Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

САРАТОВСКАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ПЫЛЬНОЙ ГОЛОВНИ ПШЕНИЦЫ И ДОНОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ К НЕЙ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "САРАТОВСКАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ПЫЛЬНОЙ ГОЛОВНИ ПШЕНИЦЫ И ДОНОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ К НЕЙ"



На нравах рукописи

Буенкое Андрей Юрьевич

САРАТОВСКАЯ ПОПУЛЯЦИЯ ПЫЛЬНОЙ ГОЛОВНИ ПШЕНИЦЫ И ДОНОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ К НЕЙ

06.01.11 зашита растений 06,01.05 - селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов-2005

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» в 2001-2004 гг.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лобачев Юрий Викторович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук.

профессор Лебедев Владимир Борисович

доктор сельскохозяйственных наук, Ильин Алексей Васильевич

Ведущая организация: ФГНУ Российский НИИ сорго и кукурузы «Россорго»

Защита состоится « 30 ?> 2005 г, в 10 часов на заседании

диссертационного совета Д 220,061.06 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 4)0600, г, Саратов, Театральная пл., д. К

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Автореферат разослан « %% »___г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Данилов А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В Нижнем Поволжье к одной из наиболее вредоносных болезней яровой мягкой пшеницы относится пыльная головня, возбудителем которой является гриб Ustilago tritici (Pers.) Jens, Прямые потери урожая в среднем достигают 5-15%. Кроме того, снижается качество получаемой продукции. Применение химических методов борьбы не сняло острой проблемы головневых заболеваний. С учетом все возрастающей стоимости препаратов и отрицательных экологических последствий их применения, наиболее предпочтительным и экологически безопасным методом зашиты растений является селекционно-генетический, позволяющий создавать устойчивые к заболеванию сорта пшеницы. Для повышения эффективности селекции требуются доноры генов, сочетающие устойчивость к пыльной головне с другими хозяйственно-полезным и признаками и свойствами. Это достигается за счет привлечения в селекцию эффективных генов от сородичей пшеницы {Triticum dicoccum Schuebl., Triticum durum Desf.-, Agropyron elongation (Host) Beauv., Agropyron intermedium (Host) Beauv., Aegilops L., Secale cereale L и т.д.).

Цель и задачи исследований.

Целью исследований являлось изучение популяции возбудителя пыльной головни, скрининг и селекционная оценка сортообразцов яровой пшеницы, устойчивых к данному патогену.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить состав патотипов возбудителя пыльной головни пшеницы и определить их расовую принадлежность.

2. Провести оценку сортообразцов и выявить источники устойчивости яровой пшеницы к латотипам пыльной головни.

3. Определить оптимальную концентрацию спор пыльной головни при искусственном заражении.

4. Изучить генетический контроль устойчивости яровой мягкой пшеницы к пыльной головне.

5. Провести селекционную оценку устойчивых и в разной степени восприимчивых сортообразцов по хозяйственно-полезным признакам.

Научная новизна. Впервые в условиях Нижнего Поволжья с использованием двух наборов сортов-дифференциаторов изучен состав патотипов возбудителя пыльной головни пшеницы и определена их расовая принадлежность. Проведен скрининг сортообразцов пшеницы различного эколо го-географ игчсс-кого происхождения на устойчивость к выявленным патотипам пыльной головни. Дана комплексная оценка устойчивых к пыльной головне сортообразцов по хозяйственно-полезным н биологическим признакам. Выявлены расонеспецифические ген К Яётгрмпн иру мщие—гори; устойчивость пшеницы к пыльной голо вне. ЦН5 МСХА

фонд научной литературы

№.

1

Практическая ценность работы. Выявлены устойчивые к пыльной головне сортообраэиы пшеницы, которые могут быть использованы в селекционной работе по выведению устойчивых к данному заболеванию сортов. Результаты исследований внедрены в селекционный процесс в ГНУ НИИСХ Юго-Востока.

Личный вклад соискателя. Соискатель принимал участие в планировании, проведении полевых экспериментов, анализе и обобщении результатов исследований, представленных в диссертации.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Состав патотнпов возбудителя пыльной головни пшеницы и их расовая принадлежность.

2. Источники устойчивости яровой пшеницы к патогнпам пыльной головни.

3. Генетический контроль устойчивости яровой мягкой пшеницы к пыльной головне.

4. Селекционная оценка устойчивых и в разной степени восприимчивых сортообразцов по хозяйственно-полезным признакам.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы (Саратов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГА У», 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 гг.); научной конференини молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 115-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, ФГОУ BUO «Саратовский ГАУ», 2002 г.); 2-й международной конференции молодых ученых (Харьков, ИР им. В.Я. Юрьева, 2003 г.); межрегиональной научной конференции молодых ученых и специалистов системы АПК Приволжского федерального округа «Вавиловские чтения - 2003» (Саратов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2003 г.); международной научно-практической конференции (Саратов, ГНУ НИИ сельского хозяйства Юго-Востока, 2004 г.); второй региональной конференции молодых учёных «Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой» (Саратов, ИБФРМ РАН, 2004 г.) и Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117-Й годовщине со дня рождения Н.И. Вавилова «Вавиловские чтения - 2004» (Саратов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2004 г.).

Публикация. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 154 страницах компьютерного текста и содержит 66 таблиц, 3 рисунка, 16 приложений. Список литературы включает 200 источников, в том числе 74 на иностранных языках.

s

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении диссертационной работы раскрыты актуальность, новизна, цель н задачи исследований, практическая ценность работы, основные положения, выносимые на защиту, личный вклад соискателя.

Глава 1. ПЫЛЬНАЯ ГОЛОВНЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ (обзор литературы)

Проанализирована отечественная и зарубежная литература за последние 100 лет ло следующим направлениям: биология возбудителя, взаимодействие патогена с другими возбудителями болезней, факторы, влияющие на развитие патогена, распространение и вредоносность, физиологические расы, создание искусственного инфекционного фона, генетический анализ и селекция на устойчивость к пыльной головне. В настоящее время наиболее эффективным признан генетический метод защиты, требующий изучения расового состава и патотипов возбудителя, источников генов устойчивости к нему и разработка эффективных методов селекции, чему и посвящена данная диссертационная работа.

Глава 2. МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Изучаемый материал

Изучаемым материалом служили сорта н линии яровой мягкой и твердой пшеницы сслскции НИИСХ Юго-Востока, Ершовской ОСОЗ и Самарского НИИСХ, многие из которых несут транслокаиии от ТгШсит durum Desf., Triticutn dicoccum Schubl., Trilicum persicum Vav., Triticum vavilovi Jakubz., Agropyrort intermedium (Host) Beauv. и др. Кроме того, был использован отечественный и канадский наборы сортов-дифференциаторов, а также наборы почти изогенных линий, различающиеся по селекционным признакам н сортообразцы из коллекции CIMMYT.

2.2. Методы исследований

Споры пыльной головни собирали с каждого пораженного колоса отдельно в начале колошения. Источниками инфекционного материала служили такие сорта и линии как Добрыня, Л 505, Саратовская 60, Саратовская 66, Юго-Восточная 2, а также сорт яровой твердой пшеницы Саратовская золотистая. При заражении колосьев пыльной головней применяли метод Пульмана-Бевера (Poehlmann, 1945).

Посев проводился в оптимальные для пшеницы и данной зоны сроки в конце апреля — начале мая сеялкой «СОФК-7». Способ посева — сплошной рядовой с нормой высева 400 семян/м1. Площадь делянок - 7 м', а расстояние между рядкамн — 15 см. Делянки размещались рендомизированно в 4-х кратной повторности. Ручной посев проводили одесскими аппаратами в грядки шириной 80 см на глубину 5 см. Ширина междурядий - 20 см. Здоровые семена высевали по 2 рядка. Рядом со здоровыми сеяли инокулкрованные семена того

же сорта или линии. Через каждые 13 рядков высевали инокулирован ны й стандарт. Проводили учеты фенологических фаз (всходы, колошение, полная спелость), густоты стояния, высоты растений, устойчивости растений к полеганию, степени поражения посевов пыльной и твердой головней, а также листовой ржавчиной по общепринятой методике. Убирали урожай вручную или комбайном «Hege 125 В».

Для инокуляини и оценки сортообразцов разными патотнпами пыльной головни в зим не-весенний период семена высевали в сосудах в теплице.

При идентификации рас пыльной головни использовали советский (Кривченко, 1984) и канадский (Nielsen, 1987) наборы сортов-дифференциаторов. При идентификации рас использовали международную градацию реакции сортов-дифференциаторов на R - устойчивость (пораженных растений 0-10%) и S - восприимчивость (более 10% пораженных растений) (Nielsen.Thomas, 1996). Номер расы определяли по ключу рас (Кривченко н др., 1937). Классификацию сортообразцов по степени поражения пыльной головней проводили по методике J.J. Nielsen, P. Thomas (1996).

Гибридологический анализ применяли для изучения характера наследования устойчивости и определения количества генов устойчивости. Полученные гибридные семена. Fj от каждого колоса высевали отдельно в сосуды с почвой или рядки. Рядом высевали родительские формы. Каждое растение Fi убирали отдельно и семена F; сеяли семьями. Растения Fi инокулировали патогеном. Также для контроля заражали родительские формы. Затем инокулированные семена F2 высевали в полевых условиях для получения растений F2. По расщеплению растений Fi на здоровые и пораженные определяли генетический контроль устойчивости. Полученные данные подвергались маггематнческой обработке по методике Б.А. Доспехова (1979).

2.3. Условия проведения исследований

В разделе дана подробная характеристика ногодно-кл и мати ческ их условий вегетационных сезонов 2001-2004 гг.

Глава 3. РЕАКЦИЯ СОРТОВ И ЛИНИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА ПЫЛЬНУЮ ГОЛОВНЮ

3.1. Изучение состава патотнпов возбудителя пыльной головни пшеницы и определение их расовой принадлежности

В саратовской популяции пыльной головни нами выделены б наиболее вирулентных патотнпов, собранных с сортов яровой мягкой пшеницы Л 505, Саратовская 60, Добрыня, Юго-Восточная 2, Саратовская 66, а также сорта яровой твердой пшеницы Саратовская золотистая, условно названных патотипами Л505, С60, Д, Ю-В2, С66 н СЗ, соответственно. Выявлено, что патотипы Л505, С60 и Д соответствуют расе 23 (согласно определению по ключу рас на наборе ВИР), которая является идентичной расе Т18, определенной на канадском наборе сортов-дифференциаторов (Буенков, 2004), а патотипы СЗ, Ю-В2 и С66 являются новыми, ранее не идентифицированными расами.

3J. Определение оптимальной тоснтриши спор пылыюй головни при искусственном заражении

Колосья пшеницы заражали серией суспензий с различными концентрациями: 0,5 г/л, 1 г/я, 1,5 г/л, 2 г/я и 2,5 г/л. Установлено, что оптимальной инфекционной нагрузкой для патотипов Л505 » СЗ является 1-1,5 г/л инокулюма, для патотипа С60 оптимальная концентрация - 1,5-2 г/л, а для патотилое Ю-В2 и С66 — t ,5 г/л.

3.3. Устойчивость сортов о селекционных линий к пыльной головне

Изучена устойчивость оортообрззцов яровой мягкой и твердой пшеницы селекции ГНУ НИИСХ Юго-Востока, ЕршовскоЙ ОСОЗ и Самарского НМИСХ к патотипам пылыюй головни Л505, С60, СЗ, Ю-В2 и С66 (Буенков, 2002; Буенков, Крупное, Лобачев, 2003}- Комплексную устойчивость ко всем изученным патоггипам пыльной головни показали сорта Жигулевская, Саратовская 70 и линии Л 658-01, Л 2040. Восприимчивыми ко всем изученным патотипам оказались сорта Лютссиенс 62, Добрыня, Л 503 и линия Л 504. Остальные сортообразцы к одним патотипам были относительно устойчивы, а к другим восприимчивы (табл. 1).

Анализ родословных позволил выятггъ следующие источники устойчивости для изученных сортообразцок, резистентных к хакнм-лнбо из патотнпов пыльной головни: Крымка (местный сорт озимой пшеницы из Украины), Остка Галицийская (образец яровой мягкой пшеницы нз Польши), Сел ивановский Русак (местный сорт яровой мягкой пшеницы Поволжья), Белотурка (местный сорт твердой пшеницы из Поволжья), Triticum durum Ztei/, Triticum dwoccum Schuebl., Triticum lurgidum L.r Elytrigia intermedia (Host) S'evski, Triticum timopheevi Zhuk.

Также был проведен скрининг сортообразиов из коллекции CIMMYT на устойчивость к двум патотипам Л505 и С60, Отмечено, что большая часть этих сортообразцов покатала абсолютную устойчивость к этим шгготнпам. Исключение составили сортообразеи Jfe i 005-02, который является умеренно восприимчивым к патотипу Л505 и умеренно устойчивым к пагтотипу С60, сортообразеи № 1006-02 оказался восприимчивым к С60, а сортообразец № 10Н-02- восприимчивым к патотапу Л505.

Была проведена оценка * нз устойчивость к пыльной головне почти изогенных и беккроссных линий, содержащих гены низкорослости (Буенков, Лобачев. Вертикова, 2004). Анализ реакции почти изогенных линий показал, что линии, содержащие гены RhtBJb, RhtBlb в сочетании с Lr 19, Rht 14 имеют более высокую степень устойчивости к паготипу пыльной головни Л505, чем их сибы. Линии, имеющие тепы RhtBlc, s I и Q по степени поражения достоверно не различались со своими сибами. К шгтотипу пыльной головни С60 более высокую устойчивость показала линия, содержащая ген RhtBlb в сочетании с геном Lr 19. У остальных изогенных линий различий по степени поражения не выявлено (табл. 2).

Таблица I

Реакция сортов н линий на патотипы пыльной и 1 вердой головни (2002-2004 1Т.)

Сортообраэси Количество пораженных растений. %

патотипы пыльной головни патотипы твердой головни

Л505 С60 СЗ Ю-В2 С66 Л 894 Т5

Белянка 32,0 60,5 15,2 273 75,9 10,2 32,5

Добрыня 70,5 65,0 62.8 52,5 80,9 5,7 13,6

Жигулевская 0,0 0,0 3,9 +.4 7,3 0,0 0,0

Л 503 55,0 54,8 67,8 58,9 - 7,0 22,2

Л 505 49,0 41,0 26,9 32,8 77,5 П,7 10,6

Лютее цене 62 61,в 70,3 56,7 45,0 - 5,1 2,3

Саратовская 29 64,3 46,9 49,0 38,9 20,4 15,4 24,5

Саратовская 70 9,0 9,5 7,5 5,0 - - -

Тулайковская 5 24,5 27,5 11,3 36,2 - 21,9 46,3

Юго-Восточная 2 37,0 53,0 38,6 43,4 - 6,8 6,0

Л 504 53,5 55,0 71,4 68,4 76,5 6,9 28,6

Л 528 68,0 78,0 28,6 563 92,8 1,5 4,5

Л 658-01 14,5 14,0 9,3 13,2 - 13,2 18,5

Л 2040 7,8 6,5 3,3 7,1 8,4 15,4 22,4

Таблица 2

Реакция набора почти изогенных по генам низко рослости линий на пыльную головню (средняя за 2003-2004 гг.)

Линия Высота растения, см Патотнп Л505 Пагготип С60

количество пораженны х растений, % эффект гена количество пораженны х растений, % эффект гена

Л ЯМ В1Ь, и 19 76,80 41,07 + 15,53 +

ЛгЫВ1Ь,1х19(сиб) 99,70 72,17 69,00

Л Ш1ЕВ1Ь 74,60 22,33 + . 29,73 0

ЛтЫВ1Ь(сиб) 96,30 66,37 53,83

ЛШВ1с 45,20 55,30 0 60,67 0

ЛгЫВ1с(снб) 94,80 48,97 52,00

Л 1Ш 14 69,40 26,57 + 44,67 0

ЛгЫ 14(си6) 94,30 54,50 65,57

Л 5 1 69,50 23,57 0 41,53 0

Л Б 1 (сиб) 97,20 44,35 56,23

ЛО 74,60 51,63 0 40,00 0

Л 9(сиб) 92,20 45,60 38,60

X 82,05 45,84 47,28

Р^т. 20,29* 3,35* 2,44*

НСРо; 11,36 25,99 28,92

Анализ реакции на пыльную головню набора почти изогенных линий, различающихся по устойчивости к листовой ржавчине (гены 1_г), окраске колосковых чешуй (гены окраске зерна (гены Л), наличию остей (Н, Ы, Ь2) показал, что при заражении патотипом Л505 значимых различий по реакции на патоген между линиями не обнаружено, за исключением пары Л 360н Л 359 где последняя линия поразилась слабее. При инокуляции патотипом С60 положительный эффект Ьг-генов обнаружен у двух линий — Л 3309 и Л 359, У остальных почта изогенных линий значимых различий с соответствующими сибами по реакции на данный патотнп не выявлено (табл. 3).

Таблица 3

Реакция набора почти изогенных линий на пыльную головню

Патотип Л 505 Патотнп С60

Линия количество эффект количество эффект

пораженных растений, % гена пораженных растений, % гена

1 2 3 4 5

Л4001л-23+Ы4 26,43 0 62,10 0

Л 400 1г23+ 1г14 27,83 45,90

Продолжение табл. 3

1 2 3 4 5

Л 5036/O 46,33 0 61,00 0

Л 503ост. 55,90 66,50

Л 94-01 Rg 48,75 0 57,25 0

Л 95-01 гя 57,00 62,50

Л 360 Rg 79,33 - 70,00 0

Л 359 ге 39,87 57,00

Л 842 R 55,80 0 73,50 0

Л 842 г 81,95 85,15

Л 3309 Lrl9+Lr26 70,70 0 63,85 -t-

Л33101г19+1г2б 70,85 91,65

Л 554 R 73,45 0 75,00 0

Л 441 г 84,00 75,45

Л 3332 Lr26 54,85 0 59,50 0

JI 3331 Ir26 59,65 68,45

Л 359 U19 78,45 0 47,30 +

Л 359 1г19 76,50 75,50

X 58,36 66,53

3,60* 2,68*

HCPos 28,7! 21,51

3.4. Генетический контроль устойчивости к пылыюн юловне

Гибридологический анализ показал, что различия по устойчивости к пыльной головне между восприимчивой к патотнну Л505 линией Л 528 и устойчивым сортом Жигулевская контролируются двумя доминантными генами, а между восприимчивой линией Л 528 и устойчивой к патотилу Л505 линией Л 658-01 одним доминантным геном (табл. 4),

Таблица 4

Растепление популяции Fj по устойчивости к патотипу Л505

Комбинация скрещивания Расщепление (R:S) Оценка гипотезы, хг Количество генов устойчивое тн

фактически полученное теоретичес ки ожидаемое 15:1 3:1

Жигулевская х Л 528 130:10 131,25:8,75 0,19 - 2

Л 528 х Жигулевская 145:12 147,2:9,8 0,53 - 2

Л 658-01 х Л 528 175:65 180:60 - 0,56 ]

Л 528 х Л 658-01 90:38 96:32 - 1,51 1

3.5. Сравнительный анализ поражения сортов и линий яровой мягкой пшеницы пыльной и твердой I оловнсй

Анализ реакции сортообразиов на заражение гатотяпами твердой головни, собранных с сорта Тулайкоеская 5 и линии Л 894 (Т5, Л894) и патотипами пыльной головни (Л505, С60, Ю*В2) на искусственном инфекционном фоне показал, что комплексной устойчивостью к изучаемым патотипам пыльной и твердой головни обладают сорт Жигулевская и линии Л 2040, Л 658-01. Все остальные сорта и линии показали различную реакцию на пыльную и твердую головню (табл. I). Полученные данные свидетельствуют, что кроме № и В1-генов изученные сортообразцы имеют расонеспецифи чески е гены, контролирующие горизонтальную устойчивость пшеницы.

Глава 4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЗДОРОВЫХ И ЗАРАЖЕННЫХ РАСТЕНИЙ НО ХОЗЯЙСТВЕННО-ПОЛЕЗНЫМ ПРИЗНАКАМ

4.1. Реакция сортообразнов на заражение патотипами Л505 и С60 пыльной головни

В результате проведенных исследований выявлено, что у растений, выращенных из инокулированкых раздельно патотипами Л505 и С60 пыльной головни семян, с различной степенью проявления заболевания во многих случаях наблюдается снижение полевой всхожести семян (от 16,9 до 42,2% при заражении патотипом Л505 и от 13,9 до 43,3% при заражении патотипом СбО), высоты растений (от 0 до 9% при заражении патотипом Л505 и от 0 до 16,2% при заражении патотипом С60), длины колоса (от 0 до 5,4% при заражении патотипом Л505 и от 0 до 6,2% при заражении патотипом С60), массы колоса (от 0 до 17,3% нри заражении патотипом Л505 и от 0 до 14,5% при заражении патотипом С60), числа колосков в колосе (от О до 7,7% при заражении патотипом Л505 и от 0 до 8,7% при заражении патотипом С60), озерненности колоса (от 0 до 21,8% при заражении патотипом Л505 и ог О до 12,6% при заражении патотипом СбО), массы зерна с колоса (от 4,6 до 27,6% при заражении пагготшюм Л505 и от 3,7 до 20,5% при заражении патотипом С60), массы 1000 зерен (от 0 до 12,3% при заражении патотипом Л505 и ост 0 до 14,1% при заражении патотипом С60)(рис. 1). что связано с физиологическими изменениями растения при внедрении в него патогена.

4.2. Реакция сортообразиов на заражение патотипом 10-1?2

При заражении растений пшеницы патотипом Ю-В2 получены примерно аналогичные результаты как и при заражении патотипами Л505 и С60 пыльной головни.

сортообразцы

□ Патогип J1505 а Патотип С60

Рис. Реакция сортообразцов пшеницы на заражение патотипами Л505 и С60 по массе 1000 зерен (среднее за 2Ю2-2003 гг.), %

Глава 5. СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА СОРТОВ И ЛИПКИ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ УСТОЙЧИВОГО СОРТА 5.1. Урожайность зерна

Селекционная оценка изучаемых сортообразиов. проведенная в контрастные по увлажненности годы, позволила выявить перспективные по урожайности зерна и устойчивости к мыльной головне линии Л 396 и Л 658-0) {табл. 5),

Таблица 5

Урожайность зерна сортов и линий, т/га_

Сортообразец 2002 г. 2003 г. 2004 г. Среднее за 3 года

Белянка st 2,80 4,65 3,63 3,69

Добрыня 2,41 4,67 3,26 3,45

JI 503 2,39 4,75 3,13 3,42

Л 505 2,34 4,96 3,13 3,48

Саратовская 29 2,57 4,10 2,83 3,17

Л 164 2,30 3,77 2.50 2,86

Л 196 2,43 4.30 3,15 3,29

Л 396 2,70 4,89 3,99 3,86

Л 504 2.59 4,91 2,92 3,47

Л 658-01 2,55 4,43 3,91 3,63

Л 780-01 2,40 4,53 3,27 3,40

Л 293-02 2,92 4,44 3,23 3,53

Л 294-02 2,86 4,63 3,28 3,59

X 2,55 4,44 3,25 3,35

F^uti. 5,43* 8,94* 10,67* 2,67*

HCPOÍ 0,24 0,39 0,35 0,58

5.2. Устойчивость к листовой ржавчине

За период исследований (2002-2004 гг.) полная нолевая устойчивость к листовой ржавчине наблюдалась у сорта Белянка, который содержал гены Lr 23 и Lr 14, и линий Л 196, Л 396, Л 235-01, Л 293-02 и Л 294-02. Восприимчивыми к патогену в течение 3-х лет оказались сорта Лютесценс 62, Добрыня, Л 503, Л 505, Саратовская 29 и линии Л 528, Л 504 и Л 164.

5.3. Устойчивость к полеганию

За годы испытаний наибольшее полегание посевов отмечалось в 2003 г., а наименьшее полегание — в 2002 г. В среднем за 3 года исследований выявлены наиболее устойчивые к полеганию сорт Добрыня и линия Л 528.

5.4. Вегетационным период

Оценка изучаемых сортообразцов позволила выявить формы с приемлемым для условий Нижнего Поволжья вегетационным периодом и урожайностью зерна, среди которых - линии Л 396, Л 658-01, Л 293-02 и Л294-02.

5.5. Качество зерна

Содержание сырой клейковины варьировало от 28% у линии Л S28 до 41,5% у сорта Добрыня, что соответствует уровню сильных пшениц (табл. 6).

Таблица 6

Технологические признаки зерна сортов и линий (средняя за 2002-2003 гг.)

Сорт, линия Клейковина * Показатели альвсо графа Хлебопекарная оценка

% показатель НДК, ел. упругость Р, мм P/L сила муки Ш.е.а. объем, см* пористость, балл цвет мякиша

Белянка st 35,40 74,00 81,00 1.25 )91,00 685,00 4,60 белый

Добрыня 41,45 75,00 97,00 1,30 268,00 750,00 4,90 желтый

Л 503 39.60 79,00 85,50 1,15 196,50 850,00 5,00 светло-желтый

Л 505 32.35 66,00 104^0 1,70 206,00 765,00 4,80 желтый

Саратовская 29 38,25 74,75 95,00 1,55 194,50 775,00 4,70 кремовый

Л1б4 ЭЗ,60 68,50 105,00 1,60 264,50 74(1,00 4,90 белый

Л196 37,60 68,80 108,50 2,05 230,50 740т00 4,90 кремовый

Л 396 35,75 80,00 71,00 1,15 154,00 840.00 4,90 кремовый

Л 504 36.70 80,00 80,00 0,90 219,50 815,00 5,00 светло-желтый

Л 235-01 33,65 68,50 105,50 1,90 186,00 780,00 4,70 светло-желтый

Л 6Î8-0I 38.15 79,50 104,50 2,15 190,00 755,00 5,00 белый

Л 293-02 35,75 80,00 74,00 0,85 203,00 740,00 4,80 кремовый

Л294Л2 36,40 79,00 59,50 0,80 137,50 840,00 5,00 светло-желтый

хорошим качеством клейковины, за исключением сорта Л 503 и линий Л 396, Л 504, Л 658-01, Л 780-01, Л 293-02 и Л 294-02, которые относятся ко второй группе по качеству с удовлетворительно слабой клейковиной. Сила муки W у исследуемых образцов довольно широко варьировала от 137,5 у линии Л 294-02 до 270 единиц альвеографа у сорта Юго-Восточная 2. Большинство сортов и л и кий отнесены ко второй группе качества со средней силой муки.

Почти все изучаемые сорта и линии имели хорошие хлебопекарные свойства и относятся к первой г руппе качества. По объему хлеба выделились сорт Л 503 (850 см5) и линии Л 396 (840 см5), Л 504 (815 см3) и Л 294-02 (840 см3). Хлеб, полученный из изучаемых сортов и линий отличался высокой пористостью (от 4,6 до 5 баллов) и имел различный цвет мякиша (табл. 6).

Из сортов и линий, сочетающих хорошие технологические качества зерна с устойчивостью к пыльной головне можно выделить сорт Белянка и линии Л 658-01 н Л 396.

5.6. Экономическая эффективность

Оценка экономической эффективности показывает, что возделывание устойчивого к патогену сорта Саратовская 70 выгоднее и эффективнее, чем восприимчивого сорта Саратовская 64. Применение генетического метода зашиты пшеницы от пыльной головни позволяет на 19% повысить рентабельность производства товарного зерна и на 485% - оригинальных семян. Следовательно, генетический метод зашиты пшеницы от пыльной головни в условиях рынка приобретает особую значимость (табл. 7).

Таблица 7

Экономическая эффективность возделывания сортов

яровой мягкой пшеницы в 2003 г._

Показатель Производство товарного зерна Производство оригинальных семян

Саратовская 64 (контроль) Саратовская 70 Саратовская 64 (контроль) Саратовская 70

Урожайность основной продукции, т/га 2,3 2,8 3,2 3.7

НСРМ=0,34 НСРЦ5=0,36

Оценка продукции*, тыс. руб/га 5,75 7,00 38,40 51,80

Прямые затраты, тыс. руб./га 2,40 2,70 3,86 3,50

Расчетная себестоимость тыс. руб,/г 1,04 0,96 1,21 0,95

Условный чистый доход, тыс. руб./га 3,35 4,30 34,54 48,30

Уровень рентабельности, % 140 159 895 1380

выводы

1. В саратовской популяции выявлены вирулентные патотапы пыльной головни J1505, С60 и Д, соответствующие расе 23 (Т18 по канадской номенклатуре) и патотипы СЗ, Ю-В2 и Сбб, относящиеся к новым, ранее не идентифицированным расам,

2. Проведена оценка сортообразцов на устойчивость к пяти патотипам саратовской популяции пыльной головни. Комплексную устойчивость ко всем изученным патотипам пыльной головни показали сорта Жигулевская, Саратовская 70 и линии Л 658-01 и Л 2040. Восприимчивыми ко всем изученным патотипам оказались сорта Лютесценс 62, Добрыня, JÏ 503 и линия Л 504, Остальные сортообразцы показали расоспеимфическую устойчивость.

3. Установлено, что почти нэо генные линии, содержащие гены Rhtßtb, RhtBlb в сочетании с Lrl9, Rht 8, Rht 14, Rht PK, Rht FL, Lr 19, Lr 19 в сочетании с Lr 26 имеют более высокую степень устойчивости к отдельным патотипам пыльной головни по сравнению с их сибами, не имеющими этих генов, а остальные изолинии поражаются на одном с ними уровне, за исключением линии с геном Rg, снизившим устойчивость к патстину Л505, Такая реакция нсспецифических генов указывает на связь некоторых из них с устойчивостью пшенииы к пыльной головне.

4. На основе анализа родословных выявлены следующие источники устойчивости для изученных сортообразцов, резистентных к каким-либо из патотипов пыльной головни: Крымка (местный сорт озимой пшеницы из Украины), Остка Галицийская (образец яровой мягкой пшеницы из Польши), Селивановский Русак (местный сорт яровой мягкой пшеницы Поволжья), Белотурка (местный сорт твердой пшеницы из Поволжья), Triticum durum Des,f., Triticum dicoccum Schuebl., Triticum turgidum L., Elytrigta intermedia (Host) Nevski, Triticum timopheevi Zkitk.

5. Установлено, что оптимальной инфекционной нагрузкой для патотипов Л505 и СЗ является 1-1,5 г/л инокулюма, для патотипа С60 оптимальная концентрация - 1,5-2 г/л, а для пагготипов Ю-В2 и С6 6 - 1,5 г/л.

6. Изучен генетический контроль устойчивости it пыльной головне и установлено, что сорт Жигулевская имеет два доминантных гена устойчивости к патотипу Л505, а линия Л 658-01 - один доминантный ген.

7. Проведен анализ растений, выращенных из инокулированных патентами пыльной головни Л505, С60 и Ю-В2 семян, с различной степенью проявления заболевания. У большинства сортообразцов наблюдается снижение полевой всхожести, высоты растений, длины колоса, массы колоса, числа колосков и зерен в колосе, массы зерна с колоса и 1000 зерен, что определяет «скрытые» потери урожая зерна.

8. Проведена селекционная оценка устойчивых к отдельным патотипам патогена сортообразцов по хозяйствен но-полезным признакам. Наибольшую урожайность зерна в сочетании с хорошими его технологическими качествами, устойчивостью к пыльной головне и листовой ржавчине показали сорт Белянка и линии Л 396, Л 658-01.

9- Использование генетического метода защиты пшеницы от пыльной головни позволяет на 19% повысить рентабельность производства товарного зерна и на 485% - оригинальных семян.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

]. При инокуляции растений пшеницы спорами пыльной головни использовать инфекционную нагрузку 1-1,5 г/л инокулюма для патогипов, собранных с сортов Л 505 и Саратовская золотистая, J.5-2 f/л инокулюма для патотипа, собранного с сорта Саратовская 60 и 1,5 rfn инокулюма для патотипов, собранных с сортов Юго-Восточная 2 и Саратовская бб.

2. В селекции в качестве источников устойчивости к натотнпам возбудителя саратовской популяции пыльной головни использовать следующие сортообразцы: сорта Саратовская 70, Белянка, Прохоровка, Тулайковская 5 и линии Л 780-01, Л 396, Л 658-01, Л 19-02, Л 293-02, Л 294-02, Л 295-02, Л 894, Л 4050-02, Л 235-01, а также сортообразцы из коллекции CIMMYT № 1004-02, Xt 1007-02, № 1008-02, № 1009-02, № 1010-02 и № 1012-02, а в качестве источников комплексной устойчивости ко всем изученным патотипам пыльной и твердой головни - сорт Жигулевская и линии Л 2040 и Л 658-01.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ НО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Druzhin А-Е„ Krupnov V.A., Voronina S.A., Buycnkov A.Yu., Kulikov V.l. Influence of the alien chromatin in the spring bread wheat on a defeat by loose smut / Annual Wheat Newsletter, KSU, USA. - Vol. 47,2001. - P. 144.

2. Druzhin A.E., Buyenkov A.Yu. Optimization of an estimation of a breeding material on resistance to loose smut / Annual Wheat Newsletter, KSU, USA. — Vol. 48,2002. - P. 117-118.

3. Буенков А.Ю. Устойчивость сортов и линий яровой мягкой пшеницы к расам пыльной головни / Тезисы докладов научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной П5-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова 25-29 ноября 2002 г. - Саратов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - 2002. - С. 20-21.

4. Buyenkov A.Yu., Druzhin А.Е., Krupnov V.A., Lobachev Yu.V., Abdryaev M.R. Hie reaction of the bread wheat cultivars and lines to loose smut and bunt I Annual Wheat Newsletter, KSU, USA. - Vol. 49,2003. - P. 98.

5. Буенков А.Ю., Абдряев M.P., Дружин A.E. Оценка сортов и линий яровой мягкой пшеницы на устойчивость к твердой и пыльной головне / Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений; Тезисы 2-й международной конференции, 19-23 мая 2003 г. - Харьков, ИР им. В.Я. Юрьева, Республика Украина. - 2003. - С. 257-258.

6. Буенков А.Ю., Крупное В.А., Лобачев Ю.В. Оценка сортообразцоа яровой мягкой пшеницы при искусственном заражении их пыльной головней / Вавиловские чтения - 2003: Материалы межрегиональной научной конференции молодых ученых и специалистов системы АПК Приволжского

федерального округа. — Саратов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГА У». - 2003. - С. 5-6.

7. Буен ков А.Ю., Дружин А.Е. Изучение устойчивости яровой мягкой пшеницы к пыльной головне в Поволжье / Молодые ученые ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» — агропромышленному комплексу Поволжского региона: Сборник научных работ. - Саратов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - 2003. -С. 185-186.

8. Druzhin А.Е., Golubeva T.D., Kalintseva T.V. and Buyenkov A.Yu. Reaction of cultivars and T. aestivum lines to two races loose smut in Saratov / Annual Wheat Newsletter, KSU, USA.-Vol. 50,2004.-P. 106.

9. Abdryacv M.R., Krupnov V.A., Buyenkov A.Yu. and Lobachev Yu.V. Resistance of spring bread wheat to loose smut and common bunt / Annual Wheat Newsletter, ftSU, USA.-Vol. 50,2004.-P. 108-109.

10. Крупное В.А., Буенков А.Ю., Абдряев M P., Лобачев Ю.В. Сравнительный анализ поражения сортов и линий яровой мягкой пшеницы пыльной и твердой головней / Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата: Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции (г. Саратов, 16-18 июня 2004 г.). - Саратов. - 2004. - С. 255-258.

П. Буенков А.Ю. Определение расового состава пыльной головки на двух наборах сортов-дифференциаторов / Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой: Материалы конференции/ 2-я региональная конф. молодых учёных. Саратов, 26-28 октября 2004. Саратов: ООО Изд-во «Научная Книга», 2004,- С. 15.

12, Буенков А. Ю., Лобачев Ю. В., Вертикова Е. А. Реакция набора почти изогенных линий пшеницы на пыльную головню I Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова 24-26 ноября 2004 г. - Саратов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - 2004. - С. 5-6.

Подписано к печати 16 мая 2005 г Формат 60x84 /!6 Гарнитура Times. Бумага офсетная Печ я 1.0_Тираж ¡00_Заказ 150/394

Типография ООО «Мустанг Плюс» г Саратов, пр 50 лет Октября, 110 а тел 34-02-85

IM ï 3 4 ®