Новые источники и доноры устойчивости пшеницы к Cochliobolus sativus Drechs. ex Dastur

Смурова, Светлана Григорьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Новые источники и доноры устойчивости пшеницы к Cochliobolus sativus Drechs. ex Dastur
ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Новые источники и доноры устойчивости пшеницы к Cochliobolus sativus Drechs. ex Dastur"

2с

l/w

На правах рукописи

СМУРОВА Светлана Григорьевна

НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ И ДОНОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ к COCHLIOBOLUS SATIVUS Drechs. ex Dastur

Специальность: 06.01.11 - защита растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

u"Oití8391

Санкт-Петербург, 2008

003168391

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений

Научный руководитель доктор биологических наук Михайлова Людмила Александровна

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор Иващенко Владимир Гаврилович

доктор биологических наук Одинцова Ирина Георгиевна

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений

Защита диссертации состоится 8 мая 2008 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006 015 01 во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений по адресу 196608, Санкт-Петербург, Пушкин, шоссе Подбельского, д 3 Факс (812) 470-51-10, E-mail vizrspb@mail333 com

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского НИИ защиты растений

Автореферат разослан _ 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования Темно-бурая листовая пятнистость, обыкновенная корневая гниль и черный зародыш, вызываемые грибом Cochhobolus sativus (Ito et Kurib ) Drechs ex Dastur (конидиаль-ная стадия Bipolans sorokimana (Sacc m Sorok ) Shoem, являются одними из наиболее вредоносных болезней пшеницы

Патоген, как возбудитель темно-бурой пятнистости листьев пшеницы, широко распространен и наиболее агрессивен в странах Азии, Африки, Южной Америки, в районах с высокой относительной влажностью и температурой воздуха (Dubin, Van Ginkel, 1991, Duveiller, Gilchrist, 1994) Потери урожая вследствие заболевания темно-бурой пятнистостью в разных странах колеблются в широких пределах (от 38% до 87%), наибольших размеров они достигают при выращивании пшеницы на бедных почвах (De Milliano, Zadoks, 1985, Lapis, 1985, Raemaekers, 1988, Hetzler et al, 1991, Villareal et al, 1995) В Казахстане в 1980 году на сорте Харьковская 46 в период молочно-восковой спелости развитие болезни составило 44%, а в 1982 году -14% (Здрожевская, 1985, Здрожевская, Шугуров,1991, Хасанов, 1992) В Российской Федерации эта болезнь широко распространена в Западной Сибири (Кузнецова, 1987), на Дальнем Востоке в Приморском крае (Ермолаева, 1991) По нашим данным в Анучинском районе Приморского края в 2005 году на пшенице сорта Приморская 39 встречаемость С sativus среди других возбудителей листовых пятни-стостей составила 57%, а в 2006 году - 77% Кроме того, в 2006 году темно-бурая пятнистость была выявлена нами на Северо-западе России в Псковской области встречаемость С sativus среди прочих патогенов, вызывающих пятнистости листьев пшеницы, составила 35%, а в Ленинградской области (Рождествено) - 10%. Это свидетельствует о том, что темно-бурая листовая пятнистость пшеницы, вызываемая С sativus, является широко распространенным заболеванием и при благоприятных погодных условиях развитие данной болезни может достичь экономически значимого уровня

Обыкновенная корневая гниль пшеницы, вызываемая С sativus, является актуальным заболеванием для стран Западной Европы, США, Канады Украины и др (Шупикова, 1991, Rossi et al, 1995, Chen et al, 1996, Gonzalez, Trevathan, 2000) Связанные с корневой гнилью потери урожая колеблются от 6% до 45% (Sallans, 1965, Ledingham et al, 1973) На территории Российской Федерации гель-минтоспориозная корневая гниль наиболее вредоносна в зонах недостаточного увлажнения в засушливых районах европейской части России, в Сибири, а так же на Дальнем Востоке (Щекочихина, Коршунова, 1973, Коршунова и др, 1976, Полозова и др, 1981, Коломиец, 2003) В условиях концентрации зернового производства ежегодные потери урожая яровой пшеницы от корневой гнили, вызываемой

С ва^ив, могут достигать в среднем 15% в Западной и Восточной Сибири (Добрецов, 1973, Чулкина, 1973) и 15 - 18% на Алтае В этих районах в отдельные годы в севооборотах с высокой насыщенностью зерновыми культурами потери могут превышать 30% (Коршунова и др, 1966) В Казахстане на освоенных целинных и залежных землях болезнь снижает урожай на 36 - 75% в зависимости от обеспеченности растений влагой в период вегетации (Козырева, 1958) Значительны также и косвенные потери, выражающиеся в ухудшении посевных и технологических качеств зерна (Ветров и др, 1971, Коршунова и др, 1976, Тупеневич, Нестеров, 1977)

Стратегия защиты пшеницы от болезней основывается на интегрированном подходе, в котором устойчивость является главным элементом Это положение справедливо и для болезней, вызываемых С за^иэ Однако создание сортов имеющих эффективные гены устойчивости затруднено рядом причин (1) тем, что источники устойчивости и к темно-бурой пятнистости, и к обыкновенной корневой гнили встречаются чрезвычайно редко, (2) что признак устойчивости может наследоваться как качественный или как количественный, и (3) что проявление признака сильно зависит от условий среды Другие причины, затрудняющие создание устойчивых сортов, связаны с вариабельностью патогена Сведения о структуре популяций С эаиьив, их изменчивости и пространственном размещении, несомненно, полезны для определения путей длительного сохранения устойчивости сортов, для оптимального выбора источника устойчивости при выведении сортов пшеницы устойчивых к конкретной популяции патогена Исследования популяций С заЬгьиэ в плане определения их ареалов, интенсивности обмена мигрантами к настоящему времени находятся лишь в начальной стадии

Цель и задачи исследования Основными целями нашей работы являются отбор источников устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, изучение генетического контроля признака устойчивости к этим болезням, подбор маркеров для изучения популяци-онного разнообразия С ваииия Для достижения цели предстояло решить следующие задачи

1 Провести скрининг по устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили образцов видов рода ТтНсит Ь, рода Аедг1орв Ъ, ТггЬгсаЫ Дать характеристику видам по устойчивости к болезням, отобрать источники устойчивости

2 Определить уровень корреляции признаков устойчивости к листовой пятнистости и к корневой гнили, вызываемых С всШгжя, а также признаков устойчивости к корневой гнили, вызываемой

С «сШ-имя и Г си1тогит

3 Изучить генетический контроль устойчивости к листовой пятнистости и к корневой гнили образцов пшеницы, обладающих устойчи-

востью к одной и к обеим болезням Определить степень генетического разнообразия по признаку устойчивости

4 Выявить характер взаимодействия генотипа пшеницы и генотипов моноспоровых изолятов гриба для оценки возможности использования вирулентности в качестве маркирующего признака в популя-ционных исследованиях Изучить структуру популяций гриба С эаиуив различного географического происхождения с использованием молекулярных ДНК-маркеров

Научная новизна исследования В результате проведения скрининга впервые дана характеристика видов ТШгсит Ь, АедИорв Ь и Тписсйе по устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили Проведено исследование генетического контроля устойчивости образцов пшеницы к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, оценена степень их генетического разнообразия по признаку устойчивости Получены новые сведения о характере взаимодействий между генотипами патогена и растения-хозяина в патосистеме "С за^иэ - пшеница" Выявлены достоверные отличия между популяциями патогена по молекулярным маркерам

Практическая значимость исследования Создана коллекция источников устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, состоящая из образцов мягкой и твердой пшеницы, из образцов редких видов Тписит Ь и образцов видов АедгЪрэ Ь В результате изучения генетического контроля устойчивости к обеим болезням выявлены доноры устойчивости, дана рекомендация по использованию доноров устойчивости в селекционном процессе Результаты сравнительного анализа структуры популяции из различных географических районов могут быть использованы для разработки рекомендаций по размещению доноров устойчивости в различные селекционные центры

Апробация работы и публикация результатов исследования Результаты работы были представлены на III съезде ВОГиС (Москва, 2004), на Международной научно-практической конференции «Биологическая защита - основа стабилизации агроэкоситем» (Краснодар, 2004), на втором Всероссийском съезде по защите растений «Фитоса-нитарное оздоровление экосистем» (Санкт-Петербург, 2005), на годичной научной сессии ГНУ ВИЗР (Санкт-Петербург, 2007), на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы иммунитета и защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей» (Одесса, 2007)

Исследование поддержано грантами РФФИ № 00-04-49406, 03-0449082, 06-04-08105-офи

Материалы исследования представлены в 12 печатных работах, из

них 2 опубликованы в рецензируемых журналах перечня ВАК РФ

Структура и объем диссертации Диссертационная работа изложена на 164 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения Работа иллюстрирована 13 рисунками и 39 таблицами Библиография включает 205 источников, из них 109 на иностранном языке

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы

Приведены сведения о болезнях, вызываемых С зайгжя, о морфологических, биологических и физиологических особенностях патогена Представлены данные исследования популяционной изменчивости С ваиьиз, взаимоотношений генотипов патогена и генотипов пшеницы Освещены материалы по вопросам изучения генетического контроля устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, а также селекции пшеницы на устойчивость к этим болезням

Глава 2. Материалы и методы

В работе были использованы 3334 образца злаков, среди которых образцы родов Тггисит Ь, Аедйорз Ь и ТггисаХе из мировой коллекции Всероссийского института растениеводства им НИ Вавилова, а также образцы селекционного материала из Института селекции пшеницы Хейлунцзянской Академии Сельскохозяйственных Наук (Китай, Харбин), Института пшеницы и подсолнечника (Болгария, г Генерал Тошево) и Института защиты растений (Болгария, г Кос-тинброд)

Для исследования были использованы 78 изолятов С заСггжя, выделенных из «пшеничных» популяций России (Алтайского, Приморского, Хабаровского краев, Ленинградской, Пензенской, Новгородской, Липецкой, Омской областей, Республики Саха), Казахстана, Китая и США Также были использованы 4 «ячменных» изолята С ваЬгьиз из Ленинградской области и США, любезно предоставленные Н В Мироненко и 6 изолятов Г си1тогит из России (Приморского края, Московской, Ростовской, Калининградской областей, Башкирии) и Китая, любезно предоставленные Т Ю Гагкаевой

Выделение С за^иэ в чистую культуру проводили по общепринятой методике Гриб выращивали на питательной среде V-4

Скрининг коллекции образцов пшеницы, эгилопсов и тритикале по устойчивости к темно-бурой пятнистости, а также гибридологический анализ наследования устойчивости проводили по известной методике, предусматривающей инокуляцию патогеном сегментов листьев проростков, сохраняемых в 0 004% водном растворе бензимидазола Для инокуляции использовали суспензию конидий гриба в концентрации 4 х 104 спор/мл Тип реакции проростков на инокуляцию учитывали

на третьи сутки по разработанной в ВИЗР шкале

Для проверки пригодности описанной методики для решения задач отбора устойчивых образцов пшеницы мы провели сравнение результатов лабораторного и полевого тестирования устойчивости Образцы пшеницы были оценены в фазе проростков по методике, описанной выше, и в фазе флаг-листа в поле на искусственном инфекционном фоне Коэффициент корреляции показателей типа реакции в обоих вариантах опыта равен rs= 0 78 ± 0 074, что свидетельствует о пригодности методики инокуляции отсеченных листьев проростков для оценки устойчивости к темно-бурой пятнистости

Скрининг образцов пшеницы по устойчивости к корневой шили, а также гибридологический анализ наследования устойчивости проводили по методике, основанной на выращивании растений в песке, предварительно зараженном суспензией конидии С sattvus в концентрации 5000 конидий/г Растения выращивали в течение 14 суток Для учета пораженности растения аккуратно извлекали из песка, корни тщательно промывали и оценивали визуально по шкале, разработанной в ВИЗР

В качестве контроля в каждом эксперименте использовали восприимчивый сорт Lusitano и относительно устойчивую линию 181-5 В связи с тем, что устойчивость образцов пшеницы к корневой гнили может значительно варьировать в зависимости от условий внешней среды, для соблюдения равенства опытных данных в разных экспериментах, мы вычисляли степень развития болезни (%) относительно восприимчивого контроля В ходе оценки устойчивости были обнаружены образцы пшеницы, пораженные значительно в большей степени, чем восприимчивый контроль (130% и выше) Это обстоятельство создает неудобство при восприятии полученных результатов, в связи с чем, процентный показатель был преобразован в балловый Развитие болезни до 50% от показателя сорта Lusitano мы сочли высокой устойчивостью - балл 1, от 50% до 80% - средней устойчивостью -балл 2, от 80% до 110% - средней восприимчивостью - балл 3, от 110% до 140% - восприимчивостью - балл 4, выше 140% - высокой восприимчивостью - балл 5

Пригодность данной методики была проверена нами при оценке устойчивости некоторых образцов пшеницы в лабораторном (в фазе проростков) и в вегетационном опытах (в фазе восковой спелости зерна) Корреляционный анализ показал незначительную разницу между полученными результатами (rs = 0 79 ± 0 174), что свидетельствует о возможности применения данного лабораторного метода для скрининга по устойчивости к корневой гнили

Генетический контроль устойчивости к темно-бурой пятнистости и корневой гнили изучали методом гибридологического анализа наследования признака Для определения числа генов, детерминирующих устойчивость, скрещивали устойчивые образцы пшеницы с восприимчивыми Для выявления идентичности генов скрещивали устойчи-

вые образцы между собой по половинной диаллельной схеме

Исследование популяций патогена проводили с помощью RAPD анализа ДНК выделяли из генетически однородных культур гриба, полученных из отдельных конидий Выделение ядерной ДНК проводили по методу С А Булата с соавторами (Bulat et al, 1998)

Глава 3. Скрининг образцов пшеницы, тритикале и эгилопсов по устойчивости к темно-бурой листовой пятнистости и к обыкновенной корневой гнили

Для создания банка генетически разнородных доноров устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили мы провели скрининг 2463 образцов рода Triticum L, 451 образца рода Aegilops L и 420 образцов TriUcale из мировой коллекции ВИР и других институтов

3.1. Сорта мягкой пшеницы районированные в РФ Нами выполнена оценка устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили 76 современных сортов озимой и 111 сортов яровой мягкой пшеницы, включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в РФ

Среди озимых пшениц был найден только один средне устойчивый к темно-бурой пятнистости сорт Купава (тип реакции 2) и один относительно устойчивый к корневой гнили сорт Батько Среди 111 сортов мягкой яровой пшеницы не найдено ни одного образца устойчивого к темно-бурой пятнистости, все отличались высокой восприимчивостью к болезни Выделен один относительно устойчивый к корневой гнили сорт Скала

Таким образом, среди районированных сортов яровой и озимой мягкой пшеницы частота встречаемости устойчивых к темно-бурой пятнистости составила 0 5%, а относительно устойчивых к корневой гнили - около 1%

3 2. Образцы мировой коллекции мягкой пшеницы Темно-бурая пятнистость Из мировой коллекции мягкой пшеницы Всероссийского института растениеводства имени НВ Вавилова нами оценены по устойчивости к темно-бурой пятнистости 1055 образцов различного географического происхождения

Среди 928 образцов озимой мягкой пшеницы отобрано 10 высоко устойчивых к темно-бурой пятнистости (тип реакции 1 и 1-2) и 38 средне устойчивых (тип реакции 2) Из 127 образцов яровой мягкой пшеницы выявлено три высоко устойчивых и 16 средне устойчивых

В наших испытаниях наибольшей частотой встречаемости устойчивых к темно-бурой пятнистости образцов характеризуются пшеницы озимого образа жизни из Болгарии, Германии, Китая, Польши и Франции (табл 1) Однако наряду с этим исключительно высокой частотой отличаются случайно выбранные для эксперимента образцы пшеницы яровой из Китая По нашему мнению, это может свидетельствовать о том, что устойчивость к темно-бурой пятнистости являет-

ся особенно важной для выживания яровой пшеницы в Китае В целом, результатами оценки образцов пшеницы из различных стран мира показано, что частота встречаемости устойчивых форм яровой пшеницы выше, чем таковая для пшеницы озимой Не исключено, что для пшеницы ярового образа жизни темно-бурая пятнистость является более вредоносной, чем для пшеницы озимой Это может играть роль фактора более жесткого отбора по устойчивости к болезни

Таблица 1 Распределение частот встречаемости устойчивых к темно-бурой

_ пятнистости образцов Т аезиуит из различных стран мира

_Озимая пшеница_Яровая пшеница_

Количество образцов Количество образцов

Происхождение всего устойчивых (%) Происхождение всего устойчивых (%)

Англия 37 5 Бразилия 9 и

Болгария 35 11 Китай 12 67

Германия 48 6 Мексика 17 12

Китай 199 6 Россия 17 0

Польша 32 9 ЮАР 11 18

Россия 217 3 Другие страны 61 10

США 39 3 Всего 127 12

Украина 41 2

Франция 77 10

Югославия 42 5

Другие страны 161 4

Всего 928 5

Корневая гниль. По нашим данным частота встречаемости устойчивых к корневой гнили образцов мягкой пшеницы является весьма низкой В связи с трудоемкостью проведения оценки устойчивости к корневой гнили мы сочли более полезным предпринять целенаправленные поиски устойчивых образцов В связи с этим для скрининга были использованы следующие коллекции образцов пшеницы 1 -выделенные по устойчивости в полевых испытаниях доктором МФ Григорьевым на Московском отделении ВИР, 2 - образцы, известные как устойчивые по литературным данным

Для группы образцов отобранных М Ф Григорьевым частота встречаемости устойчивых к корневой гнили образцов оказалась значимо более высокой, чем среди современных районированных сортов, она составила 9 5% Подтвердилась устойчивость к корневой гнили у 47 2% образцов, выделенных другими исследователями (например, Neepawa, Sinton, Owens и другие) Однако некоторые из ранее известных по литературным данным устойчивых образцов в нашем эксперименте проявили восприимчивость (например, Apex, Fielder) Интересен факт, что среди 23 выделенных нами по устойчивости к корневой гнили образцов 8 были китайского происхождения и в основном ярового образа жизни

3.3. Селекционный материал института селекции пшеницы Хей-лунцзянской Академии Сельскохозяйственных Наук

Темно-бурая пятнистость пшеницы, вызываемая С sativus является чрезвычайно вредоносной на территории Китая, включая северо-восточную его часть, граничащую с территорией Дальнего Востока России В институте селекции пшеницы Хейлунцзянской Академии Сельскохозяйственных Наук (Китай, Харбин) большое внимание уделяется созданию сортов устойчивых к этой болезни В связи с этим мы оценили 101 образец из селекционного материала данного института на устойчивость к темно-бурой листовой пятнистости в лабораторных условиях Материал был предоставлен нам сотрудником института, доктором Сунн Лиан Фа (Sun LianFa)

Было выявлено, что частота встречаемости устойчивых образцов из коллекции данного института к двум изолятам С sativus составила 20%, а хотя бы к одному из них - 38%

3.4 Селекционный материал Института пшеницы и подсолнечника и Института защиты растений Болгарии

В нашем исследовании был проведен скрининг по устойчивости к темно-бурой пятнистости 42 образцов из Института защиты растений (Болгария, г Костинброд), предоставленных нам доктором X Кържи-ным и 31 образца из Института пшеницы и подсолнечника (Болгария, г Генерал Тошево), предоставленных сотрудниками отдела селекции пшеницы Частота встречаемости устойчивых к пятнистости образцов среди селекционного материала данных институтов составила 12% На устойчивость к корневой гнили было оценено 8 образцов, семь из них оказались относительно устойчивыми 3 5 Редкие виды рода Triticum L

На устойчивость к темно-бурой пятнистости и корневой гнили были оценены образцы, принадлежащие к 18 видам рода Triticum L (табл 2)

Результаты проведенного скрининга по устойчивости к темно-бурой пятнистости и корневой гнили видов Triticum L показали значимые различия по частоте встречаемости устойчивых образцов как между видами с одинаковой плоидностью и имеющими одни и те же геномы, так и видами, различающимися по плоидности и геномам В связи с этим, мы полагаем, что частота встречаемости устойчивых образцов не зависит от геномов и плоидности видов

Чаще, чем это характерно для мягкой пшеницы устойчивые к темно-бурой пятнистости образцы встречались у Т timopheevi, Т araraticum, Т sphaerococcum, Т boeoticum, Т urartu, Т persicum, Т turanicum, Т âicoccum, Т dicoccoides, Т turgidum, Т spélta и Т compactum По своему происхождению большая часть этих видов относятся к переднеазиатскому генцентру (Жуковский, 1971) Высокой частотой характеризуется также и вид Т sphaerococcum (Индо-станский генцентр)

Таблица 2 Характеристика видов рода Тггисит Ь по устойчивости __к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили _

Основное геогра-Виды фическое распро-

странение вида

Темно-бурая пятнистость

Корневая гниль

устойчивых всего %

всего

устойчивых всего %

Т игагЫ Армения, Иран, Ирак, Турция, Ливан 9 4 44 9 0 0

Секция Dicoccoid.es (АиШ

Т в-icoccoid.es Израиль, Иордания, Ливан, Турция 18 5 28 11 0 0

Т ¿гсоссит Средиземноморье, За- 63 20 32 16 3 19

кавказье, Иран, Россия, Индия, Эфиопия

Т Ыгдгйит Зап Европа, Среди- 51 11 22 17 0 0

земноморье, Закавказье и сев Кавказ, юго-зап и центр Азия

Т в,игигп Широкий ареал 309 19 6 - - -

Т Шгапгсит Средиземноморье 6 2 - 6 0 -

Т ро1опгсит Израиль, Иордания, 11 0 0 8 0 0

Ливан, Турция

Т аеЛюргеит Воет Африка и юж 41 2 5 15 0 0

часть Аравийского п/о

Т ретзгеитп Закавказье и сев Кавказ, Турция, Иран, Ирак 8 3 38 8 4 50

Секция ТпЬгсит (АиВБ)

Т тгшсНа Эндемик, зап. Грузия 4 0 - 4 0 -

Т вреКа Зап и центр Евро- 69 10 15 16 4 25

па, Иран, центр Азия, Закавказье

Т сотпрасШт Юго-зап и центр 98 14 14 18 3 16

Азия, Китай

Т аев^иит Широкий ареал 1055 63 6 187 2 1

Т эрНаегососсит Эндемик, сев Индия 12 8 66 9 0 0

Секция Мопососсоп (Аь>

Т Ъоеоисига

Т топососсит

Закавказье, страны Средиземн, Иран, Ирак, Иордания Юго-вост Турция, Средиземн, центр и воет Европа, Закавказье, сев Кавказ и п/о Крым

17 12

2 12 6 50

Секция Tгmopheevгl (АЧ*)

Т агагаПсит Закавказье, воет 8 4 50

Турция, сев Ирак Т иторИевуг Эндемик, зал Грузия 7 5 -

Наиболее перспективными для поиска устойчивых к корневой гнили образцов являются виды Т регзгеит, Т топососсит, Т зтреНа, Т йгсоссит, Т сотрасЫт, Т ЪоеоЬгсигп

3 6 Виды рода Аедг1орз Ь.

По устойчивости к темно-бурой пятнистости был оценен 451 образец принадлежащий к 17 видам рода АедИорв Ь (табл 3)

Таблица 3 Характеристика видов АедгЬрэ Ь по устойчивости

_ _к темно-бурой пятнистости__

Основное географи- всего Количество устой-Виды Геном ческое распростра- 05шз чивых образцов _нение вида___всего_%

Секция АтЫуоругит

Ае тиПса М1 Малая Азия 4 4

Секция 5,г1орв15 1аиЬ е! врасЬ

Ае аискегг Б(=С) Северная Сирия 16 7 44

Ае speltoid.es Э(=0) Малая Азия, Сирия, 50 21 42

Палестина, Северная

Месопотамия, Крым

Ае Ьгсогтя ЭЬ(=ВЬ) Египет, Палестина 11 7 64

Ае 1опдгавгта 3'(=В') Палестина, Синай 12 11 92

Ае вНагопепш 55(=В3) Израиль, Сирия, Ливан 13 13 100

Секция Уег<еЬга(а ^Ьик) ЮЬага

Ае сгста БМСГ Средняя Азия 57 7 12

Ае tauseh.il О Грузия, Армения, 90 41 46

Средняя Азия, Крым,

Азербайджан, Дагестан,

Персия, Афганистан

Ае 1ггуга1г5 Б^М11' Армения, Средняя 45 0 0

Азия, Иран

Ае ■оапйсти БМБЬБ Сирия, Израиль, Ливан 4 1 -

М^зЬ

Ае ьеп^гсоэа Б1(=МУ) Алжир, Сицилия, Ту- 42 28 67

нис, Испания, Марокко

Секция Су1гпс1гор11гитп. К1Ьага

Ае саийМа С Малая Азия, Эгейский 18 7 39

архипелаг

Ае сукпйггса СБ От Сев Кавказа и 21 0 0

степной зоны Украи-

ны на севере до ост-

рова Крит и Иордании

на юге

Секция Polvoid.es íZhuk ) ЮЬага

Ае со1итпаг18 иМс Эндемик Анатолии 24 18 75

Ае ге^а иММи Воет Кавказ и Закав- 19 14 74

казье Западная Азия,

включая Турцию

Ае trгаrгstаtа ИМ' Абхазия, Испания, 16 9 56

Крым

Ае iim.bellv.lata и Эндемик Малой Азии 9 3 33

На растениях видов эгилопса развиваются те же симптомы темно-бурой пятнистости, что и на растениях пшеницы Скрининг видов

Aegilops L показал, что этот род более устойчив к темно-бурой пятнистости, чем род Tnticum L Практически все исследованные виды характеризовались высокой частотой встречаемости устойчивых образцов Наиболее устойчивыми оказались виды Ае bicorms, Ае longissima, Ае sharonensis, Ае columnans, Ае recta, Ае tnanstata, Ае mutica и Ае ventricosa Виды Ае triviahs и Ае cyhndrica были сильно восприимчивы к патогену

В секции Sitopsis виды Ае anchen и Ае speltoid.es имеющие геном S(=G) характеризуются меньшей частотой встречаемости устойчивых к темно-бурой пятнистости образцов, чем виды, имеющие геномы Sb(=Bb), S'(=B'), Ss(=Bs) (Ае bicorms, Ае longissima, Ае sharonensis) В секции Vertebrata виды, для которых общим признаком является наличие генома М01 (Ае crassa, Ае triviahs и Ае vavilovn), более восприимчивы к патогену, чем виды Ае tausch.ii (D) и Ае ventricosa (Dl(=Mv) Это дает основание предполагать, что наличие генома Мсг снижает устойчивость видов к темно-бурой пятнистости В секции Polyoides добавление к геному U (Ае umbellulata) геномов Мс, MMU, М1 повышает устойчивость, при этом стоит добавить, что все, хотя и немногие, образцы Ае mutica, имеющего геном М\ оказались высоко устойчивыми

В целом, виды Aegilops L, по нашему мнению, являются богатым источником устойчивости к различным болезням пшеницы, в том числе и к темно-бурой пятнистости 3 7. Образцы Tmticale

По устойчивости к темно-бурой пятнистости было оценено 420 образцов Triticale различного географического происхождения Коллекция Triticale представлена тетраплоидными (AR, 2п=28), гексаплоид-ными (ABR, 2п = 42) и октоплоидными (ABDR, 2п = 56) образцами В качестве контроля были использованы образец ржи сорта Волхова, и пшеницы - линия 181-5 и сорт Lusitano

В результате инокуляции патогеном в подавляющем большинстве образцы Triticale независимо от их плоидности проявили сходный с пшеницей тип реакции Были выделены как гомогенные, так и гетерогенные по устойчивости образцы

В целом частота встречаемости относительно устойчивых к темно-бурой пятнистости (гетерогенных и гомогенных) образцов тритикале всех групп плоидности составила 25%, что значительно выше, чем в коллекции Т aestwum и Т durum

3.8 Определение корреляционной связи между устойчивостью образцов пшеницы к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили

Из литературных источников известно, что признаки устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, вызываемые С sativus, не коррелируют (Рочев, 1985, 1986, Тырышкин, 2007, Conner, 1990, Gilchrist, Pfeiffer, 1991, Gilchrist et al, 1992)

Мы также оценили уровень корреляции между устойчивостью к пятнистости и к корневой гнили С этой целью 40 образцов пшеницы различающихся по устойчивости к темно-бурой пятнистости листьев были оценены на устойчивость к корневой гнили В результате были выделены образцы устойчивые и восприимчивые к обеим болезням, а также устойчивые к одной из них Корреляционный анализ показателей устойчивости выявил, что связь между признаками устойчивости является слабой и недостоверной (rs= - 0 27 ± 0 139) Таким образом, признаки устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, вызываемые С sativus, являются независимыми в своем проявлении, а значит и генетически не связаны

В связи с тем, что возбудители обыкновенной корневой гнили пшеницы С sativus и грибы рода Fusarium обитают совместно, на наш взгляд было необходимо определить связь между признаками устойчивости к этим патогена Наличие корреляции между ними позволило бы получить формы устойчивые одновременно к обоим патогенам на искусственном инфекционном фоне одного из патогенов

Нами была проведена оценка устойчивости к корневой гнили, вызываемой С sativus и F culmorum, 18 образцов мягкой пшеницы Коэффициент корреляции показателей устойчивости равен 0 55 ± 0168 В результате эксперимента было выделено 6 образцов устойчивых только гельминтоспориозной корневой гнили (Белорусская 12, X-9bl9-ob, ТХ 62А-4793-7, Sumai 3, Nannong q8G20, Yang mai q5-76), 1 - только к фузариозной (Тарасовская 29), и 3 образца -181-5, Tara, VII-13a2-81 были устойчивы к обоим патогенам Результаты эксперимента свидетельствуют о возможности нахождения образцов пшеницы устойчивых к основным патогенам, вызывающим корневую гниль Однако, по нашему мнению, скрининг по устойчивости к фузариозной и гельминтоспориознои корневой гнили целесообразно проводить на инфекционном фоне конкретного патогена

Глава 4 Генетический контроль устойчивости образцов пшеницы к темно-бурой пятнистости и к обыкновенной корневой гнили

Темно-бурая пятнистость Для проведения гибридологического анализа наследования устойчивости к темно-бурой пятнистости были выбраны четыре образца, полученные в Институте селекции пшеницы Хейлунцзянской Академии Сельскохозяйственных Наук (Китай, г Харбин) Long 98-4554, Long 98-4546, Long mai 24, Long mai 23 и линия 181-5, в качестве восприимчивого родителя в скрещиваниях использовали сорт Lusitano

Данные образцы пшеницы были испытаны на устойчивость к возбудителю в разные фазы онтогенеза - в фазе проростков (в лабораторных условиях) и в фазе флаг-листа (в полевых условиях) В результате было показано, что они являются удовлетворительными источниками устойчивости к темно-бурой пятнистости

Растения семей F2, полученные от скрещивания устойчивых линий с Lusitano были оценены на устойчивость к двум изолятам гриба С sativus - А34(1) и Ch Во всех семьях F 2 были представлены как устойчивые, так и восприимчивые растения Статистически расщепление во всех семьях одной и той же комбинации скрещивания было идентичным, что дало возможность проанализировать объединенную выборку растений

В результате было выявлено, что образцы пшеницы Long 98-4554, Long 98-4546 и Long mai 24 имеют два рецессивных гена устойчивости к темно-бурой пятнистости или два комплементарно взаимодействующих доминантных гена, так как в комбинациях скрещивания с Lusitano было получено расщепление близкое к ожидаемым 7 9 или 9 7 (табл 4)

Устойчивость Long mai 23 обусловлена одним доминантным геном или доминантным и рецессивным генами, так как в комбинации скрещивания с Lusitano наблюдалось соотношение близкое к 3 1 или 13 ' 3

Линия 181-5, вероятно, имеет один рецессивный ген устойчивости согласно расщеплению соответствующему 1 . 3

Таким образом, мы полагаем, что устойчивость изучаемых линий пшеницы к темно-бурой пятнистости, вызываемой С sativus, вероятно обусловлена небольшим числом генов (одним - двумя генами)

Таблица 4 Расщепление по устойчивости к темно-бурой пятнистости в популяциях F2, полученных от скрещивания устойчивых образцов с восприимчивым сортом Lusitano

Комбинация Отношение растений (шт)

скрещивания устойчивые восприимчивые Х2 Р>

Наблюдаемое Ожидаемое

Long 98-4554 * Lusitano 13 20 7 9 0 25 0 75

1 3 3 65 010

Long 98-4546 * Lusitano 76 76 7 9 2 41 0 20

9 7 3 41 0 20

Long mai 24 x Lusitano 104 103 9 7 3 03 010

7 9 3 54 010

Long mai 23 x Lusitano 72 25 3 1 0 03 0 85

13 3 314 010

181-5 x Lusitano 26 61 1 3 1 1 0 20

Примечание при х <3 84 наблюдаемое расщепление по устойчивости соответствует теоретически ожидаемому

Для определения идентичности генов устойчивости образцы пшеницы были скрещены между собой по половинной диаллельной схеме Расщепление в популяциях F2 оценивали при инокуляции растений изолятами А34(1), Пр8(1) и Ch

Отсутствие восприимчивых растений в F2 от скрещивания между устойчивыми линиями Long 98-4554, Long 98-4546, Long mai 24, Long

mai 23 и 181-5 может свидетельствовать об общности по крайне мере одного гена устойчивости

Линии Long mai 24 и Long mai 23 были получены с помощью метода многократных повторных скрещиваний используемого в селекции пшеницы в Китае В связи с этим практически невозможно установить родословную образцов устойчивых к темно-бурой пятнистости, использованных в данном исследовании (Long 98-4554, Long 984546, Long mai 24, Long mai 23), и определить какой сорт (линия) служили источником гена устойчивости

Полученные нами данные могут свидетельствовать о низком генетическом разнообразии по устойчивости к темно-бурой пятнистости среди изученных генотипов пшеницы При этом линии столь отдаленные по происхождению и по времени их создания (современные китайские и канадская, созданная в начале 1960-х годов) также вероятно имеют общий ген устойчивости

Корневая гниль В результате оценки в лабораторных условиях в фазе проростков и в вегетационном опыте в фазе восковой спелости для проведения гибридологического анализа были отобраны четыре устойчивые к корневой гнили образца пшеницы Nannong q8G20 (Китай), линия 181-5 (Канада), Тага (Англия), VII-13a2-81 (Болгария) В качестве восприимчивого компонента для скрещиваний был использован сорт яровой пшеницы Lusitano (Португалия) и сорт озимой пшеницы Тарасовская 29 (Россия)

Поскольку пенетрантность признака устойчивости к корневой гнили может значительно варьировать в зависимости от условий среды, мы строго соблюдали постоянство в опыте всех факторов, а именно инфекционную нагрузку, температуру, влажность, глубину заделки семян, периодичность увлажнения Для соблюдения равенства этих факторов экспериментальный материал высевали блоками В одну кювету с зараженным песком высевали устойчивый и восприимчивый родительский сорта, гибриды Fi и F2 Для заражения использовали смесь изолятов С sativus, выделенных из пораженных корней пшеницы из Приморского и Хабаровского краев

Во всех семьях F2, полученных от скрещивания устойчивых образцов пшеницы с восприимчивыми и между собой, были представлены как устойчивые, так и восприимчивые растения Статистически расщепление во всех семьях одной и той же комбинации скрещивания было идентичным, что дало возможность проанализировать объединенную выборку растений

При анализе расщепления в популяциях гибридов F2 вводили поправку в соотношение фенотипов, ожидаемое на основании правил Менделя, исходя из пенетрантности гена (генов), наблюдавшейся в данном опыте (Wells, 1958, Одинцова и др, 1989)

Согласно полученным результатам, устойчивость канадской линии 181-5 и китайского образца Nannong q8 G20 детерминирована двумя

доминантными комплементарно взаимодействующими генами, так как в комбинации скрещивании с восприимчивым сортом было получено расщепление близкое к 9 7 (табл 5)

Таблица 5 Расщепление по устойчивости к корневой гиили в популяциях F2, полученных от скрещивания устойчивых образцов с восприимчивыми сортами Lusitano и Тарасовская 29

Комбинация Отношение растений (шт) устойчивые восприимчивые Х2 Р>

скрещивания Наблюдаемое с поправкой Ожидаемое

181-5 х Lusitano 101 79 9 7 0 006 0 850

Nannong q8 G20 х Lusitano 73 43 9 7 0158 0 750

Tara x Тарасовская 29 312 41 55 9 1 770 0 200

VII-13a2-81 x Тарасовская 29 45 9 13 3 0 286 0 750

Примечание при х2 < 3 84 наблюдаемое расщепление по устойчивости

соответствует теоретически ожидаемому

Английский сорт Тага, вероятно имеет три гена устойчивости -один доминантный и два рецессивных, согласно расщеплению 55 9

Устойчивость болгарского образца VII-13a2-81 обусловлена двумя генами - доминантным и рецессивным, так как в комбинации скрещивания с Тарасовской 29 наблюдалось расщепление близкое к 13 3

Таким образом, мы полагаем, что устойчивость изучаемых образцов пшеницы к корневой гнили, вызываемой С sativus, вероятно обусловлена небольшим числом генов (двумя - тремя генами)

Для определения идентичности генов устойчивые сорта были скрещены между собой При анализе расщепления в популяциях гибридов F2 вводили поправку в соотношение фенотипов исходя из пенетрантности генов, наблюдавшейся в опыте (Wells, 1958) В популяциях гибридов часть восприимчивых растений относили к группе устойчивых согласно максимальной степени поражения устойчивых родителей

Диаллельный анализ дает основание предположить, что 181-5 и Nannong q8 G20, вероятно, имеют одинаковые гены устойчивости к корневой гнили, а Тага и VII-13a2-81 - разные

К сожалению, выборки проанализированных растений в популяциях были недостаточны, чтобы судить об идентичности генов, тем более, если принять во внимание участие в расщеплении по устойчивости четырех и более генов Поэтому наши выводы об общности генов устойчивости у изученных образцов мы считаем предварительными

Полученные нами данные, как и в случае с темно-бурой пятнистостью, свидетельствуют о низком генетическом разнообразии по устойчивости к корневой гнили среди изученных генотипов пшеницы

Глава 5. Изучение структуры популяций С sattvus в целях районирования доноров устойчивости

В результате проведенного исследования было выявлено, что источники устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, вызываемые С sattvus, среди образцов мягкой пшеницы встречаются чрезвычайно редко, а генетическое разнообразие по признакам устойчивости к данным болезням среди изученных генотипов пшеницы низкое В связи с этим сохранение генетического разнообразия по признакам устойчивости к С sattvus является весьма важной задачей Ее решению способствует рациональное размещение источников устойчивости, для чего необходимы сведения о структуре популяций патогена, их изменчивости и пространственном распределении

Для изучения популяций С sattvus мы предполагали исследовать такие маркирующие признаки как вирулентность и ДНК-полиморфизмы

5 1. Маркирование изолятов гриба признаками вирулентности

Существование дифференциальных взаимодействий между генотипами патогена и растения-хозяина в системе "С sattvus - пшеница" до настоящего времени остается сомнительным фактом

Характер взаимодействий между генотипами пшеницы и генотипами С sattvus был изучен нами с использованием двух независимых наборов образцов пшеницы и также независимых наборов изолятов гриба в двух экспериментах

В эксперименте 1 патоген был представлен 11 изолятами, выделенными из семян пшеницы выращенной в различных районах России, в Китае (провинция Хейлунцзян) и США (Техас), а пшеница -10 образцами В эксперименте 2 были использованы 16 изолятов С sattvus выделенных из листьев пшеницы, произраставшей на территории европейской и азиатской частей России, в Китае и Казахстане и 4 изолята выделенных из листьев ячменя из США и Ленинградской области, а также 11 относительно устойчивых к темно-бурой пятнистости, по нашим данным, образцов пшеницы и один восприимчивый сорт Lusitano

Опыты были проведены в трех повторностях Полученные данные каждого эксперимента были обработаны методом двухфакторного дисперсионного анализа

В результате дисперсионного анализа отмечено (в обоих экспериментах), что в отношении исследованных наборов образцов пшеницы и изолятов С sattvus эффект фактора изолята существенен, так же как и фактора сорта, а эффект взаимодействия факторов изолята и сорта существенным не является (табл 6)

Таким образом, полученные результаты показывают, что дифференциальное взаимодействие генотипов патогена и растения-хозяина в системе "возбудитель темно-бурой пятнистости С sattvus - пшеница", либо отсутствует, либо является слабым, что затрудняет исполь-

зование признака вирулентности в популяционных исследованиях Таблица 6 Роль факторов сорта пшеницы и изолята С вайииз в изменчи-

вости признака вирулентности

Источник варьирования Сумма квадратов отклонений Средний квадрат •в- I FQ5

Общая Эксперимент 1 535 63

Сорт 140 42 20 06 27 48 2 10

Изолят 215 84 2158 29 56 192

Сорт X изолят 50 7 072 0 99 139

Остаток 128 67 073 - -

Общая Эксперимент 2 108511

Сорт 198 92 1808 1109 2 20

Изолят 375 12 19 74 1211 2 09

Сорт х изолят 11965 057 0 35 1 96

Остаток 39142 163 _ -

Примечание если Рф > Fq5 - влияние фактора существенно

5 2. Изучение структуры популяции патогена с помощью молекулярных маркеров

Поскольку признак вирулентности для изучения популяций С saítuus использовать достаточно трудно ввиду слабой диффереци-рованности в проявлении типа реакции во взаимодействии отдельных пар генотипов патогена и пшеницы, мы опробовали применение молекулярных ДНК-маркеров

Материалом исследования служили группы моноконидиальных изолятов гриба, выделенных из листьев пшеницы, пораженных темно-бурой пятнистостью 14 изолятов патогена из Ленинградской области, 16 - из Приморского края (г Камень Рыболов), и 13 - из граничащей с Приморским краем Хейлунцзянской провинции Китая

Для амплификации ДНК были использованы праймеры со случайной нуклеотидной последовательностью (длиной 10 нуклеотидов) фирмы Operon Technologies, Inc (Alameda, CA) OPA-08 -GTGACGTAGG, OPA-20 - GTTGCGATCC, OPI-Ol - ACCTGGACAC

В результате RAPD-анализа было выявлено, что географически отдаленные популяции С sativus имеют различную генетическую структуру С использованием праймера ОР1 -01 было показано, что популяция патогена из Ленинградской области значительно отличается от двух других популяций Популяции гриба из провинции Хей-лунцзян и Приморского края характеризовались наличием высокой клональной фракции (76 9% и 813% соответственно), клональная фракция ленинградской популяции составила всего 71% Вместе с тем, самое высокое генетическое разнообразие (13 генотипов) обнаружено в популяции из Ленинградской области Степень генетиче-

ского родства изолятов трех групп по 10 RAPD локусам, выявленных с праймером OPI-Ö1, представлено на дендрограмме (рис 1) Достоверные различия между популяциями гриба из провинции Хейлунц-зян и Приморского края были выявлены с использованием трех праймеров - OPI-01, ОРА-20 и ОРА-08 (индекс генетической дифференциации FST = 0 25)

_ Ленобл(1 изолят)

_ Ленобл (1 изолят)

г Прим край (1 изолят) г- - Китай (7 изолятов)

- - Китай (3 изолята)

|Прим край (14 изолятов) Китай (3 изолята)

- Прим край (1 изолят)

Ленобл (12 изолятов)

0 01

Рис 1 Генетическое сходство между изолятами С всЛитв популяций Приморского края, китайской провинции Хейлунцзян и Ленинградской области, построенное по генотипам, выявленным НАРБ анализом со случайным праймером (ЗР1-01 (10 полиморфных локусов)

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что для создания сортов пшеницы устойчивых к С за^иэ можно использовать один и тот же донор устойчивости для селекции на Северо-западе (в Ленинградской области) и на Дальнем Востоке России (в Приморском крае) Популяции патогена из этих регионов не обмениваются мигрантами, поэтому потеря устойчивости по отношению к одной из них не окажет влияния на устойчивость к другой популяции Однако, в связи с тем, что популяции патогена из Китая и Приморского края являются близкородственными и по всей вероятности интенсивно обмениваются мигрантами, то для защиты пшеницы от болезни в этих регионах целесообразно вовлекать в селекционный процесс доноры устойчивости с различными генами

ВЫВОДЫ

1 В результате скрининга 1242 образцов Т aestivum выявлено, что частота встречаемости устойчивых к темно-бурой пятнистости образцов составила 6% (из них 1% высоко устойчивых), среди 187 образцов этого вида частота встречаемости относительно устойчивых к корневой гнили - около 1%

2 Оценена устойчивость к темно-бурой пятнистости 309 образцов Т durum, частота встречаемости устойчивых образцов составила 6% (из них 1% высоко устойчивых)

3 Среди 16 редких видов рода Triticum L высокой частотой встречаемости устойчивых к темно-бурой пятнистости образцов характеризуются Т timopheevi, Т sphaerococcum, Т araraticum,

Т boeoticum, Т urartu, Т persicum, Т turanicum, Т dicoccum, Т dicoccoides, Т turgidum, Т spelta и Т compactum, высокой частотой встречаемости относительно устойчивых к корневой гнили — Т monococcum, Т persicum, Т spelta, Т dicoccum, Т compactum, Т boeoticum

4 Скрининг по устойчивости к темно-бурой пятнистости 451 образца, принадлежащих к 17 видам Aegilops L, показал, что род Aegiiops L более устойчив к темно-бурой пятнистости, чем род Triticum L Наибольшей частотой встречаемости устойчивых образцов характеризуются виды Aegilops L носители геномов Sb(=Bb) -

Ае bicornis, S'(=B') - Ае longissima, SS(=BS) - Ае sharonensis, UMC -Ae columnaris, UMMU - Ae recia, UM1 - Ae trianstata, Ml -Ae mutica и D'(=MV) - Ae ventricosa

5 Культура Triticale более устойчива к темно-бурой пятнистости, чем мягкая пшеница (частота встречаемости устойчивых образцов составила 25%)

6 Не обнаружено корреляционной связи между устойчивостью пшеницы к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, что свидетельствует о том, что признаки устойчивости к данным болезням независимы в своем проявлении, а значит и генетически не связаны

7 Отобраны образцы пшеницы устойчивые к корневой гнили вызываемой как С sativus, так и F culmorum

8 Устойчивость к темно-бурой пятнистости образцов пшеницы Long 98-4554, Long 98-4546 и Long mai 24 детерминирована двумя генами Устойчивость Long mai 23 обусловлена одним или двумя генами Линия 181-5 имеет один рецессивный ген устойчивости Диал-лельный анализ дает основание предположить, что образцы Long 984554, Long 98-4546, Long mai 24, Long mai 23 и 181-5 имеют одинаковые гены устойчивости или гены тесно сцепленные

9 Устойчивость к корневой гнили линии 181-5, образцов Nannong q8 G20 и VII-13a2-81 детерминирована двумя генами Сорт Тага имеет три гена устойчивости Диаллельный анализ дает основание пред-

положить, что 181-5 и Nannong q8 G20 имеют одинаковые гены устойчивости к корневой гнили, а Тага и VII-13a2-81 - разные

10 С помощью RAPD-анализа выявлено, что географически отдаленные популяции С sativus, поражающие листья пшеницы, имеют различную генетическую структуру Степень различий между популяциями зависит от дальности расстояния между ними

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для создания устойчивых к С sativus сортов рекомендуется использовать источники групповой устойчивости к темно-бурой пятнистости, к гельминтоспориозной и фузариозной корневой гнили Тага, VII-13a2-81, линия 181-5, доноры устойчивости к темно-бурой пятнистости Long 98-4554, Long 98-4546, Long mai 24, Long mai 23 и донор устойчивости к корневой гнили Nannong q8 G20

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1 Михайлова, ЛА Взаимодействие штаммов Bipolaris ьогокгпгапа и образцов пшеницы / JI А Михайлова, С Г Гоголева, Е И Гультяева // Микология и фитопатология - 2002 - Т 36, вып 2 - С 63-66

2 Смурова, С Г Источники устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости / С Г Смурова, JIA Михайлова // Доклады РАСХН - 2007 - Вып 6 -С 25-27

3 Mikhailova, LA Sources and donors of resistance to wheat spot blotch caused by Bipolaris sorokmiana Shoem (Cochliobolus sativus Drechs ex Dastur) /LA Mikhailova, Sun Lianfa, S G Gogoleva, EI Gultyaeva // Archives of Phytopathology and Plant Protection - 2004 - Vol 37, № 3 - P 161-167

4 Михайлова, JIA Генетические аспекты взаимоотношений пшеницы и возбудителей пятнистостей листьев Pyrenophora tritici-rcpentis (Died ) Drechs и Bipolans sorokmiana Shoem / JI А Михайлова, H M Коваленко, Е H Тимофеева, С Г Гоголева, H В Мироненко, OA Ляпунова, НП Лоскутова, H H Чикида // Генетика в XXI веке современное состояние и перспективы развития Тез III съезда ВОГиС - M, 2004 - С 428

5 Гоголева, С Г Наследование устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости, вызываемой Bipolaris sorokmiana (Cochliobolus sativus Drechs ex Dastur) / С Г Гоголева, Л А Михайлова // Генетика в XXI веке современное состояние и перспективы развития Тез III съезда ВОГиС - М, 2004 - С 436

6 Гоголева, С Г Генетика устойчивости китайских образцов пшеницы к темно-бурой пятнистости листьев / С Г Гоголева, Л А Михайлова // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем Тез науч -практич конференции - Краснодар, 2004 - С 123-125

7 Михайлова, Л А Источники и доноры устойчивости пшеницы к возбудителям желтой и темно-бурой пятнистостей листьев / Л А Михайлова, H M Коваленко, С Г Гоголева // Методические основы селекции зерновых культур и картофеля на устойчивость к болезням - СПб, 2005 - С 8-24

8 Гоголева, С Г Скрининг образцов видов рода Triticum sp по устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили (Bipolaris sorokmiana

Shoem) / С Г Гоголева // Фитосанитарное оздоровление экосистем Материалы Второго Всероссийского съезда по защите растений - СПб, 2005 - С 425-427

9 Михайлова, JIA Особенности взаимоотношений патогена и растения-хозяина в патосистемах Pyrenophora tritici-repentts - Tnticum и Cochhobolus sativ-us - Triticum / JIA Михайлова, HM Коваленко, С Г Гоголева // Фитосанитарное оздоровление экосистем Материалы Второго Всероссийского съезда по защите растений - СПб, 2005 - С 515-518

10 Смурова, С Г Характеристика видов Acgtlops L по устойчивости к желтой и темно-бурой листовым пятнистостям / С Г Смурова, Н М Коваленко, Н Н Чикида, Л А Михайлова // Актуальные проблемы иммунитета и защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей Тез науч -практич конференции - Одесса, 2007 - С 9-10

11 Мироненко, НВ Структура популяций Cochhobolus sativus, паразитирующих на пшенице / Н В Мироненко, С Г Смурова, К В Новожилов // Актуальные проблемы иммунитета и защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей Тез науч-практич конференции - Одесса, 2007 - С 47

12 Михайлова, Л А Устойчивость видов Triticum. L и Aegiíops L из коллекции ВИР к возбудителям желтой и темно-бурой листовых пятнистостей (каталог) / Л А Михайлова, Н М Коваленко, С Г Смурова, И Г Тернюк, О П Митрофанова, О А Ляпунова, ЕВ Зуев, НН Чикида, НП Лоскутова, ВП Пюккенен // Под ред К В Новожилова / - СПб, 2007 - 60 с

Научное издание ИгО-печать ИННОВАЦИОННЫЙ ЦЕНТР ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ Лицензия ПЛД № 69-253 Подписано к печати 27 марта 2008 г, тир 100 экз

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Смурова, Светлана Григорьевна

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Симптомы болезней, вызываемых Cochliobolus sativus

1.2 Таксономическое положение гриба С. sativus

1.3. Морфология гриба С. sativus

1.4. Культивирование на искусственной питательной среде

1.5. Жизненный цикл С. sativus

1.6. Токсинообразование

1.7. Взаимоотношения генотипов патогена и генотипов пшеницы

1.8. Исследование популяционной изменчивости С. sativus

1.9. Особенности развития гриба в тканях пшеницы

1.10. Генетический контроль устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости и корневой гнили

1.11. Селекция пшеницы на устойчивость к темно-бурой пятнистости и корневой гнили

1.12. Скрининг генофонда пшеницы по устойчивости к темно-бурой пятнистости и корневой гнили

1.13. Защита пшеницы от болезней, вызываемых С. sativus

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Материалы исследования

2.2. Методы исследования

2.2.1. Выделение С. sativus в асептическую культуру и культивирование на плотной питательной среде

2.2.2. Методика выделения ядерной ДНК С. sativus и проведения

RAPD анализа

2.2.3. Оценка устойчивости образцов пшеницы к темно-бурой пятнистости

2.2.4. Оценка устойчивости образцов пшеницы к корневой гнили

2.2.5. Гибридологический анализ наследования устойчивости пшеницы к С. sativus

2.2.5.1. Анализ расщепления по устойчивости к темно-бурой пятнистости в гибридных популяциях

2.2.5.2. Анализ расщепления по устойчивости к корневой гнили в гибридных популяциях

2.2.6. Статистическая обработка данных

Глава 3. Скрининг образцов пшеницы, тритикале и эгилопсов по устойчивости к темно-бурой листовой пятнистости и обыкновенной корневой гнили

3.1. Сорта мягкой пшеницы районированные в

Российской Федерации

3.2. Образцы мировой коллекции мягкой пшеницы

3.3. Селекционный материал института селекции пшеницы Хейлунцзянской Академии Сельскохозяйственных наук

3.4. Селекционный материал института пшеницы и подсолнечника и института защиты растений Болгарии

3.5. Редкие виды рода Triticum L.

3.5.1. Темно-бурая пятнистость

3.5.2. Корневая гниль

3.6. Виды рода Aegilops L.

3.7. Образцы Triticale

3.8. Определение корреляционной связи между устойчивостью образцов пшеницы к темно-бурой пятнистости и корневой гнили

3.9. Обсуждение

Глава 4. Генетический контроль устойчивости образцов пшеницы к темно-бурой листовой пятнистости и обыкновенной корневой гнили

4.1. Генетический контроль устойчивости к темно-бурой пятнистости

4.1.1. Характеристика образцов пшеницы, выбранных для гибридологического анализа устойчивости

4.1.2. Определение числа и аллельности генов, детерминирующих устойчивость

4.2. Генетический контроль устойчивости к корневой гнили

4.3. Обсуждение

Глава 5. Изучение структуры популяций Cochliobolus saiivus в целях районирования доноров устойчивости

5.1. Маркирование изолятов гриба признаками вирулентности

5.2. Изучение структуры популяций патогена с помощью молекулярных маркеров

5.3. Обсуждение 131 Заключение 134 Выводы 142 Список использованной литературы

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Новые источники и доноры устойчивости пшеницы к Cochliobolus sativus Drechs. ex Dastur"

Темно-бурая листовая пятнистость, обыкновенная корневая гниль и черный зародыш, вызываемые грибом Cochliobolus sativus (Ito et Kurib.) Drechs. ex Dastur (конидиальная стадия Bipolaris sorokiniana (Sacc. in Sorok.) Shoem.), являются одними из наиболее вредоносных болезней пшеницы.

С. sativus поражает практически все зерновые культуры и травы. По данным ряда авторов растениями-хозяевами гриба являются пшеница, ячмень, рожь и многие дикорастущие злаковые травы (Хохряков, Бенкен, 1969; Тупеневич, 1970; Ветров и др., 1971; Качалова, Макаренко, 1974; Тупеневич, Нестеров, 1977; Пересыпкин, 1981; Выприцкая, 1993; Zillinski, 1983; Bakonyi et al., 1997).

Патоген, как возбудитель темно-бурой пятнистости листьев пшеницы, широко распространен и наиболее агрессивен в странах Азии, Африки, Южной Америки, в районах с высокой относительной влажностью и температурой воздуха (Dubin, Van Ginkel, 1991; Duveiller, Gilchrist, 1994). Потери урожая вследствие заболевания темно-бурой пятнистостью в разных странах колеблются в широких пределах (от 38% до 87%), наибольших размеров они достигают при выращивании пшеницы на бедных почвах (De Milliano, Zadoks, 1985; Lapis, 1985; Raemaekers, 1988; Hetzler et al., 1991; Villareal et al., 1995). В Казахстане в 1980 году на сорте Харьковская 46 в период молочно-восковой спелости развитие болезни составило 44%, а в 1982 году - 14% (Здрожевская, 1985; Здрожевская, Шугуров, 1991; Хасанов, 1992). В Российской Федерации эта болезнь широко распространена в Западной Сибири (Кузнецова, 1987), на Дальнем Востоке в Приморском крае (Ермолаева, 1991). По нашим данным в Анучинском районе Приморского края в 2005 году на пшенице сорта Приморская 39 встречаемость С. sativus среди других возбудителей листовых пятнистостей составила 57%, а в 2006 году - 77%. Кроме того, в 2006 году темно-бурая пятнистость была выявлена нами на Северо-западе России: в Псковской области встречаемость С. sativus среди прочих патогенов, вызывающих пятнистости листьев пшеницы составила 35%, а в Ленинградской области (Рождествено) - 10%. Это свидетельствует о том, что темно-бурая листовая пятнистость пшеницы, вызываемая С. sativas является широко распространенным заболеванием и при благоприятных погодных условиях развитие данной болезни может достичь экономически значимого уровня.

Обыкновенная корневая гниль пшеницы, вызываемая С. sativus, является актуальным заболеванием для стран Западной Европы, США, Канады, Украины и др. (Шупикова, 1991; Rossi et al., 1995; Chen et al., 1996; Gonzalez, Trevathan, 2000). Связанные с корневой гнилью потери урожая колеблются от 6% до 45% (Sallans, 1965; Ledingham et.al., 1973). На территории Российской Федерации гельминтоспориозная корневая гниль наиболее вредоносна в зонах недостаточного увлажнения: в засушливых районах европейской части России, в Сибири, а так же на Дальнем Востоке (Щекочихина, Коршунова, 1973; Коршунова и др., 1976; Полозова и др., 1981 Коломиец, 2003). В условиях концентрации зернового производства ежегодные потери урожая яровой пшеницы от корневой гнили, вызываемой С. sativus могут достигать в среднем 15% в Западной и Восточной Сибири (Добрецов, 1973; Чулкина, 1973) и 15 - 18% на Алтае. В этих районах в отдельные годы в севооборотах с высокой насыщенностью зерновыми культурами потери могут превышать 30% (Коршунова и др., 1966). В Казахстане на освоенных целинных и залежных землях болезнь снижает урожай на 36 - 75% в зависимости от обеспеченности растений влагой в период вегетации (Козырева, 1958). Значительны также и косвенные потери, выражающиеся в ухудшении посевных и технологических качеств зерна (Ветров и др., 1971; Коршунова и др., 1976; Тупеневич, Нестеров, 1977).

Стратегия защиты пшеницы от болезней основывается на интегрированном подходе, в котором устойчивость является главным элементом. Это положение справедливо и для болезней, вызываемых С. sativus. Однако создание сортов имеющих эффективные гены устойчивости затруднено рядом причин: (1) тем, что источники устойчивости и к темнобурой пятнистости, и к обыкновенной корневой гнили встречаются чрезвычайно редко; (2) что признак устойчивости может наследоваться как качественный или как количественный, и (3) что проявление признака сильно зависит от условий среды. Другие причины, затрудняющие создание устойчивых сортов, связаны с вариабельностью патогена. Сведения о структуре популяций С. sativus, их изменчивости и пространственном размещении, несомненно, полезны для определения путей длительного сохранения устойчивости сортов, для оптимального выбора источника устойчивости при выведении сортов пшеницы устойчивых к конкретной популяции патогена. Исследования популяций С. sativus в плане определения их ареалов, интенсивности обмена мигрантами к настоящему времени находятся лишь в начальной стадии.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Актуальность диссертационной работы заключается в необходимости создания коллекции источников и доноров устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, вызываемых грибом С. sativus, которые могут быть использованы в селекции по данному признаку, а также в определении подходов к исследованию популяций возбудителя данных болезней.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основными целями нашей работы являются отбор источников устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, изучение генетического контроля признака устойчивости к этим болезням, подбор маркеров для изучения популяционного разнообразия С. sativus.

Для достижения цели предстояло решить следующие задачи:

1. Провести скрининг по устойчивости к темно-бурой пятнистости и корневой гнили образцов видов рода Triticum L., рода Aegilops L. и Triticale.

Дать характеристику видам по устойчивости к болезням, отобрать источники устойчивости.

2. Определить уровень корреляции признаков устойчивости к листовой пятнистости и корневой гнили, вызываемых С. sativus, а также признаков устойчивости к корневым гнилям, вызываемых С. sativus и F. culmorum.

3. Изучить генетический контроль устойчивости к листовой пятнистости и к корневой гнили образцов пшеницы, обладающих устойчивостью к одной и к обеим болезням. Определить степень генетического разнообразия по признаку устойчивости.

4. Выявить характер взаимодействия генотипов пшеницы и генотипов моноспоровых изолятов гриба для оценки возможности использования вирулентности в качестве маркирующего признака в популяционных исследованиях. Изучить структуру популяций гриба С. sativus различного географического происхождения с использованием молекулярных ДНК-маркеров.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ

В результате проведения скрининга впервые дана характеристика видов Triticum L., Aegilops L. и Triticale по устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили.

Проведено исследование генетического контроля устойчивости образцов пшеницы к темно-бурой пятнистости и корневой гнили, оценена степень их генетического разнообразия по признаку устойчивости.

Получены новые сведения о характере взаимодействий между генотипами патогена и растения-хозяина в патосистеме "С. sativus — пшеница". Выявлены достоверные отличия между популяциями патогена по молекулярным маркерам.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Создана коллекция источников устойчивости к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, состоящая из образцов мягкой и твердой пшеницы, из образцов редких видов Triticum L. и образцов видов Aegilops L.

В результате изучения генетического контроля устойчивости к обеим болезням выявлены доноры устойчивости, дана рекомендация по использованию доноров устойчивости в селекционном процессе.

Результаты сравнительного анализа структуры популяций из различных географических районов могут быть использованы для разработки рекомендаций по размещению доноров устойчивости в различные селекционные центры.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты работы были представлены на III съезде ВОГиС (Москва, 2004); на Международной научно-практической конференции «Биологическая защита - основа стабилизации агроэкоситем» (Краснодар, 2004); на втором Всероссийском съезде по защите растений «Фитосанитарное оздоровление экосистем» (Санкт-Петербург, 2005); на годичной научной сессии ГНУ ВИЗР (Санкт-Петербург, 2007); на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы иммунитета и защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей» (Одесса, 2007).

Исследование поддержано грантами РФФИ № 00-04-49406; 03-04-49082; 06-04-08105-офи.

Материалы исследования представлены в 12 печатных работах, из них 2 опубликованы в рецензируемых журналах перечня ВАК РФ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертационная работа изложена на 164 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 13 рисунками и 39 таблицами. Библиография включает 205 источников, из них 109 на иностранном языке.

Заключение Диссертация по теме "Защита растений", Смурова, Светлана Григорьевна

ВЫВОДЫ

1. В результате скрининга 1242 образцов Т. aestivum выявлено, что частота встречаемости устойчивых к темно-бурой пятнистости образцов составила 6% (из них 1% высоко устойчивых); среди 187 образцов этого вида частота встречаемости относительно устойчивых к корневой гнили -около 1%.

2. Оценена устойчивость к темно-бурой пятнистости 309 образцов Т. durum', частота встречаемости устойчивых образцов составила 6% (из них 1% высоко устойчивых).

3. Среди 16 редких видов рода Triticum L. высокой частотой встречаемости устойчивых к темно-бурой пятнистости образцов характеризуются Г. timopheevi, Т. sphaerococcum, Т. araraticum, Т. boeoticum, Т. urartu, Т. persicum, Т. turanicum, Т. dicoccum, Т. dicoccoides, Т. turgidum, Т. spelta и Т. compactum', высокой частотой встречаемости относительно устойчивых к корневой гнили - Т. топососсит, Т. persicum, Т. spelta, Т. dicoccum,

Т.compactum, Т. boeoticum.

4. Скрининг по устойчивости к темно-бурой пятнистости 451 образца принадлежащих к 17 видам Aegilops L. показал, что род Aegilops L. более устойчив к темно-бурой пятнистости, чем род Triticum L. Наибольшей частотой встречаемости устойчивых образцов характеризуются виды b b 11 Aegilops L. носители геномов S (=В ) - А е. bicornis, S (=В) - Ае. longissima,

Ss(=Bs) - Ае. sharonensis, UMC - Ае. columnaris, UMMU - Ае. recta, UMl - Ае. triaristata, Ml - Ae. mutica и D^IVf) - Ae. ventricosa.

5. Культура Triticale более устойчива к темно-бурой пятнистости, чем мягкая пшеница (частота встречаемости устойчивых образцов составила 25%).

6. Не обнаружено корреляционной связи между устойчивостью пшеницы к темно-бурой пятнистости и к корневой гнили, что свидетельствует о том, что признаки устойчивости к данным болезням независимы в своем проявлении, а значит и генетически не связаны.

7. Отобраны образцы пшеницы устойчивые к корневой гнили вызываемой как С. sativus, так и F. culmorum.

8. Устойчивость к темно-бурой пятнистости образцов пшеницы Long 984554, Long 98-4546 и Long mai 24 детерминирована двумя генами. Устойчивость Long mai 23 обусловлена одним или двумя генами. Линия 181-5 имеет один рецессивный ген устойчивости. Диаллельный анализ дает основание предположить, что образцы Long 98-4554, Long 98-4546, Long mai 24, Long mai 23 и 181-5 имеют одинаковые гены устойчивости или гены тесно сцепленные.

9. Устойчивость к корневой гнили линии 181-5, образцов Nannong q8 G20 и VII-13a2-81 детерминирована двумя генами. Сорт Тага имеет три гена устойчивости. Диаллельный анализ дает основание предположить, что 181-5 и Nannong q8 G20 имеют одинаковые гены устойчивости к корневой гнили, а Тага и VII-13a2-81 - разные.

10.С помощью RAPD-анализа выявлено, что географически отдаленные популяции С. sativus, поражающие листья пшеницы, имеют различную генетическую структуру. Степень различий между популяциями зависит от дальности расстояния между ними.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Экономически выгодным и экологически безопасным способом защиты пшеницы от болезней, вызываемых Cochliobolus sativus, является возделывание устойчивых сортов. Однако подавляющее большинство культивируемых в России сортов пшеницы восприимчиво к данным болезням, в связи с чем насущной необходимостью является проведение селекции на устойчивость. Основой селекции является создание коллекции генетически разнородных источников и доноров устойчивости пшеницы, как к темно-бурой пятнистости, так и к корневой гнили. Поэтому главной задачей своей работы мы определили поиск устойчивых форм пшеницы различных видов и дикорастущих сородичей - эгилопсов. Для этого в первую очередь мы сочли необходимым опробовать лабораторные методы оценки устойчивости пшеницы к С. sativus, позволяющие исследовать большую выборку образцов исследуемых злаков.

Для оценки устойчивости образцов пшеницы к темно-бурой пятнистости мы использовали известную методику инокуляции патогеном сегментов листьев проростков, сохраняемых в растворе бензимидазола. Эта методика широко применяется для оценки устойчивости пшеницы к ряду болезней, среди которых бурая ржавчина (Михайлова, Квитко, 1970), мучнистая роса

Limpert et al., 1987), септориоз (Bradrng et al., 2002), желтая пятнистость

Михайлова и др., 2002), темно-бурая пятнистость (Тырышкин, Михайлова, 1993; Hetzler, 1991; Ibeagha et al., 2005), а также для оценки устойчивости ячменя к листовым пятнистостям (Афанасенко и др., 1976; Kumar et al., 2001).

По нашему мнению данная методика является,наиболее пригодной для скрининга большого количества образцов пшеницы по устойчивости к темно-бурой пятнистости. Мы не обнаружили существенных различий между типами реакции образцов на инокуляцию патогеном в лабораторном (с использованием сегментов листьев проростков, сохраняемых в растворе бензимидазола) и полевом (на искусственном инфекционном фоне в фазе флаг-листа) опытах (rs= 0.78 ± 0.074). Сходные результаты были получены в наших совместных с китайскими коллегами экспериментах (Mikhailova et al., 2004).

Для оценки устойчивости к корневой гнили мы выбрали методику, в которой соблюдаются условия максимально приближенные к полевым. По этой методике производится оценка пораженности проростков пшеницы, выращиваемых в стерильном песке, в который внесена суспензия С. sativus. Методика позволяет соблюдать постоянство споровой нагрузки на растения в разновременных экспериментах (Кумачева, Попов, 1976; Yu-tien Hsia-Christensen, 1951). Пригодность данного метода была проверена нами при оценке устойчивости некоторых образцов пшеницы в лабораторном (в фазе проростков) и в вегетационном (в фазе восковой спелости зерна) опытах. Корреляционный анализ показал незначительную разницу между полученными результатами (rs = 0.79 ± 0.174), что свидетельствует о возможности применения данного лабораторного метода для скрининга по устойчивости к корневой гнили.

В связи с тем, что устойчивость к корневой гнили может значительно варьировать в зависимости от условий внешней среды (периодичности увлажнения, освещенности и т.д.), в качестве контроля в каждом эксперименте мы использовали восприимчивый сорт Lusitano и относительно устойчивую линию 181-5. Для соблюдения равенства опытных данных в разных экспериментах, мы вычисляли степень развития * болезни (%) относительно восприимчивого контроля.

В наших опытах по оценке устойчивости коллекционных образцов пшеницы средние на выборку растений показатели пораженности корневой гнилью контрольных образцов линии 181-5 и сорта Lusitano варьировали (в

1 ; i пределах 1.2 - 2.16 и 1.97 - 3.03, соответственно). Однако во всех опытах показатель пораженности Lusitano значимо превышал показатель линии 181I

5. Средний показатель пораженности в 58 независимых опытах для линии 181-5 равен 1.69 ± 0.044, для Lusitano - 2.43 ± 0.042, различие средних достоверно при Р < 0.001 (t^ = 12.0, t^ табл. = 3.29). В среднем процент развития корневой гнили на линии 181-5 в 58 опытах был равен 69.4 ± 1.49 от показателя развития болезни на сорте Lusitano.

В ходе исследований были выявлены образцы мягкой пшеницы, пораженные значительно в большей степени, чем сорт Lusitano (120% и выше). Однако мы сочли целесообразным оставить Lusitano в качестве эталона восприимчивости в связи с необходимостью сравнения разновременно полученных оценок устойчивости.

Некоторые исследователи (Григорьев, 1976; Крутова, 1976; Михайлина, 1983; Conner, 1990) рассчитывали степень развития корневой гнили, как средний показатель пораженности растений, в котором учтены число (%) больных растений и степень (балл) поражения. Однако на наш взгляд в данном способе вычисления не учитывается влияние факторов окружающей среды на развитие болезни, а именно отсутствует стандарт (контрольный образец) по степени поражения которого можно было бы судить об интенсивности развитии болезни в данных условиях. В связи с этим, возникают трудности в сопоставлении результатов оценок образцов проведенных в независимых во времени и пространстве экспериментах.

Известно,-что обыкновенную корневую гниль пшеницы наряду с С. sativus могут вызывать и грибы рода Fusarium. Эти возбудители встречаются в почве в одних и тех же местностях, в зависимости от климатических условий с преобладанием того или иного патогена. Несмотряна выявленную нами довольно высокую вероятность нахождения форм мягкой пшеницы устойчивых к С. sativus и F. culmorum (rs= 0.55 ± 0.168), мы полагаем, что поиск устойчивых образцов необходимо проводить на инфекционном фоне, созданном этими патогенами по отдельности. Это условие невозможно соблюсти при постановке опыта в естественных природных условиях.

В результате проведения скрининга по устойчивости к темно-бурой пятнистости и корневой гнили образцов мягкой пшеницы было выявлено, что устойчивые к этим болезням формы пшеницы встречаются редко (частота встречаемости устойчивых к темно-бурой пятнистости образцов Т. aestivum составила 6%, из них 1% высоко устойчивых, а к корневой гнили - около 1%). Низкая частота их встречаемости обнаружена и в экспериментах других исследователей (Голощапов, 1970; Ветров и др., 1971; Качалова, Макаренко, 1974; Котова, 1977; Тупеневич, Нестеров, 1977; Лангольф и др., 1993; Dubin, Rajaram, 1996; Sharma et al., 1997; Saari, 1998).

Это обстоятельство обуславливает необходимость проведения широкого поиска новых источников устойчивости с привлечением различных коллекций пшениц, включающих не только образцы Т. aestivum, но и пшениц редких видов и родственных дикорастущих злаков.

В результате проведенного исследования показано, что чаще, чем это характерно для мягкой пшеницы устойчивые к темно-бурой пятнистости образцы встречаются у Т. timopheevi, Т. araraticum, Т. sphaerococcum, Т. boeoticum, Т. urartu, Т. persicum, Т. dicoccum, Т. dicoccoides, Т. turgidum, Т. spelta и Т. compactum. Выявлено, что относительно устойчивые к корневой гнили образцы встречаются среди Т. топососсит, Т. persicum, Т. dicoccum, Т. boeoticum, Т. spelta, Т. compactum, остальные виды характеризуются отсутствием устойчивых к корневой гнили образцов. Как в отношении темно-бурой пятнистости, так и в отношении корневой гнили мы не обнаружили зависимости частоты встречаемости устойчивых образцов от состава геномов, так же как и от плоидности видов. Тем не менее, большая часть устойчивых к темно-бурой пятнистости образцов видов Triticum L. происходят из переднеазиатского генцентра. Высокой частотой характеризуется также и вид Т. sphaerococcum (Индостанский генцентр). Наиболее перспективными для поиска устойчивых к корневой гнили образцов являются виды Т. persicum, Т. топососсит, Т. spelta, Т. dicoccum, Т. compactum, Т. boeoticum.

Скрининг видов Aegilops L. показал, что этот род более устойчив к темно-бурой пятнистости, чем род Triticum L. Практически все исследованные нами виды характеризовались высокой частотой встречаемости устойчивых образцов, наиболее устойчивыми оказались виды Ae. bicornis, Ae. longissima, Ae. sharonensis, Ae. columnaris, Ae. recta, Ae. triaristata, Ae. mutica и Ae. ventricosa.

В секции Sitopsis виды Ae. aucheri и Ae. speltoides имеющие геном S(=G) характеризуются меньшей частотой встречаемости устойчивых к темно-бурой пятнистости образцов, чем виды, имеющие геномы Sb(=Bb), S'(=B'), Ss(=Bs) (Ae. bicornis, Ae. longissima, Ae. sharonensis). В секции Vertebrata виды, для которых общим признаком является наличие генома Мсг (Ае. crassa, Ae. trivialis и Ae. vavilovii), более восприимчивы к патогену чем вид Ae. tauschii (D) и Ae. ventricosa (Dl(=Mv), что дает основание предполагать, что наличие генома Мст снижает устойчивость видов к темно-бурой пятнистости. В секции Polyoides добавление к геному U (Ае. umbellidata) геномов Мс, MMU, М1 (Ае. columnaris, Ae. recta, Ae. triaristata) также повышает устойчивость, при этом стоит добавить, что все, хотя и немногие, образцы Ae. mutica, имеющего геном М1, оказались высоко устойчивыми.

Скрининг образцов Triticale по устойчивости к темно-бурой пятнистости показал высокую частоту встречаемости устойчивых образцов, значительно превышающую таковую среди образцов коллекции мягкой пшеницы. Из литературных источников также известно, что тритикале более устойчив и к поражению обыкновенной корневой гнилью (Лангольф и др., 1993).

Для осуществления научно-обоснованной селекции на устойчивость необходимы сведения о генетическом контроле данного признака. В связи с этим мы провели гибридологический анализ наследования устойчивости некоторых образцов мягкой пшеницы к темно-бурой листовой пятнистости и обыкновенной корневой гнили, вызываемых С. sativus.

Изучение генетики устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости показало, что признак контролируется небольшим числом генов (одним -двумя генами). К такому же выводу пришли и другие исследователи (Тырышкин, Михайлова, 1993; Adlakha et al., 1984; Dubin,. Rajaram, 1996; Joshi et al., 2004; Ragiba et al., 2004a).

В результате гибридологического анализа было установлено, что устойчивость пшеницы к корневой гнили детерминирована небольшим числом генов (двумя - тремя генами). В литературе имеются немногочисленные и противоречивые сведения, посвященные данной проблеме. Олигогенный контроль устойчивости пшеницы к корневой гнили показан в работах Р.И. Ларсона и Т.Г. Аткисона (Larson, Atkinson, 1970), Л.Г. Тырышкина и Л.А. Михайловой (1993). Однако, Б. Салланс и Р.Д. Тинлайн (Sallans, Tinline, 1965) пришли к выводу, что устойчивость наследуется как полигенный признак. Результаты нашего эксперимента свидетельствуют о довольно простом наследовании признака устойчивости к корневой гнили и возможности его передачи от донора к потомству.

Применительно к практике селекции растений донором можно считать любую родительскую форму, передающую посредством скрещивания улучшаемому сорту нужный уровень выраженности какого-либо признака. Селекционер ограничен жесткими рамками сроков и ему нужен такой исходный материал, который позволял бы получить нужный результат с наименьшими затратами труда и времени. Учитывая это, в практической работе селекционер предъявляет к донору следующие требования: 1) донор должен легко скрещиваться с улучшаемыми сортами, давая фертильное потомство; 2) быть достаточно универсальным, то есть обеспечивать желаемый эффект при скрещивании с возможно большим числом улучшаемых сортов; 3) иметь минимальное число признаков, генетически

I, , сцепленных с тем признаком, по которому донор выделен (Мережко, 1982). Необходимо отметить, что источники устойчивости к болезням далеко не всегда соответствуют желаниям селекционера. К сожалению, зачастую найденные фитопатологом ценные источники устойчивости отягощены многими нежелательными признаками.

Мы полагаем, что образцы пшеницы с изученной нами генетикой признака устойчивости к темно-бурой пятнистости и корневой гнили являются донорами этих признаков, прежде всего потому, что при скрещиваниях они хорошо передают свою устойчивость потомству.

В связи с тем, что источники устойчивости к темно-бурой пятнистости и корневой гнили встречаются довольно редко, а генетическое разнообразие по этим признакам низкое, мы провели изучение популяций С. sativus, с целью выявления путей длительного сохранения устойчивости.

Первоначально, мы предполагали изучить структуру популяций патогена с помощью такого маркирующего признака как вирулентность. В литературе имеются противоречивые сведения о наличии дифференциальных взаимодействий между генотипами С. sativus и генотипами пшеницы. Некоторые исследователи утверждают, что физиологические расы патогена существуют (Kohli, Diaz de Ackerman, 1998; Hosford et al., 1975; Maraite et al., 1998), в тоже время другие исследователи говорят об их отсутствии (Hetzler et al., 1991; Duvillier, Altamarino, 2000). Мы провели изучение данного аспекта взаимоотношений С. sativus и пшеницы в двух независимых экспериментах.

В результате проведенных опытов было выяснено, что дифференциальное взаимодействие генотипов патогена (С. sativus) и генотипов растения-хозяина (пшеницы), либо отсутствует, либо является слабым. Данное обстоятельство делает невозможным использование маркеров вирулентности для изучения популяций С. sativus, поэтому с этой целью мы использовали молекулярные ДНК-маркеры.

Использование RAPD-анализа позволило определить, что географически отдаленные популяции С. sativus, поражающие листья пшеницы, имеют различную генетическую структуру.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что для создания сортов пшеницы устойчивых к С. sativus можно использовать один и тот же донор устойчивости для селекции на Северо-западе (в Ленинградской области) и на Дальнем Востоке России (в Приморском крае), так как популяции патогена из этих регионов не обмениваются мигрантами, поэтому потеря устойчивости в условиях одной из популяций не окажет влияния на устойчивость в условиях другой популяции. Однако, в связи с тем, что популяции патогена из Китая и Приморского края являются близкородственными и по всей вероятности они интенсивно обмениваются мигрантами, то для защиты пшеницы от болезни в этих регионах целесообразно вовлекать в селекционный процесс доноры устойчивости с различными генами.

Итак, в результате нашего исследования дана характеристика сортов яровой и озимой пшеницы районированных на территории Российской Федерации, видов пшеницы, тритикале и эгилопса по устойчивости к темно-бурой пятнистости и корневой гнили. Создана коллекция генетически разнородных источников устойчивости к данным болезням, представляющая различные виды пшеницы и эгилопса. Изучена генетика устойчивости к темно-бурой пятнистости и корневой гнили у ряда образцов пшеницы, что дает возможность прогнозировать характер передачи данного признака потомству в процессе гибридизации при создании устойчивых сортов. С помощью молекулярных ДНК-маркеров изучена структура популяций С. sativus, в результате чего даны рекомендации по оптимальному размещению полученных источников и доноров устойчивости с целью длительного сохранения устойчивости. !

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Смурова, Светлана Григорьевна, Санкт-Петербург

1. Алимов К.Г. Вредоносность обыкновенной корневой гнили и ЭМИС на яровой пшеницы. // Науч.-техн. бюлл. Сибирского отделения ВАСХНИЛ. -1987. № 2. - С. 32-39.

2. Алиновский П.Г. Влияние агротехники на поражаемость яровой пшеницы корневой гнилью в условиях Алтайского края. // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними. /Под ред.: В.Ф. Пересыпкина/. М.: Колос, 1970. - С. 22-25.

3. Афанасенко О.С., Левитин М.М., Михайлова Л.А. Методы изучения вирулентности и агрессивности возбудителя сетчатой пятнистости ячменя. // Миколог, и фитопатол. 1976. - Т. 10, вып. 5. - С. 433-436.

4. Бенкен А.А., Хацкевич Л.К. Почвенная инфекция обыкновенной корневой гнили хлебных злаков. // Миколог, и фитопатол. 1976а. - Т. 10, вып. 6. - С. 491-496.

5. Бенкен А.А., Хацкевич Л.К. Формирование инфекционных зачатков возбудителей корневой гнили зерновых культур. // Миколог, и фитопатол. -19766. Т. 10, вып. 2. - С. 111-117.

6. Бенкен А.А., Хацкевич Л.К. Оценка устойчивости растений к почвенным фитопатогенам. // Миколог, и фитопатол. -1980. Т. 14, вып. 6. -С. 531-538.

7. Бенкен А.А., Хрустовская В.Н. Лабораторная оценка болезнеустойчивости растений и паразитических свойств возбудителей обыкновенной корневой гнили злаков. // Тр. ВИЗР. 1977. - № 56. - С. 9-13.

8. Бочкарева З.А. Результаты изучения корневой гнили озимой пшеницы на Кубани и агробиологическое обоснование мер борьбы с ней. // Корневые5гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними. /Под ред.: В.Ф. Пересыпкина/. -М.: Колос, 1970. С. 53-59.

9. Вавилов Н.И. Мировые ресурсы хлебных злаков. Пшеница. М., 1964. -123 с.

10. Великанов JI.JL, Хасанов Б.А. Таксономия формальных родов Helminthosporium, Bipolaris, Drechslera, Exserohilum и Curvularia. И Новое в систематике и номенклатуре грибов. /Под ред.: Ю.Т. Дьякова, Ю.В. Сергеева/. М., 2003. - С. 304-341.

11. Ветров Ю.Ф., Коршунова А.Ф., Моршацкий А.А., Хохряков М.К., Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков в СССР. // Миколог, и фитопатол. -1971. Т. 5, вып. 2. - С. 148-155.

12. Выприцкая А.А. Фитопатогенные грибы из родов Bipolaris, Curvularia, Drechslera и Exserochilum в Средней Азии и Казахстане: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. М., 1993. - 18 с.

13. Гешеле Э.Э. Методическое руководство по фитопатологической оценке зерновых культур. Одесса, 1971. - 180 с.

14. Гешеле Э.Э. Устойчивость зерновых культур к корневой гнили. // Генетика и селекция болезнеустойчивых сортов культурных растений. М., 1974. - С. 171-178.

15. Голощапов А.П. Гельминтоспориозная корневая гниль яровой пшеницы и меры борьбы с ней в Курганской области. // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними. /Под ред.: В.Ф. Пересыпкина/. М.: Колос, 1970. - С. 26-29.

16. Горностай В.И. К систематике рода Helminthosporium (Lk.). // Водоросли, грибы и мхи Дальнего Востока. Владивосток, 1978. - С. 76-83.

17. Городилова JI.M. Отбор растений пшеницы на устойчивость к обычной корневой гнили. // Селекция и семеноводство. -1967. № 4. - С. 28-30.

18. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Сорта растений. М., 2003. - 236 с.

19. Григорьев М.Ф. Методические указания по изучению устойчивости зерновых культур к корневым гнилям. Л., 1976. - 60 с.

20. Гурова Т.А. Методы диагностики устойчивости яровой пшеницы и ячменя к обыкновенной корневой гнили злаков и засолению: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. сельскохоз. наук. Новосибирск, 2000. - 18 с.

21. Джиембаев Ж.Е., Альжанов Ж.Ш. Корневые гнили пшеницы в Северном Казахстане. // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними. /Под ред.: В.Ф. Пересыпкина/. М.: Колос, 1970. - С. 9-13.

22. Добрецов А.Н. Вредоносность гельминтоспориоза яровой пшеницы в лесостепи Красноярского края. // Сибир. вестник сельскохоз. науки. 1973. -№ 3. - С. 46-50.

23. Ермолаева В.Л. Исходный материал для селекции сортов яровой пшеницы интенсивного типа на Дальнем Востоке: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. сельскохоз: наук. Л., 1991. - 21 с.

24. Жукова Р.В. Этиология корневых гнилей яровой пшеницы в Башкирской АССР: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. Л., 1974. - 26 с.

25. Жуковский П.М. Культурные растений и их сородичи. Л., 1971. - 750 с.

26. Здрожевская С.Д. Пути рационального использования фунгицидов против комплекса аэрогенной инфекции яровой пшеницы. // Химический метод защиты сельскохозяйственных растений от грибных болезней. Л., 1985. - С. 64-70.

27. Здрожевская С.Д., Шугуров И.М. Особенности защиты яровой твердой? пшеницы в период вегетации от комплекса болезней. // Проблемы защиты зерновых культур от фузариоза и других болезней. Минск, 1991. - С. 97-106.

28. Зражевская Т.Г. Среда для массового размножения возбудителей обыкновенной корневой гнили колосовых злаковых культур. // Миколог, и фитопатол. 1976. - Т. 10, вып. 6. - С. 508-509.

29. Камелина A.M. Устойчивость образцов коллекционного питомника к корневым гнилям в условиях Хабаровского края. // Труды Дальневост. НИИ сельского хозяйства. Хабаровск, 1975. - С. 94-97.

30. Качалова З.П., Макаренко Е.А. Корневые гнили яровой пшеницы в Кировской области. // Доклады ТСХА. 1974. - Вып. 204. - С. 167-172.

31. Козырева Г.А. Корневые гнили яровой пшеницы в засушливых районах освоения целинных и залежных земель и агробиологическое обоснование мероприятий в борьбе с ними. // Тр. ВИЗР. 1958. - Вып. 2. - С. 102-126.

32. Коломиец Т.М. Патогенный комплекс возбудителей корневой гнили пшеницы в различных регионах Российской Федерации. // Журнал Рос. Фитопатол. Общества. 2003. - №4. - С. 41-45.

33. Коломникова В.И. Эффективность триходермина-4 в борьбе с корневой гнилью яровой пшеницы в Новосибирской области. // Тр. ВИЗР. 1977. -Вып. 56. - С. 90-93.

34. Коршунова А.Ф., Чумаков А.Е., Щекочихина Р.И. Защита пшеницы от корневых гнилей. Л.: Колос, 1966. - 96с.

35. Коршунова А.Ф., Чумаков А.Е., Щекочихина Р.И. Защита пшеницы от корневых гнилей. Л.: Колос, 1976. - 184 с.

36. Котова В.В. Экспериментальная оценка вредоносности корневой гнили яровой пшеницы. // Миколог, и фитопатол. 1976. - Т. 10, вып. 5. - С. 436441.

37. Котова В.В. Корневая гниль яровой пшеницы и направления борьбы с ней. // Тр. ВИЗР. -1977. Вып. 56. - С. 62-67.

38. Крутова Н.П. Корневая гниль пшеницы и ячменя. // Методика учета и прогноза развития вредителей и болезней полевых культур в центральночерноземной полосе. Воронеж, 1976. - С. 58-60.

39. Кузнецова Т.Т. Видовой состав болезней зерновых культур в Западной Сибири. //Науч.-технич. бюлл. Сиб. отделения ВАСХНИЛ. 1987. - № 2. - с. 50-52.

40. Кулаева О.Н. О механизмах действия цитокининов. // Рост растений и природные регуляторы. М.: Наука, 1977. - С. 216-234.

41. Кумачева Е.М., Попов В.И. Метод инокуляции всходов пшеницы Helminthosporium sativum Р., К. et В. (для оценки сортов, эффективных протравителей и т.п.). // Бюлл. ВИЗР. 1976. - №39. - С. 73-75.

42. Лангольф Э.И., Волков В.Р., Степочкин П.И. Устойчивость озимой пшеницы и тритикале к корневым гнилям в условиях лесостепи Западной Сибири. // Сибир. вестник сельскохоз. науки. 1993. - № 2. - С. 18-24.

43. Левитин М.М., Петрова А.Н., Афанасенко О.С. Сравнительное изучение популяций Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem. по признаку вирулентности. // Миколог, и фитопатол. -1985. Т. 19, вып. 2. - С. 154-158.

44. Мережко А.Ф. Проблема доноров в селекции пшеницы. // Бюлл. ВНИИР им. Н.И. Вавилова. 1982. - Вып. 122. - С. 3-7.

45. Мережко А.Ф. Определение числа генов, контролирующие количественные признаки растений. // Тр. по прикл. бот., ген. и сел. 1983. -Т. 80. - С. 36-47.

46. Мережко А.Ф. Система генетического изучения исходного материала для селекции растений (Методические указания). // ВНИИ растениеводства им. Н.И.Вавилова. /Под ред.: В.Ф. Дорофеева/. Л., 1984. - 69 с.

47. Методы экспериментальной микологии (Справочник). /Под ред.: В.И. Билай/. Киев: Наукова думка. - 1982. - 552с.

48. Мироненко Н.В. Молекулярно-генетические механизмы специализации возбудителей «гельминтоспориозных» пятнистостей зерновых культур: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. докт. биол. наук. СПб, 2005. - 42 с.

49. Михайлина Н.И. Корневая гниль яровой пшеницы в Саратовской области и меры борьбы с нею: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. сельскохоз. наук. М., 1968. - 24 с.

50. Михайлина Н.И. О повышении устойчивости пшеницы к корневым гнилям. // Сельскохоз. биология. 1970. - Т. 5, № 3. - С. 377-381.

51. Михайлина Н.И. Сравнительная оценка методов определения вредоносности корневой гнили у яровой пшеницы. // Сельскохоз. биология. -1983. № 4. - С. 72-77.

52. Михайлина Н.И. Защита яровой пшеницы от корневой гнили в Поволжье. // Защита растений от болезней и вредителей. Саратов, 1985. - С. 36-44.

53. Михайлова JI.A., Квитко К.В. Лабораторные методы культивирования возбудотеля бурой ржавчины Puccinia recondite Rob ex Desm f. sp. tritici. // Миколог, и фитопатол. 1970. - Т. 4, вып. 3. - С. 269-273.

54. Михайлова Л.А., Богуславский Р.Л. Горизонтальная устойчивость видов пшеницы к бурой ржавчине. // Сельскохоз. биология. 1984. -№ 6. - С.78-80.

55. Михайлова Л.А., Гультяева Е.И., Кокорина Н.М. Лабораторные методы культивирования возбудителя желтой пятнистости пшеницы Pyrenophora tritici-repentis. //Миколог, и фитопатол. 2002. - Т. 36, вып. 1. - С. 63-67.

56. Михайлова Л.А., Афанасенко О.С. Применение отсеченных листьев в исследованиях устойчивости злаков к болезням. //Миколог, и фитопатол. — 2005. -Т. 39, вып. 6. С. 100-106.

57. Михайлова Л.А., Коваленко Н.М. Характеристика видов Triticum L. и Aegilops L. по устойчивости к желтой пятнистости, вызываемой Pyrenophora tritici-repentis. //Миколог, и фитопатол. 2006. - Т. 40, вып. 3. - С. 255-263.

58. Никитина Е.В., Полозова Н.Л. Диагностика грибных пятнистостей зерновых культур в интенсивном земледелии. Л., 1990. - 69 с.

59. Никольская Е.А. Культивирование грибов. // Методы экспериментальной микологии. Киев, 1973. - С. 17-49.

60. Одинцова И.Г., Смирнова Л.А., Михайлова Л.А., Анпилогова Л.К., Кузнецова Е.В. Идентификация генов устойчивости пшеницы к грибным заболеваниям (Методические указания). /Под. ред.: В.И.Кривченко/. Л.: ВИР, 1989.- 36 с.

61. Пахомова И.С. Сортовая устойчивость яровой пшеницы и ячменя к гельминтоспориозной корневой гнили в Саратовской области. // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними. /Под ред.: В.Ф. Пересыпкина/. -М.: Колос, 1970.-С. 42-45.

62. Пересыпкин В.Ф. Атлас болезней полевых культур. Киев: Урожай, 1981. - 248 с.

63. Полозова H.JL, Костицын В.В., Иванова Е.А. Вредоносность гельминтоспориозно-фузариозной корневой гнили зерновых культур в Ленинградской области. // Тр. ЛСХИ. -1981. Т. 405. - С. 67-70.

64. Пономарева Л.А. Гельминтоспориозные болезни ячменя и система мероприятий по защите его посевов в степной зоне Северо-Западного Казахстана: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. сельскохоз. наук. Алма-Ата, 2000.-21 с.

65. Попкова К.В. Учение об иммунитете растений. М.: Колос, 1979. - 272 с.

66. Пронина М.М. Корневые гнили в Саратовской области. // Защита растений. -1981. № 10. - С. 45.

67. Рожмйна Т.А., Рогаш А.Р., Куликова А.Е. Генетическое изучение источников и выделение доноров устойчивости льна-долгунца к фузариозному увяданию и ржавчине. // Сб. науч. тр. по прикл. бот., ген. и сел. 1989. - Т. 125. - С. 69-74.

68. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. Минск: Высшая школа, 1964. - 328 с.

69. Рочев М.В. Поражаемость Bipolaris sorokiniana Shoem. листьев и корней ячменя. // Сб. науч. тр.: Интегрированная защита растений от вредителей и болезней. Л., 1985. - С. 59-60.

70. Рочев М.В. Биоэкологические особенности Bipolaris sorokiniana (Sacc. in Sorok.) Shoem. и исходный материал для селекции болезнеустойчивых сортов ячменя на среднем Урале: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. -Л., 1986. 17 с.

71. Семенова А.Г. Характеристика устойчивости ячменя к шведским мухам. // Сб. науч. тр. по прикл. бот., ген. и сел. 1987. - Т. 110. - С. 70-76.

72. Сердюк А.А. Физиологическая специализация возбудителя темно-бурой пятнистости злаков Cochliobolus sativus: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. СПб, 2005. - 19 с.

73. Сидоров А.А. Корневые гнили зерновых культур (этиология, патогенез, сортоустойчивость, защита от болезней): Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. докт. биол. наук. М., 2003. - 34 с.

74. Тупеневич С.М. Корневая гниль яровой пшеницы в засушливых районах Северного Казахстана и степных районах Западной Сибири. // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними. /Под ред.: В.Ф. Пересыпкина/. -М.: Колос, 1970.-С. 3-8.

75. Тупеневич С.М., Нестеров А.Н. Агротехнические методы в защите яровой пшеницы от корневой гнили в Северном Казахстане. // Тр. ВИЗР. -1977. Вып. 56. - С. 41-61.

76. Тырышкин Л.Г. Генетическое разнообразие пшеницы и ячменя по эффективной устойчивости к болезням и возможности его расширения: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. докт. биол. наук. СПб, 2007. - 40 с.

77. Тырышкин Л.Г., Михайлова Л.А. Наследование устойчивости к листовой пятнистости, вызванной Bipolaris sorokiniana сорта мягкой пшеницы 181-5. // Сб. науч. тр. по прикл. бот., ген. и сел. 1993. - Т. 147. - С. 35-39.

78. Тырышкин Л.Г., Локтионова О.Е., Салимжанова О.В. Сомаклональная изменчивость пшеницы по устойчивости к вредным организмам. // Вестник защиты растений. 2000. - № 2. - С. 16-19.

79. Тырышкина Н.А. Генетический контроль устойчивости сомаклонов пшеницы к темно-бурой листовой пятнистости и обыкновенной корневой гнили: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биолог, наук. СПб, 2004. - 22 с.

80. Фадеева Л.Г. Рост и урожай яровой пшеницы в различных условиях увлажнения и инфицирования почвы грибом Bipolaris sorokiniana. II Науч.технич. бюлл. Сибирского отдел. ВАСХНИЛ. 1987. - № 2. - С. 27-32.

81. Хасанов Б.А. Определитель грибов возбудителей "гельминтоспориозов" растений из родов Bipolaris, Drechslera и Exserohilum. - Ташкент: Фан, 1992. - 243 с.

82. Хацкевич Л.К. Особенности сапрофитного питания возбудителей обыкновенной корневой гнили злаков. // Тр. ВИЗР. 1977. - Вып. 56. - С. 1420.

83. Хохряков М.К. Морфолого-биологическое обоснование таксономии грибов из рода Helminthosporium на злаках: Автореф. дисс. на сиоск. уч. ст. докт. биол. наук. Л., 1953. - 30 с.

84. Хохряков М.К., Бенкен А.А. Политомический определитель возбудителей гельминтоспориозов злаков. Л., 1969. - 18 с.

85. Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков. Новосибирск: Зап.-Сиб. Кн. Изд., 1973. - 108 с.

86. Чулкина В.А. Некоторые принципы построения зональных систем мероприятий против корневой гнили в Сибири. // Применение удобрений и защита растений от вредителей и болезней в Западной Сибири. -Новосибирск, 1976. С. 123-130.

87. Чулкина В.А., Ашмарина Л.Ф. Состав и соотношение главных возбудителей корневой гнили яровой пшеницы в Западной Сибири. // Применение удобрений и защита растений от вредителей и болезней в Западной Сибири. Новосибирск, 1976. - С. 115-123.

88. Шевченко Ф.П. Корневые гнили яровой пшеницы в Западной Сибири и система мер борьбы с ними. // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними. /Под ред.: В.Ф. Пересыпкина/. М.: Колос, 1970. - С. 14-17.

89. Шевченко Ф.П. Селекция яровой пшеницы на устойчивость к корневым гнилям в условиях Западной Сибири. // Бюлл. Сибирского НИИ химизации сельского хозяйства. Новосибирск, 1973. - Вып. 8. - С. 4-5.

90. Шевченко М.Е., Шевченко Ф.П. Устойчивость высеваемых и испытываемых в Сибири сортов яровой пшеницы к корневым гнилям. //

91. Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними. /Под ред.: В.Ф. Пересыпкина/. М.: Колос, 1970. - С. 18-21.

92. Шестиперова З.И., Полозова H.JI. Мучнистая роса и пятнистости яровых зерновых культур. Д.: Колос, 1973. - 56 с.

93. Щекочихина Р.И., Коршунова А.Ф. Корневая гниль пшеницы. // Распространение болезней сельскохозяйственных культур в СССР в 19681972. Д., 1973.-С. 28-38.

94. Яруллина Л.Г., Ибрагимов Р.И., Максимов И.В., Ахметов P.P. Защитные реакции пшеницы при поражении корневой гнилью. // Доклады РАСХН. -1999. № 4. - С. 8-9.

95. Adlakha K.L., Wilcoxson R.D., Raychaudhuri S.P. Resistance of wheat to leaf spot caused by Bipolaris sorokiniana. // Plant disease. -1984. Vol. 68. - P. 320-321.

96. Akesson H. Infection of barley by Bipolaris sorokiniana: toxin production and ultrastructure. Dissertation, Lund, 1995. - 27p.

97. Alcorn J.L. Genetic concepts in Drechslera, Bipolaris and Exserohilum. // Mycotaxon. 1983. - Vol. 17, № 1. - P. 1-86.

98. Alcorn J.L. The taxonomy of "Helminthosporium" species. // Ann. Rev. Phytopalhol. Palo Alto, Calif. 1988. - Vol. 26. - P. 37-56.

99. Arabi M.I.E., Jawhar M. Pathotypes of Cochliobolus sativus (spot blotch) on barley in Syria. //J. of Plant Pathology. 2003. - Vol. 85, № 3. - P. 193-196.

100. Bailey K.L., Knott D.R., Harding H. Heritability and inheritance to common root rot (Cochliobolus sativus) in wheat (Triticum aestivum). // Can. J. Plant Pathology. 1988. - Vol. 10. - P. 207-214.

101. Bailey K.L., Hucl P., Harding H. Four interspecific germplasm liens (302-1, 302-3, 302-5, 302-20) of spring wheat with resistance to common root rot

102. Cochliobolus sativus) derived from Aegilops ovata. // Can. J. of Plant Science. -1995. Vol. 75. - P. 693-694.

103. Balkandzhieva Yu., Karadzhova Y. Genetic sources of resistance to Fusarium on the ear. // Plant Science. Sofia. 1994. - Vol. 31, 7-10. - P. 79-82.

104. Brading P.A., Verstappen E.C.P., Kema G.H.J., Brown J.K.M. A gene-for-gene relationship between wheat and Mycosphaerella graminicola, the Septoria tritici blotch pathogen. // Phytopathology. 2002. - Vol. 92, № 4. - P. 439-455.

105. Briquet M., Vilret D., Goblet P., Mesa M., Eloy M.-C. Plant cell membranes as biochemical targets of the phytotoxin helminthosporol. // Bioenergeting biomembrane. -1998. Vol. 30. - P. 285-295.

106. Brown-Guedira G.L., Gill B.S., Cox T.S., Leath S. Transfer of disease resistance genes from Triticum araraticum to common wheat. // Plant Breeding. -1997.-Vol. 116.-P. 105-112.

107. Bulat S., Lubeck M., Mironenko N., Jensen D. F., Lubeck P. S. UP-PCR analysis and ITS1 ribotyping of strains of Trichoderma and Gliocladium. // Mycol. Res. 1998. - Vol. 102. - P. 933-943.

108. Chakraborty D., Sinha A.K. Similarity between the chemically and biologically induced resistance in wheat seedling to Drechslera sorokiniana. // Pflanzenschutz. -1984. Vol. 91. - P. 59-64.

109. Chen C., Collins D.J., Morgan-Jones G. Fungi associated with root rot of wheat in Alabama. // Phytopathology. 1996. - Vol. 144. - P. 193-196.

110. Chengyu F., Guangwang Z., Zhengxiang C. Climatological zonation of wheat scab distribution in Jiangsu province. // Acta phytopathol. sinica. 1995. - Vol. 25. -P. 111-115.

111. Christensen J.J. Physiological specialization and parasitism of Helminthosporium sativum. // Agric. Exp. Station Technical Bull. 1926. - P. 101.

112. CIMMYT. A Report on the Wheat Improvement Program of the International Maize and Wheat Improvement Center. El Batan, Mexico. - 1978. - 310 p.

113. Clark R.W., Dickson J.G. The influence of temperature on disease development in barley infected by Helminthosporium sativum. // Phytopathology. -1958. Vol. 48. -P. 305-310.

114. Conner R.L. Interrelationship of cultivar reactions to common root rot, black point, and spot blotch in spring wheat. // Plant diseases. 1990. - Vol. 74. - P. 224227.

115. Conner R.L., Duczek L.J., Kozub G.C., Kuzyk A.D. Influence of crop rotation on common root rot of wheat and barley. // Can. J. of Plant Pathology. -1996. Vol. 18. - P. 247-254.

116. Conner R.L., Whelan E.D.P. Role of chromosome 5B in controlling black point incidence in hard red spring wheat. // Can. J. of Plant Science. 1989. - Vol. 69. - P. 675-679.

117. Crow J.F. Basic concepts in population. Quantitative and evolutionary genetics. New York, 1986.

118. Dastur J.F. Notes on same fungi isolated from Ъ1аск point' affected kernels in the central provinces. // Ind. J. Agric. Science. -1942. Vol. 12. - P. 731-742.

119. De Milliano W.A., Zadoks J. The effect of early foliar infection by Helminthosporium sativum on some yield components of two African wheats. // Wheats for more tropical environments. CIMMYT, Mexico, 1985. - P. 154-157.

120. Dubin H.J., Van Ginkel The status of wheat diseases in warm areas of south Asia: An update. // Wheat in heat stressed environments: Irrigated dry areas and rise-wheat farming systems. /Saunder D.A., Hettel G.P., eds/. CIMMYT, Mexico, 1991. - P. 353-359.

121. Dubin H.J., Rajaram S. Breeding disease-resistant wheat for tropical highlands and lowlands. // Ann. Rev. Phytopathology. 1996. - Vol. 34. - P. 503526.

122. Duveiller E., Altamarino I. Pathogenisity of Bipolaris sorokiniana isolates from wheat roots, leaves and grains in Mexico. // Plant Pathology. 2000. - Vol. 49. - P. 235-242.

123. Ellis M.B. Dematiaceous Hyphomycetes. CMI, Kew, Surrey, 1971. 608 p.

124. El-Nashaar H.M., Stack R.W. Effect of long-term continuous cropping of spring wheat on aggressiveness of Cochliobolus sativus. I I Can. J. of Plant Sciences. -1989. Vol. 69. - P. 395-400.

125. Excoffier L., Smouse P. E., Quattro J. MI Analysis of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes: application to human mitochondrial DNA restriction sites. // Genetics. 1992. - Vol. 131. - P. 479-491.

126. Felsenstein J. 'PHYLIP' phylogeny inference package version 3.2. // Cladistics. 1993. - Vol. 5. - P. 164-166.

127. Fetch T.G., SteffensonB,J. Identification of Cochliobolus sativus isolates expressing differential virulence on two-row barley genotypes from North Dakota.

128. Can. J. of Plant Pathology. 1994. - Vol. 16. - P. 202-206.

129. Gonzalez M.S., Trevathan L.E. Identity and pathogenicity of fungi associated with root and crown rot of soft red winter wheat grown on the upper coastal plain land resource area of Mississipi. // Phytopathology. 2000. - Vol. 148. - P. 77-85.

130. Govrin E.M., Levine A. The hypersensitive response facilitates plant infection by the necrotrophic pathogen Botrytis cinerea. // Current biology. 2000. - Vol. 10. - P. 751-757.

131. Hetzler J. Host pathogen interactions in population of Bipolaris sorokiniana in the warm non-traditional areas. // PhD thesis, Faculty of Agricultural Sciences, Georg-August-Universitat, Gottingen, Germany, 1992.

132. Hetzler J., Eyal Z., Mehta Y.R., Campos L.A. Interactoin between Cochliobolus sativus and wheat cultivars. // Wheat for nontraditional warmer areas. /Saunders D.A., Hettel G., eds/. CYMMIT, Mexico, 1991. - P. 146-164.

133. Hosford R.M.Jr., Solangi R.M., Kiesling R.L. Inheritance in Cochliobolus sativus. // Phytopathology. 1975. - Vol. 65. - P. 699-703.

134. Hussein Т., Bowden R.L., Gill B.S., Cox T.S. Chromosome location of leaf rust resistance gene Lr43 from Aegilops tauschii in common wheal. // Crop Science. 1997a. - Vol. 37. - P. 1764-1766.

135. Joshi A.K., Kumar S., Chand R., Ortiz-Ferrara G. Inheritance of resistance to spot blotch caused by Bipolaris sorokiniana in spring wheat. // Plant Breeding. -2004. Vol. 123. - P. 213-219.

136. Keiper F.J., Hayden M.J., Park R.F., Wellimgs C.R. Molecular genetic variability of Australian isolates of five cereal rust pathogens. // Mycol. Res. -2003. Vol. 107. - P. 545-556.

137. Kirhegaard J.A., Wong P.T.W., Desmarchelier J.M. In vitro suppression of fungal root pathogens of cereals by Brassica tissues. // Plant Pathology. 1996. -Vol. 45.-P. 593-603.

138. Krupinsky J.M., Tanaka D.L. Leaf spot diseases on winter wheat influenced by nitrogen, tillage, and haying after a grass-alfalfa mixture in the Conservation

139. Reserve Program. // Plant Disease. 2001. - Vol. 85. - P. 785-789.

140. Mehta Y.R. Constraints on the integrated management of spot blotch of wheat. // Helminthosporium blights of wheat: spot blotch and tan spot. /Duveiller E., Dubin H.J., Reeves J., Mcnab A., eds/. CIMMYT, Mexico, 1998. - P. 18-27.

141. Mesterhazy A. Methodology of resistance testing and breeding against Fusarium head blight in wheat and results of selection. // Cereal Res. Communication. -1997. Vol. 25. - P. 651-654.

142. Mcintosh R.A., Welling C.R., Park R.F. Wheat rusts. // An atlas of resistance genes. SCIRO, 1996.

143. Mironenko N.V., Bulat S.A. Genetic structure of Cochliobolus sativus (Bipolaris sorokiniana) populations isolated from different hosts as revealed by UP-PCR (RAPD-like) technique. // J. Russ. Phytopathology Society. 2001. - Vol. 2. - P. 25-30.

144. Misra A.P. Variability, physiologic specialization and genetics of pathogenicity in graminicolous Helminthosporia affecting cereal crops. // Ind. Phytopathology. -1979. Vol. 32, № 1. - p. 1-22.

145. Mtiller M.V.G., Germani J.C., Van Der Sand S.T. The use of RAPD to characterize Bipolaris sorokiniana isolates. // Genet. Mol. Res. 2005. - Vol. 4, № 4. - P. 642-652.

146. Nakajiama H., Isomi K., Hamasaki Т., Ichinoe M. Sorokinianin: a novel phytotoxin produced by the phytopathogenic fungus Bipolaris sorokiniana. // Tetrahedron letter. -1994. Vol. 35. - P. 9597-9600.

147. Nelson R.R. Evolution of sexuality and pathogenicity. I. Interspecific crosses in the genus Helminthosporium. // Phytopathology. 1960. - Vol. 50. - P. 357-377.

148. Nelson R.R. Evidence of gene pools for pathogenicity in species of Helminthosporium. I I Phytopathology. -1961. Vol. 51. - P. 736-737.

149. Nisikado J. Studies on Helminthosporium diseases of Graminea in Japan. // Sp. Rep. Ohara Inst. Agric. Res. -1928. Vol. 4. - P. 1-384.

150. Olbe M., Sommarin M., Gustafsson M., Lundborg T. Effect of the fungal pathogen Bipolaris sorokiniana toxin pre-helminthosporol on barley root plasma membrane vesicles. // Plant Pathology. 1995. - Vol. 44. - P. 625-635.

151. Patra M., Chawla H.S. Screening of wheat genotypes against toxin andpathogen of Helminthosporium sativum. I I Wheat informational service. India. j1999. № 88. - P. 1-5.

152. Persoon C.H. Mycologia Europea. 1822. -1. - P. 1-356.

153. Raemaekers R.H. Helminthosporium sativum: Disease complex on wheat and sources of resistance in Zambia. I I Wheat production constraints in tropical environments. /Klatt A.R., ed./. CIMMIT, Mexico, 1988. - P. 175-186.

154. Ragiba M., Prabhu K.V., Singh R.B. Recessive genes controlling resistance to Helminthosporium leaf blight in synthetic hexaploid wheat. // Plant Breeding. -2004a. Vol. 123. - P. 289-391.

155. Ragiba M., Prabhu K.V., Singh R.B. Monosomic analysis of Helminthosporium leaf blight resistance genes in wheat. // Plant Breeding. 2004b. - Vol. 123. - P. 405.

156. Rossi V., Cervi C., Chiusa G., Languasco L. Fungi associated with foot rots on winter wheat in Northwest Italy. // Phytopathology. 1995. - Vol. 143. - P. 115119.

157. Sallans B.J. Root rots of cereals III. // Bot. Rev. 1965. - Vol. 31, № 4. - P. 505-536.

158. Sallans В., Tinline R.D. Resistance in wheat to Cochliobolus sativus as cause of common root rot. // Can. J. of Plant Sciences. 1965. - Vol. 45, № 4. - P. 343351.

159. Sarchan A.R.T., Kiraly Z., Szirald I., Smedegaard-Petersen V. Increased levels of cytokinins in barley leaves having the systemic acquired resistance to Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker. // Phytopathology. -1991. Vol. 131. -P. 101-108.

160. Schneider S., Kueffer J.-M., Roessli D., Excoffier L. Arlequin ver.1.1: a software for population genetic data analysis. Distributed by the authors. Genetics and biometry laboratory, University of Geneva, Switzerland, 1997.

161. Sharma R.C., Dubin H.J., Devkota R.N., Bhatta M.R. Heritability estimates of field resistance to spot blotch in four spring wheat crosses. // Plant Breeding. -1997.-Vol. 116.-P. 64-68.

162. Sharma R.C., Duveiller E., Ahmed F., Arun В., Bhandari D., Bhatta M.R., Chand R., Chaurasiya P.C.P., Gharti D.B., Hossain M.N., Joshi A.K., Manto B.N.,

163. Shoemaker R.A., Nomenclature of Drechslera and Bipolaris, grass parasites segregated horn. Helminthosporium. // Can. J. of Botany. 1959. - Vol. 37. - P. 879-887.

164. Sivanesan A. Graminicolous species of Bipolaris, Curvularia, Drechslera, Exserohilum and their theleomorphs. // Mycol. Pap. 1987. - № 158. - P. 1-261.

165. Sivanesan A., Holliday P. CMI description of pathogenic fungi and bacteria sheet- No. 701. // CAB International mycological institute. - 1981.

166. Stack R.W., Frogberg R.C., Casper H. Reaction of spring wheat incorporating Sumai#3 derived resistance to inoculation with seven Fusarium species. // Cereal Res. Communication. - 1997. - Vol. 25. - P. 667-671.

167. Subramanian C.V. Bipolaris Shoemaker. In: Hyphomycetes: an account of Indian species, except Cercospora. /Subramanian C.V., ed./. New Delhi: Indian Council of Agricultural Research, 1971.

168. Tinline R.D. Cochliobolus sativus V. Hetcrokayosis and parasexualtiy. // Can. J. of Botany. 1962. - Vol. 40. - P. 425-437.

169. Triller C., Mehta Y.R. Effect of wheat flag leaf age in resistance expression to Bipolaris sorokiniana. // Summa Phytopathologica, Jaboticabal. 1997. - Vol. 23, № 2. - P. 167-169. ' 1

170. Tyryshkin L.G., Tyryshkina N.A. Resistance to diseases in wheat collection samples and somaclonat variants. // Czech J. Genetics Plant Breed. 2003. - Vol. 39, № 1. - P. 1-3.

171. Yu-tien Hsia, Christensen J.J. Effect of 2,4-D on seedling blight of wheat caused by Helminthosporium sativum. // Phytopathology. 1951. - Vol. 41. - P. 1011-1020.

172. Valjavec-Gratian M., Steffenson B.J. Pathotypes of Cochliobolus sativus in barley in North Dakota. // Plant Disease. 1997. - Vol. 81. - P. 1275-1278.

173. Villareal R.L., Mujeeb- Kazi A., Gilchrist L.I., Del Того E. Yield loss to spot blotch in spring bread wheat in warm nontraditional wheat production areas. // Plant Disease. 1995. - Vol. 79. - P. 893-897.

174. Wells S.A. Inheritance of reaction to Ustilago hordei (Pers.) Lagerh. in cultivated barley. // Can. J. of Plant Science. 1958. - Vol. 38, № 1. - P. 45-60.

175. Wisniewska H., Wakulinski W., Chelkowski J. Susceptibility of barleys to Bipolaris sorokiniana seedling blight determined by disease scoring and electrolyte leakage. // Phytopathology. 1998. - Vol. 146. - P. 563-566.

176. Zhong S., Steffenson B.J. Virulence and molecular diversity in Cochliobolus sativus. // Phytopathology. 2001. - Vol. 91. - P. 122.

177. Zillinski F.J. Common diseases of small grain cereals: a guide to identification. // CIMMYT, Mexico, 1983.

Информация о работе

Смурова, Светлана Григорьевна
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2008
ВАК 06.01.11

Диссертация

Новые источники и доноры устойчивости пшеницы к Cochliobolus sativus Drechs. ex Dastur - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы