибов // Материалы конференции «Современные проблемы биологической эволюции» к 100-летию Государственного Дарвиновского музея 17-20 сентября 2007г. М„ с. 181-182.

15.Skolotneva E.S., Lekomtseva S.N., Maleeva Y.V., Insarova I.D. Molecular and virulence variability of Russian isolates of wheat and rye stem rust (Puccinia graminis f.sp. tritici and f.sp. secalis) in 2001-2005 // ICPP 2008 9th International Congress of Plant Pathology, August 24-29, Turin, Italy. Book of abstracts. In Journal of Plant Pathology, 2008. Vol. 90 (2, Supplement), p. 351.

16. Lekomtseva S.N., Volkova V.T., Zaitseva L.G., Skolotneva E.S., Chaika M.N. Races of Puccinia graminis f. sp. tritici in Russian Federation in 2006 // Annual Wheat Newsletter, 2008.Vol. 54, p. 188-119.

17. Skolotneva E.S., Lekomtseva S.N. RAPD distribution of Russian isolates of P. graminis f. sp. tritici by the high-GC primers//AnnuaI Wheat Newsletter,2008.Vol.54, p. 119-121.

18. Сколотнева E.C., Инсарова И.Д., Малеева Ю.В., Лекомцева С.Н. Использование белковых и молекулярных маркеров при оценке внутривидовой изменчивости Puccinia graminis Pers. // «Современная микология в России». Второй съезд микологов России. Тезисы докладов. М., 2008. Т.2, с.205.

19. Сколотнева Е.С., Малеева Ю.В., Инсарова И.Д., Лекомцева С.Н.. Генетическое разнообразие изолятов Puccinia graminis Pers. f.sp. tritici и P. graminis f.sp. secalis // Микология и фитопатология. 2008. T.42. B.4, с. 374-385.

БЛАГОДАРНОСТИ

Выражаю искреннюю благодарность научному руководителю Лекомцевой С.Н., сотрудникам - кафедры микологии и альгологии Инсаровой И.Д., Зайцевой Л.Г., Чайке М.Н., Волковой В.Т., Еланскому С.Н.; кафедры молекулярной биологии Колесникову А.А., Малеевой Ю.В., Калебиной Т.С.; а также доценту кафедры ботаники Южного государственного университета Русанову В.А. и доценту Томского государственного университета Чикину Ю.А. за предоставленный материал для исследования. Глубокая признательность всему коллективу кафедры микологии и альгологии. Огромное спасибо моей семье и друзьям за постоянную поддержку и внимание.

Заказ №271/10/08 Подписано в печать 29.10.2008 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1

ООО "Цифровичок", тел. (495) 797-75-76; (495) 778-22-20 У) www.cfr.ru; e-maihinfo@cfr.ru

-у

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Сколотнева, Екатерина Сергеевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ РЖАВЧИННЫХ БОЛЕЗНЕЙ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗБУДИТЕЛЯ СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЫ

1. Жизненный цикл возбудителя стеблевой ржавчины

2. Влияние условий окружающей среды на развитие стеблевой ржавчины

ВНУТРИВИДОВАЯ СТРУКТУРА PUCCINI A GRAMINIS

1. Систематика вида P. graminis И

2. Особенности специализации P. graminis

ПОДХОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПОПУЛЯЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ РЖАВЧИННЫХ ГРИБОВ

1. Генетические исследования P. graminis

1.1. Теория коэволюции растения-хозяина и паразита

1.2. Генетика устойчивости растений-хозяев

1.3. Определение физиологических рас

1.4. Изучение вирулентности и расового состава P. graminis f. sp. tritici

1.5. Сравнительный анализ фенотипического состава популяций ржавчинных грибов

1.6. Роль барбариса и дикорастущих злаков в поддержании расового разнообразия возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы и возобновлении инфекции

2. Биохимические и молекулярные методы исследования фитопатогенных грибов

2.1. Изоферментный анализ

2.2. ДНК-маркеры

2.3. ДНК-маркеры, основанные на полимеразной цепной реакции

2.3.1. Маркеры генов рибосомных РНК

2.3.2. Недетерминированные маркеры

2.4. Обзор молекулярных методов исследования фитопатогенных грибов

Глава II МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

1 .Инфекционный материал

2. Метод искусственного заражения

3. Определение физиологических рас возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы

4. Изоферментный анализ моноурединиальных изолятов P. graminis f. sp. tritici

5. Выделение ДНК из урединиоспор P. graminis

6. RAPD-PCR моноурединиальных изолятов P. graminis

7. ITS-PCR моноурединиальных изолятов P. graminis

8. IGR-PCR моноурединиальных изолятов P. graminis

9. Статистическая обработка данных

Глава III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

АНАЛИЗ ВИРУЛЕНТНОСТИ P. GRAMINIS PERS. F. SP. TRITICI НА РАЗНЫХ РАСТЕНИЯХ-ХОЗЯЕВАХ В 2001-2005 гг.

1.Структура популяций возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы на территории РФ и ближнего зарубежья в 2001- 2005 гг.

3. Отбор по признакам вирулентности в выборках изолятов P. graminis f. sp. tritici

5. Обсуждение

МОЛЕКУЛЯРНО-БИОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРИВИДОВОЙ СТРУКТУРЫ ВОЗБУДИТЕЛЯ СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЫ ЗЛАКОВ

1.Анализ ДНК-полиморфизма области рибосомных генов моноурединиальных изолятов P. graminis

2. RAPD-полиморфизм моноурединиальных изолятов P. graminis

3. Изоферментный анализ моноурединиальных изолятов P. graminis f. sp. tritici

4. Обсуждение

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изменчивость внутривидовых структур Puccinia graminis Pers."

Биотрофный гриб Puccinia graminis Pers. (Mycota, Urediniomycetes, Uredinales) - возбудитель стеблевой ржавчины злаков, одного из наиболее вредоносных заболеваний зерновых культур. Инфекция в виде урединиоспор способна быстро и широко распространяться в течение одного вегетативного сезона, приводя к значительным потерям урожая зерновых. Серьезные эпифитотии ржавчины в 20-м веке отмечались во многих странах (Наумов, 1939; Zadoks, 1963; Roelfs, 1977; Watson, 1981; Leonard, 2001; Leonard, Szabo, 2005).

Вид P. graminis характеризуется сложной внутривидовой структурой. По специализации к растениям-хозяевам, вирулентности, скрещиваемости и морфологии телио- и урединиоспор его в разные периоды подразделяли на специализированные формы и физиологические расы, группы фертильности, подвиды и разновидности (Наумов, 1939; Urban, 1967; Leonard, Szabo, 2005). Разнообразие внутривидовых структур гриба говорит о высоком уровне внутривидовой изменчивости.

Традиционный для ржавчинных грибов анализ расового состава дает информацию о генах вирулентности в популяциях патогенов, что важно для селекции устойчивых сортов и их районирования. Наряду с генетическим анализом вирулентности, молекулярные и биохимические маркеры могут внести вклад в оценку внутривидового полиморфизма ржавчинных грибов — организмов с относительно бедной морфологией - и в исследование микроэволюционных процессов внутри популяций. Выявление характера и механизмов изменчивости представляет интерес как с теоретических позиций (оценка коэволюции паразита и хозяина у биотрофов), так и с практической точки зрения (ограничение развития опасного патогена на зерновых культурах).

Цель работы. Характеристика генетического и молекулярного разнообразия изолятов Р. graminis, собранных в 2001-2005 гг. с разных растений-хозяев в нескольких географических зонах России; выявление структуры и закономерностей изменчивости возбудителя стеблевой ржавчины злаков.

Задачи:

1. Изучение динамики расового состава возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы P. graminis f. sp. tritici.

Определена эффективность известных генов устойчивости пшеницы к возбудителю P. graminis f. sp. tritici.

С помощью ДНК-маркеров описаны генетически устойчивые группировки внутри специальных форм P. graminis, возникающие, вероятно, в результате канализированного отбора клонов гриба на разных растениях-хозяевах. По результатам RAPD-анализа выборки изолятов P. graminis f. sp. tritici, выполненного с помощью набора GC-насыщенных праймеров, описаны направления дифференциации возбудителя стеблевой ржавчины злаков. Результаты исследования представляют ценность как для теоретического понимания внутривидовой структуры и микроэволюции биотрофного вида Р. graminis, так и для селекционной работы по выведению устойчивых сортов культурных злаков.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседании кафедры микологии и альгологии МГУ им. М.В. Ломоносова в 2008 г. На конференциях: Юбилейная конф., посвящ. 85-летию кафедры микологии и альгологии МГУ им. М.В.Ломоносова (М., 2004); XI и XII Международные конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (М., 2004, 2005); «Грибы в природных и антропогенных экосистемах» междунар. конф., посвящ. 100-летию начала работы профессора А.С. Бондарцева в Ботаническом институте им. В.Л. Комарова РАН (СПб, 2005); «Грибы и водоросли в биоценозах - 2006» междунар. конф., посвящ. 75-летию Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (М., 2006); «Общие проблемы мониторинга природных экосистем» Всероссийск. научно-практич. конф. (Пенза, 2007); «The XV Congress of European mycologists» (Russia, St Petersburg. 16-21 September 2007); «Современные проблемы биологической эволюции» конф. к 100-летию Государственного Дарвиновского музея (М., 2007); «Современная микология в России» Второй съезд микологов России (М., 2008); «1СРР 2008 - 9th International Congress of Plant Pathology»(Turin, Italy, 2008); «Современные проблемы иммунитета растений к вредным организмам» межд. конф. (СПб, 2008).

Защита диссертации состоится 19 декабря 2008 года в 15:30 на заседании диссертационного совета Д 501.001.46 на биологическом факультете МГУ имени М. В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, г. Москва, Ленинские горы, дом. 1, к. 12, ауд. М-1. тел/факс (045)9393970.

Заключение Диссертация по теме "Микология", Сколотнева, Екатерина Сергеевна

выводы

1. На территории Центрально-европейской части России и Западной Сибири возбудитель стеблевой ржавчины злаков представлен преимущественно двумя основными патогенными массивами (сообществами), различающимися по специализации к растению-хозяину (P. graminis f. sp. tritici и P. graminis f. sp. secalis) и по молекулярным маркерам (IGR-полиморфизм).

2. Выборки P. graminis f. sp. tritici и P. graminis f. sp. secalis являются гетерогенными по структуре, обнаруживая изменчивость изолятов как по набору генов вирулентности (P. graminis f. sp. tritici) , так и на уровне ДНК-полиморфизма отдельных участков генома (P. graminis f. sp. tritici и P. graminis f. sp. secalis).

5. Генетика устойчивости основного растения-хозяина обусловливает направления отбора в популяции гриба по признаку вирулентности (к настоящему времени сохраняют эффективность гены Sr-9b и 13) и вместе с климатическими условиями определяет доминантные фенотипы (в течение 1996-2000 гг. набор биотипов физиологической расы 15 вытеснил расы 34 и 11).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с наблюдающейся в последние годы депрессией развития возбудителя стеблевой ржавчины на производственных посевах зерновых культур, актуальность приобретает вопрос об условиях сохранения инфекции в биоценозах. Широкий уровень специализации гриба способствует сохранению патогена на дополнительных растениях-хозяевах - диких видах злаков. Изучение изменчивости внутривидовых структур P. graminis представляет интерес как с фундаментальных - выяснение стратегий сохранения вида в природе, так и с практических позиций - установление потенциальных источников инфекции для развития гриба в агроценозах.

Значение растений-хозяев (барбариса и злаков), а также климатических показателей во время «критического» для развития инфекции периода было

91 показано при изучении вирулентности и состава фенотипов P. graminis f. sp. tritici. Анализ типов реакции изогенных линий пшеницы обнаружил канализованную изменчивость популяции P. graminis f. sp. tritici, обусловленную действием периодического отбора отдельных клонов, имеющих более высокие фенотипические показатели патогенности. Молекулярные и биохимические маркеры (RAPD-, ITS-, IGR-, МДГ-полиморфизм) продемонстрировали высокий уровень изменчивости изолятов P. graminis на внутривидовом уровне и ее групповой характер, а также позволили различить изоляты, принадлежащие к разным специальным формам (P. graminis f. sp. tritici и f. sp. secalis no ITS- и RAPD-профилям).

Среди изолятов P. graminis f. sp. tritici, представляющих доминирующую расу (TKNT) на территории России в 2004 и 2005 годах, были зафиксированы высокий уровень RAPD- и МДГ-изменчивости. Низкое соответствие между группировками, выделенными на основе вирулентности, молекулярных RAPD-и МДГ- маркеров, говорит в пользу участия генетической рекомбинации той или иной природы в определении структуры популяции патогена на территории России. Такая закономерность обычно прослеживается для популяций ржавчинных грибов, в формировании которых активную роль играет половой процесс или парасексуальная рекомбинация (Burdon, Roelfs, 1985; Chen et al., 1995; Малеева и др., 2003а).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Сколотнева, Екатерина Сергеевна, Москва

1. Азбукина З.М. Ржавчинные грибы Дальнего Востока. -М.:Наука, 1974. -524 с.

2. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. — М.: Академкнига, 2003. —282 с.

3. Алтухов Ю.П., Салменкова Е.А. Полиморфизм ДНК в популяционной генетике. — М.: Генетика, 2002. Т. 38, №9. - С. 1173-1195.

4. Андреева Л.Н., Плотникова Ю.М. Ржавчина пшеницы. М., 1989. - 290 с.

5. Бабаян А.А., Саркисян Д.Д. Новые данные о расах стеблевой ржавчины пшеницы в Армении // Биологич. журнал Армении, 1971- Т.25, №1. С. 60-67.

6. Бабаянг\ JI.T. Расовый состав одесской популяции бурой и стеблевой ржавчины пшеницы в 1969-1970 гг. // В кн.: Научные труды по с.-х. биологии. -Одесса, 1972.-С. 157-160.

7. Берлянд-Кожевников В.М., Дмитриев А.И., Шитова И.Т., Рейтер Б.Г., Будашкина Е.Б. Устойчивость пшеницы к бурой ржавчине. — Новосибирск: Наука, 197. -442 с.

8. Брызгалова В.А. К биологии Puccinia graminis f. sp. tritici II Труды ВИЗР, 1951.- Т.З.-С. 201-204.

9. Булат Н.В., Мироненко Н.В. Идентификация грибов и анализ их генетической изменчивости методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с геноспецифичными и неспецифичными праймерами // Генетика, 1996. Т. 32, №2 - С. 165-183.

10. Вавилов Н.И. Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям // Теоретич. основы селекции раст. / под ред. Н.И. Вавилова. М.; JI.: Сельхозгиз, 1935. Т. 1 : Общая селекция растений. С. 75-128.

11. Вандерпланк Я. Генетические и молекулярные основы патогенеза у растений.-М.: Мир, 1981.-236 с.

12. Волкова В.Т. Состав популяций возбудителя стеблевой ржавчины зерновых культур Puccinia graminis Pers. в среднем и нижнем Поволжье // Дис. канд. биол. наук. -М., 1978. 187.

13. Гречко В.В. Молекулярные маркеры ДНК в изучении филогении и систематики // Генетика. 2002. - Т. 38, №8. - С. 1013-1033.

14. ДмитриевА.П. Ржавчина овса. С.-Пб.: ВИЗР, 2000. - 120 с.

15. Джиембаев М.Т., Бубенцов С.Т., Турапин В.П. Барбарис и его роль как промежуточника стеблевой ржавчины злаков // Вестник с.-х. науки Казахстана. 1974. -Т.7. -С. 110-112.

16. Додов Д.Н. Организация и проведение исследований по изучению расового состава бурой и линейной ржавчины пшеницы Болгарии // В сб.: Итоги работы IV Всесоюзн. совещ. по иммунитету с.-х. растений. — Кишинев, 1966. Т.2. - С. 156-184.

17. Дьяков Ю.Т. Популяционная биология фитопатогенных грибов. М.: Муравей, 1998.-377 с.

18. Дьяков Ю.Т. Популяционная биология и эволюция грибов // Бюл. Моск. о-ва испытателей природы. Отд. биол. 2004. - Т. 109, В. 6. - С. 106-111.

19. Дьяков Ю.Т., Долгова А.В. Вегетативная несовместимость у фитопатогенных грибов. М., 1995. - 160 с.

20. Еланский С.Н., Лекомцева С.Н., Встречаемость спор грибов различных систематических групп в приземном слое атмосферы средних широт России // Микология и фитопатология. 1998. -Т.32, В.1. - С.37-43.

21. Зейналова В.М. Ржавчинные грибы зерновых, кормовых и дикорастущих злаков Азербайджана // Автореферат диссертации на соискание степени канд. биол. наук. Баку, 1958.

22. Каратыгин И.В. Коэволюция грибов и растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1993.-В. 9.-116 с.

23. Кирай 3., Клемент 3., Шоймоши Ф., Вереш И. Методы фитопатологии. — М.: Колос, 1974.-343 с.

24. Ковеза О.В. Идентификация, клонирование и исследование молекулярных маркеров генома гороха // Дис. канд. биол. наук. М., 2003. - 156 с.

25. Коновалова Н.Е., Суздальская М.В., Жемчужина А.И., Сорокина Г.К, Щекоткова Т. В. Динамика расового состава возбудителей ржавчинных заболеваний хлебных злаков в СССР // Микол. и фитопатол. 1970. - Т. 4, № 2, -С. 107-121.

26. Корочкин Л.И., Серов О.Л., Пудовкин А.И. Генетика изоферментов. — М.: Мир, 1977.-278 с.

27. Крыжановская М.С. Состояние изученности рас Puccinia graminis f. sp. tritici на территории Украинской ССР // Труды V Всесоюз. совещ. по иммунитету растений. Киев, 1969. - Т.З - С. 28-31.

28. Куликова Г.Н., Юрчикова П.И. О расовом составе возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы в Казахстане // Вестник с.-х. науки. Алма-Ата, 1967. - Т. 4. - С. 92-94.

29. Левитин М.М., Федорова И.В. Генетика фитопатогенных грибов.— Л.: Наука, 1972,—215 с.

30. Левонтин Р. Генетические основы эволюции.— М.: Мир, 1978. .— 349 с.

31. Лекомцева С.Н., Волкова В.Т. Динамика расового состава популяций стеблевой ржавчины пшеницы и роль некоторых факторов в изменении их структуры // Успехи современной генетики. 1994. - В. 19. - С. 96-118.

32. Леком1}ева С.Н., Чайка М.Н., Волкова В. Т. Изоферментный состав некоторых специальных форм Puccinia graminis Pers. // Микол. и фитопатол. 1996. — Т. 30, В. 2,-С. 35-38.

33. Лекомцева С.Н., Волкова В. Т., Чайка М.Н. Эциальные «популяции» Puccinia graminis Pers. на барбарисах в районах доминирования полового и бесполого развития гриба // Микология и фитопатология. 2000. - Т. 34, В. 2,.- С. 59-62.

34. Малеева Ю. В., Лебедева Л. А., Инсарова И Д., Лекомцева С.Н. Исследование генетической изменчивости географических изолятов возбудителя стеблевойржавчины пшеницы Puccinia graminis f. sp. tritici. II Журнал РФО. 2003a. 1. B.4.-C. 31-40.

35. Михайлова Л.А. Структура популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы на территории СНГ. V. Ареалы популяций и направления миграции спор // Микол. и фитопатол. 1996. - Т.ЗО., В.4. - С. 84-90.

36. Михайлова Л.А., Метревели Т.Г. Структура популяции Puccinia recondita Rob. ex. Desm. f. sp. tritici на разных видах пшеницы 11 Микол. и фитопатол. -1986. Т.20, В.2. - С. 138-142.

37. Михайлова Л.А., Тырышкин Л.Г. Структура популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы. II. Оценка степени сходства популяций на территории СССР //Микол. и фитопатол. 1989. -Т.23, В.5. - С. 458-464.

38. Мироненко Н.В. Молекулярно-генетические механизмы специализации возбуителей «гельминтоспориозных» пятнистостей зерновых культур // Дис. доктора биол. наук. СПб., 2005.

39. Мэгарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. М.: Мир, 1992. -181 с.

40. Мюллер Э., Лефлер В. Микология. М.: Мир, 1995. - 343 с. Наумов, 1937;

41. Пехотина Т.В. Линейная ржавчина пшеницы Puccinia graminis f.sp. tritici в Азербайджане // Дис. канд. биол. наук. Баку. 1971

42. Плахотник В.В. Биологические особенности эцидиальной стадии стеблевой ржавчины на барбарисе // «Селекция, семеновоство и агротехника полевых культур» Науч. техн. бюл. - Целиноград, 1974. — С.35-42.

43. Рассадина Е.Г. Расовый состав стеблевой ржавчины пшеницы и его значение для практической селекции // Дис. канд. с.-х. наук. — JL, 1965.

44. Стэкман Э., Харрар Дж. Основы патологии растений. -М.:«И.Л.», 1959.

45. Смирнова Л.А. Развития возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы (Puccinia graminis f.sp. tritici) в условиях Северного Кавказа // Дис. канд. биол. наук. М., 1968.

46. Смирнова Л.А. Роль устойчивости районированного сорта пшеницы в формировании уредопопуляций возбудителя стеблевой ржавчины // Вестник с.-х. науки. 1972. - Т. 7. - С.16-18.

47. Смирнова Л.А., Бессемельцев В.И., Шинкарев В.П. Перезимовка уредомицелия ржавчины // Защита растений. 1968. - № 3. - С.51-54.

48. Трушко М.М. Источники инфекции линейной ржавчины ржи в Сибири // Сиб. вестник с.-х. науки. 1973. - № 4. - С. 46-51.

49. Траншелъ В.Г. Ржавчинные грибы как показатели родства их хозяев в связи с филогенетическим развитием ржавчинных грибов // Сов. ботан. -1936. -№ 6. -С. 133-144.

50. Цадокс И.К. Эпифитиология ржавчины пшеницы в Европе. М.: Колос, 1970.-239 с.

51. Цвелёв Н.Н. Система злаков (Роасеае) и их эволюция. // Комаровские чтения, XXXVII. -Л.: Наука, 1987. 75 с.

52. Цзен-Гуан-Жанъ, Сюе-Ли-Синъ. Изучение роли барбариса при распространении стеблевой ржавчины пшеницы в центральной зоне северо-востока Китая // Acta Phytphylacica sinica. -1963. Т.2, В.1. -С. 47-55.

53. Цикоридзе О.Н. Развитие возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы в условиях Грузии // Дис. канд. биол. наук. М., 1970.

54. Щекочихина Р.И. Перезимовка уредомицелия стеблевой ржавчины злаков на житняке // Микол. и фитопатол. 1972. - Т.6, В.5. - С. 454-458.

55. Юрчикова Т.И. Расы стеблевой ржавчины пшеницы {Puccinia graminis f.sp. tritici) в Казахстане, Киргизии, Западной Сибири и Южном Урале // Дис. канд. биол. наук. М., 1973.

56. Abbasi Mehrdad, Stephen В. Goodwin, Scholler Markus. Taxonomy, phylogeny, and distribution of Puccinia graminis, the black stem rust: new insights based on rDNA sequence data // Mycoscience. 2005. - Vol.46: 241-247.

57. Anikster Y. Contribution to the knowledge of nuclear history in some Pucciniaceae // Rept. Tottori Inst (Japan). 1984 - Vol.22: 120-123.

58. Anikster Y., Manisterski J., Long D.L., Leonard K.J. Resistance to Leaf Rust, Stripe Rust, and Stem Rust in Aegilops spp. in Israel // Plant Dis. 2005. - Vol.89: 303-308.

59. Basile R. Prevalence and distribution of the most important physiologic races of Puccinia graminis var tritici in the various regions of Italy during the period 19531965 // Proc. cereal Rust conf., Oeiras, Portugal. 1968. -104-107.

60. Boshof W.H., Swart W.J., Pretorius Z.A. Izozyme characterization of Fuzarium graminearum isolates associated with head blight of irrigated wheat in South Africa // South African Journal of Botany. -1999. Vol. 65.

61. Burdon J.J., Marshall D.R. Izozyme variation between species and formae speciales of the genus Puccinia II Canad. J. Bot. 1981, - Vol.59, №12, 2628-2634.

62. Burdon J.J., Roelfs A.P. The effect of sexual and asexual reproducing populations of Puccinia graminis and P.recondita on wheat. // Phytopatology. 1985. - Vol.75, №8, 907-913.

63. Chen X.M., Leung ff. Relationship between virulence variation and DNA polymorphism in Puccinia striiformis II Phytopathology. — 1993. Vol. 83: 14891497.

64. ChenX.M., Leung H., Line R.F. Virulence and polymorphic DNA relationships of Puccinia striiformis f.sp. hordei to other Rusts // Phytopathology. -1995. Vol. 85, № 11, 1335-1342.

65. Craigie J.H. Epidemiology of stem rust in Western // Canad. Sci. Agriculture.1945. Vol.25, №6. - 285-215.

66. Davis Y.V. Disk electrophoresis // Method and application to human serum problems. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1964. Vol. 121: 404-427.

67. Dietel P. Betrachtung uber die Verteilung der Uredineen auf ihren Nahrpflanzen I I Zentbl. Bakteriol. Parasitkunde. 1904. Abt 2. Bd. 12. 218-234.

68. Dinoor A, Eshed N. The analysis of host and pathogen populations in natural ecosystems // Populations of Plant Pathogens. -1987. 75-88.

69. Flor H.ff. Current status of the gene-for-gene concept // Annual Revies of Phytopathology 1971.-Vol.9 :275-276.

70. Goodwin B. Stephen, Sujkowski S. Ludwik, Fry E. William. Rapid Evolution of Pathogenicity Within Clonal Lineages of the Potato Late Blight Disease Disease Fungus // Phytopathology. 1995. - Vol.85: 669-676.

71. Groth J.V, Roelfs A.P. Effect of sexual and asexual reproduction on race abundance in cereal rust fungus populations // Phytopathology. 1982. - Vol.72: 1503-1507.

72. Guyiot A.L., Massenot M., Saccas A. Considerations morphologiques et biologiques sur 1 espe\ce Puccinia graminis Pers. // Ann.Ycole Nat. Agr. Grignon. —1946.- Vol.3, №5.- 134-137.

73. Harder D.E. Matenge G.R., Mwaura L.K. Physioigic specialization and epidemiology of wheat stem rust in East Africa // Phytopathology. 1972. - Vol.62. № 1.- 166-171.

74. Hartl LClark G. Andrew. Principles of Population Genetics. 1997. MA: Sinauer. -519pp.

75. Harvey H.L. Stem rust of wheat // J. Agric. West. Aust. 1964. - Vol.5 №10: 837-838.

76. Hemmi T. On the distribution of cereal rust in Japan and and the relation of humidity to germination of uredinospoes of some species of Puccinia // Proc. of the V Pr. Sci. Congr. Canada. 1933. - Vol.4: 3187-3194.

77. Hibbett D.S. Ribosomal RNA and fungal systematic // Trans. Mycol, Soc. Jpn, -1992.-Vol. 33:533-556.

78. Jin Y'., Szabo L.J., Pretorious Z., Singh R., Fetch Jr. T. Detection of virulence to resistance gene Sr24 within race TTKS of Puccinia graminis f. sp. tritici II Plant Disease. 2008. - Vol. 92: 923-926.

79. Johnson Т., Green G.J. Overwintering of urediospores of rye stem rust in Manitoba // Phytopathology. 1952. - Vol.42, №7. - 403-404.

80. Johnson Т., Newton M. Specialization, hybridization and mutation in the cereal rusts I I The Botanic review. 1946. - Vol.12, №6. - 337-392.

81. Joshi L.M., Palmer L.T. Epidemiology of stem, leaf and stripe rusts of wheat in northern India // Phytopathology. 1973. - Vol.57, №1. - 8-12.

82. Katsuya K., Green G. J. Reproductive potentials of races 15b and 56 of wheat stem rust//Canad. J. Bot. 1997. - Vol.45: 1077-1091.

83. Kim W.K., Zerucha Т., Klassen G.R. A region of heterogeneity adjacent to the 5s ribosomal RNA gene of cereal rusts // Curr Genet. 1992. - Vol.22: 101-105.

84. Kohn L.M. Developing new characters for fungal systematic: an experimental approach for determining the rank of resolution // Mycologia. 1992.-Vol.84,№ 2. -139-153.

85. Kolmer J. A., LiuJ.O., Sies M. Virulence and polymorphism in Puccinia recondita f.sp. tritici in Canada // Phytopathology. 1995. - Vol. 85: 276-285.

86. Kolmer J.A., Liu J.Q. Virulence and molecular polymorphism in International Collection of the wheat leaf rust fungus Puccinia triticina II Phytopathology. 2000. -Vol. 90: 427-436.

87. Kubelik A.R., Szabo L.J. High-GC primers are useful in RAPD analysis of fungi // Curr Genet. 1995. - Vol.28, №4. - 384-389.

88. Lekomtseva S.N., Volkova V.T., Zaitseva L.G., M.N. Chaika. Pathotypes of wheat stem rust pathogenic on different plant hosts from 1996-2000 //Annual Wheat Newsletter.-2004-Vol.50: 113-115.

89. Lekomtseva S.N., Volkova V.T., Zaitseva L.G., M.N. Chaika. Pathogenicity of stem rust Puccinia graminis f. sp. tritici in the central Russian Federation in 2003 // Annual Wheat Newsletter.-2005-Vol. 51: 115-117.

90. Lekomtseva S.N., Volkova V.T., Zaitseva L.G., M.N. Chaika. Races of Puccinia graminis f.sp. tritici in the Russian Federation in 2004 // Annual Wheat Newsletter. -2006.-Vol. 52: 100-101.

91. Leonard K.J. Stem rust—future enemy? In Stem Rust of Wheat: from Ancient Enemy to Modern Foe (Peterson, P.D., ed.). St. Paul, MN: APS Press, 2001. 119146.

92. Leonard K.J., Szabo L.J. Stem rust of small grains and grasses caused by Puccinia graminis И Molecular Plant Pathology. 2005. - Vol. 6, № 2. - 99-111.

93. Leppik E.E. Some viewpoints on the phylogeny of rust fungi // Mycologia. — 1965. Vol. 57, №1. -6-22.

94. Link W., Dixens C., Sirigh M. Genetic diversity in European Mediterranean faba bean germ plasm revealed by RAPD markers // Theor. Appl. Genet. 1995. - Vol. 90: 27-32.

95. Long D.L., Schafer J.F., Roelfs A.P. Virulence and epidemiology of Puccinia recondita f. sp. tritici in the United States in 1984 // Plant Disease. 1986. - Vol.70: 395-397.

96. Luster D.G., Bruckart W.L., Kujawski P.T. Sequence analysis of ITS2 rDNA regions from Puccinia spp. pathogens of Centaurea thistles II Phytopathology. 1997. -Vol. 87:376-381.

97. McCallum B.D., Roelfs A.P., Szabo L.J., GrothJ.V. Comparision of Puccinia graminis f.sp. tritici from South America and Europe 11 Plant Pathology. -1999. Vol. 48: 574-581.

98. Mcintosh R.A., Welling C.R., ParkR.F. Wheat Rust. An atlas of resistance genes. 1995. - 200.

99. MCdonald J.E., White G.P., Marie-Jos Ct. Differentiation of Phoma foveata from P. exigua using a RAPD generated PCR-RFLP marker // European Journal of Plant Pathology.-2000.-Vol. 101, № 1.- 67-75.

100. Mehta K.C. Rusts of whea and barley in India // Indian J. Agric. Sci. — 1934. — Vol.3, №1.-939-962.

101. Moyano C., Alfonso C., Gallego J., Raposo R., Melgarejo P. Comparison of RAPD and AFLP marker analysis as a means to study the genetic structur of Botrytis cinerea Populations // European Journal of Plant Pathology. 2003. - Vol. 109, № 5. -515-522.

102. Ogilvie L, Thorpe I.G. New ligth on epidemics of black stem rust of wheat // Sci. Progress. 1961. Vol.49: 209-227.

103. Peltier G.L. Relation of weather to the prevalence of wheat stem rust in Nebraska // J. Agric. Research. Vol.46, №1. -59-73.

104. Peterson P.D., Leonard K.J., Roelfs A.P., Sutton T.B. Effect of Barberry Eradication on Changes in Populations of Puccinia graminis in Minnesota // Plant Disease. 2005. - Vol.89, №9. - 935-940.

105. Prasada R., Lele V.C., Josni L.M., Singn S.D., Payak M.M., Misra D.P., Swarma S.K., Goel L.B., Sharma S.K. Occurrence of physiologic races of wheat and barley rusts in India during 1957-1962 // Indian Phytopathology. Vol.19, №1. - 45-58.

106. Rees R.G. Uredospore movement and observations on the epidemiology of wheat rust in north eastern Australia // Austral. J. Agr. Res. - 1972. - Vol.23, №2. - 215223.

107. RenaudL, Pascal F. Genomic variation within Monilinia laxa, M.fructigena and M. fructicola, and application to species identification by PCR // European Journal of Plant Pathology. 2000. - Vol. 106, № 4. - 373-378.

108. Roelfs A.P., McVey D. V. Races of Puccinia graminis f. sp. tritici in the U.S.A. during 1973 // Plant Disease Reporter. 1974. - Vol.58, №7. - 608-611.

109. Roelfs, A.P. Foliar fungal diseases of wheat in the People's Republic of China. Plant Dis. Reptr. 1977. - Vol.61, №8. - 836-841.

110. Roelfs A.P., Martens J. W. An international system of nomenclature for Puccinia graminis f. sp. tritici //Phytopathology. 1988. - Vol. 78, № 5. - 526-533.

111. Roelfs A.P., McCallum B.D., McVey D.V., Groth J.V. Comparision of virulence and isozyme phenotypes of Pgt-QCCJ and Great Plains races of Puccinia graminis f.sp. tritici// Phytopathology. 1997. - Vol. 87: 910-914.

112. Savile D. B.O. Coevolution of the rust fungi and their hosts // Quoart. Rev. Biol. -1971.-Vol. 46. №3. 211-218.

113. Savile D. В. O. Fungi as aids to higher plant classification // Bot. Rev. —1979. -Vol. 45. №4. -377-503.

114. Schneider S., Kueffer J.-M., Roessli D., Excoffier L. Arlequin ver. 1.1: A software for population genetic data analysis. University of Geneva, Switzerland: Genetics and Biometry Laboratoiy, 1997.

115. Stakman E.C. Stem rusts of cereals // The Plant Disease Reporter issued by Mycology and Disease Survey. 1935. - Vol. 19, №10.-153-154.

116. Stakman E.C., Rodenhiser H.A. Race 15B of wheat stem rust. What it is and what it means//Adv. in Agr. 1958. - Vol.10: 143-165.

117. Stakman E.C., Stewart D.M., Loegering W.Q. Identification of physiologic races of Puccinia graminis var. tritici II U.S.Dep.Agric. ARS, Bull. 1962. - 617.

118. Stepien L., Holubec V., Chelkowski J. Resistance genes in wild accessions of Triticeae inoculation test and STS markers analyses // J. Appl. Genetic. - 2002. -Vol. 43, №4.-423-435.

119. Stoxen S., Szabo L.J. Assessing population structure of the most prevalent North American races of Puccinia graminis f. sp. tritici using molecular markers // Phytopathology, abstract. 2008. - Vol. 98: 5152.

120. Stubbs R. W. Stripe rust // In Cereal rusts. Disease, distribution, epidemiology and control. Academic press, NY. 1985. - Vol.2: 61-101.

121. Szabo L.J. Whole genome sequencing in the cereal rust fungi // Proceedings of "Global Landscapes" in Cereal Rust Control Conference. — 2005a. — 21.

122. Szabo L.J. Development of simple sequence repeat markers for the plant pathogenic rust fungus, Puccinia graminis/A^lolecular Ecology Notes. — 2007. -Vol. 7. 92-94.

123. Szabo L.J., Barnes C.W. Rust fungi-shifty pathogens: molecular methods for rapid detection and identification // Phytopathology. 2005b. - Vol. 95: 166.

124. Urban Z. The taxonomy of some European graminicolous rusts // Ceska Mykol.- 1967.-Vol. 21, №1,- 12-16.

125. Vallega J. Wheat rust races in South America // Phytopathology. Vol. 45, №5.- 242-246.

126. Vasudeva R.S. Distribution and prevalence of physiologic races of wheat and barley rusts in India during 1952-1957 // Indian Phytopathol. 1961. - Vol.14, №1. -61-76.

127. Verwoerd L. A review of the black stem rust (Puccinia graminis f. sp. tritici) situation // Union of State Africa. Sci. Bull. Dep. Agric. Forest. 1935. - 138.

128. Villareal L.M., Lannou C., Vallaviei-Pope C., Neema C. Genetic variability in Puccinia striiformis f.sp.tritici population sampled on a local scale during natural epidemics // Appl. and environ, microbiology. 2002. - 6138-6145.

129. Wanyera R., Kinyua M.G., Jin Y., Singh R. The Spread of Stem Rust Caused by Puccinia graminis f. sp. tritici, with Virulence on Sr3J in Wheat in Eastern Africa n // Plant Disease. 2006. - Vol. 90 №1. - 113.

130. Waterhouse W.L. Australian rust studies IV. Natural infection of barberries by black stem rust in Australia // Proc. Linn. Soc. N.S.W. 1934. - Vol. 59: 16-18.

131. Watson LA. Wheat and its rust parasites in Australia // In Wheat Science Today and Tomorrow. London: Cambridge University Press. — 1981. - 129-147.

132. Watson /.A., LuigN.H. Somatic hybridization in Puccinia graminis f. sp. tritici II Proc. Linn. Soc. N.S.W. 1958. - Vol.83: 190-195.

133. Watson I. A., Luig N.H. The ecology and genetics of host-pathogen relationships in wheat rusts in Australia // Proceedings 3-rd Internat. Wheat Genet. Sympos. Canberra. 1968. - 227-238.

134. Weber R.W., Webster J., Engel G. Phylogenetic analyses of Puccinia distincta and P. lagenophora, two closely related rust fungi causing epidemics on Asetraceae in Europe I I Micol. Res. 2003. - Vol. 107, № 1. - 15-24.

135. White T.J., Bruns Т., Lee S., Taylor. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics // Genetics and Evolution. 1990. -315-321.

136. Zadoks J.C. Epidemiology of wheat rusts in Europe // FAO Plant Protection Bull. 1963. - Vol. 13, № 5. - 97-108.

137. Zadoks J.C. andBouwman J.J. Epidemiology in Europe // In The Cereal Rusts. — 1985.-Vol. 2: 329-369.

138. Zambino P.J., Szabo L.J. Phylogenetic relationships of selected cereal and grass rusts based on rDNA sequence analysis // Mycologia. 1993. -Vol. 85: 401-414.

139. Zambino P.J., Kubelik A.R., Szabo L.J. Gene Action and linkage of avirulence genes to DNA markers in the rust fungus Puccinia graminis // Phytopathology. -2000.-Vol. 90:819-826.

Информация о работе

Сколотнева, Екатерина Сергеевна
кандидата биологических наук
Москва, 2008
ВАК 03.00.24

Диссертация

Изменчивость внутривидовых структур Puccinia graminis Pers. - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Изменчивость внутривидовых структур Puccinia graminis Pers. ВАК РФ 03.00.24, Микология

Автореферат диссертации по теме "Изменчивость внутривидовых структур Puccinia graminis Pers."

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Сколотнева, Екатерина Сергеевна

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изменчивость внутривидовых структур Puccinia graminis Pers."

Заключение Диссертация по теме "Микология", Сколотнева, Екатерина Сергеевна

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Сколотнева, Екатерина Сергеевна, Москва

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Изменчивость внутривидовых структур Puccinia graminis Pers.
ВАК РФ 03.00.24, Микология