Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Устойчивость видов Triticum L. и Aegilops L. к возбудителю желтой пятнистости листьев пшеницы (Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs.)
ВАК РФ 06.01.11, Защита растений
Автореферат диссертации по теме "Устойчивость видов Triticum L. и Aegilops L. к возбудителю желтой пятнистости листьев пшеницы (Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs.)"
На правах рукописи
КОВАЛЕНКО Надежда Михайловна
УСТОЙЧИВОСТЬ ВИДОВ TRITICUM L. И AEGILOPS L. К ВОЗБУДИТЕЛЮ ЖЕЛТОЙ ПЯТНИСТОСТИ ЛИСТЬЕВ ПШЕНИЦЫ (PYRENOPHORA TRITICI-REPENTIS (Died) Drechs.)
Специальность: 06.01.11 - Защита растений
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2005
Диссертационная работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений в 1999-2004 гг.
Научный руководитель -доктор биологических наук Михайлова Людмила Александровна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Минкевич Игорь Иванович доктор биологических наук, профессор Мережко Анатолий Федорович
Ведущая организация — Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им П.П. Лукьяненко
Защита диссертации состоится Л ШОбгЛ г.
в /f 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.З
Факс (812) 470-51-10, E-mail: vizrspb@mail333.com
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского НИИ защиты растений
Автореферат разослан ____%C&fc-
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук
Г.А. Наседкина
&D0G-4
з
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Желтая пятнистость пшеницы, возбудителем которой является аскомицет Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs. (анаморфа Drechslera tritici-repentis (Died.) Shoemaker), стала известной среди листовых болезней пшеницы как в мире, так и в нашей стране сравнительно недавно. Первые сообщения о возникновении эпифитотий желтой пятнистости появились в Австралии и Северной Америке в 70-х, а в Европе в 80-х годах 20-го века. В настоящее время это заболевание является опасным, быстро прогрессирующим в основных районах возделывания пшеницы. Потери урожая зерна в условиях эпифитотии достигают 65% (Hirrell et al., 1990; Rees, Platz, 1989), вместе с тем ухудшается и качество зерна (Fernandez et al., 1998; Ciuffetti, Tuori, 1999).
В России желтая пятнистость наиболее распространена на Северном Кавказе, где впервые она была зарегистрирована в 1985 г. (Гранин, 1989). В 1992-1993 гг. эта болезнь была обнаружена на всей территории Краснодарского и Ставропольского краев. Пораженность листовой поверхности растений пшеницы достигала у некоторых сортов 60%. В 1993 г. частота встречаемости желтой пятнистости среди других листовых пятнистостей на пшенице составила 37% (Андронова, Бессмельцев, 1994). В наших исследованиях возбудитель желтой пятнистости с высокой частотой был выделен из листьев пшеницы, собранных на Алтае, в Башкирии, Ленинградской и Новгородской областях. Это подтверждает мнение о том, что гриб P. tritici-repentis адаптирован к разнообразным условиям внешней среды и поэтому имеет шанс быстрого распространения на широкие территории.
Наиболее экономичным и безопасным для природной среды способом защиты пшеницы от болезней, в том числе и от желтой пятнистости, является культивирование устойчивых сортов. Создание исходного материала для селекции на устойчивость к этой новой в России, потенциально опасной для производства пшеницы болезни, является, на наш взгляд, насущной необходимостью.
Цель и задачи исследования. Целью нашей работы является оценка потенциальных возможностей видов пшеницы и дикорастущих сородичей - эгилопсов, а также тритикале служить источниками устойчивости к желтой пятнистости и определение генетического контроля устойчивости к болезни. Для достижения целей необходимо было решить следующие задачи:
1. создать методы исследования патосистемы пшеница - Р tritici-repentis, пригодные для выращивания патогена на искусственной среде и оценки устойчивости растений к болезни;
2. провести скрининг по устой ятнистости об-
разцов видов Тггисит Ь., Аедг1ор$ Ь., ТгШссйе;
3. провести гибридологический анализ наследования устойчивости к желтой пятнистости у образцов яровой и озимой пшеницы для выявления генетического контроля признака.
Научная новизна исследования. Нами впервые создан комплекс методик для исследования патосистемы пшеница - Р. 1гИгсл-герепНя, включающий методики культивирования возбудителя болезни на искусственной среде, оценки устойчивости образцов пшеницы к болезни в полевых и лабораторных условиях. Впервые в России в результате проведения скрининга по устойчивости к болезни 1780 образцов рода ТпЬгсит, 487 образцов рода Аедйорв и 419 образцов ТггИсаЫ создана коллекция генетически разнородных источников устойчивости. Впервые в России проведено исследование генетического контроля устойчивости образцов пшеницы к желтой пятнистости, оценена степень генетического разнообразия по признаку устойчивости, предложены доноры устойчивости.
Практическая значимость исследований. Коллекция источников и доноров устойчивости может быть рекомендована для использования в селекции пшеницы на устойчивость к желтой пятнистости. Разработанные в ходе исследования методы могут быть использованы в научно-исследовательских учреждениях, в том числе и селекционных центрах для изучения патосистемы пшеница — Р. МНЫ-герепШ и выведения устойчивых к болезни сортов.
Апробация работы и публикация результатов исследования. Результаты работы доложены на первой Всероссийской конференции по иммунитету растений к болезням и вредителям (Санкт-Петербург, июнь 2002 г.), на XI международном конгрессе «Молекулярные растительно-микробные взаимоотношения (Санкт-Петербург, июль 2003 г.), на 3-ем съезде ВОГиС (Москва, июнь 2004 г.), на седьмой Санкт-Петербургской ассамблее молодых ученых и специалистов (Санкт-Петербург, октябрь 2002 г.), на конференции «Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистемы» (Краснодар, сентябрь-октябрь 2004 г.).
Исследование поддержано грантами РФФИ N 00-04-49406а и N 03-04-49082, и в 2002 и 2004 гг. грантами для аспирантов, молодых ученых и специалистов г. Санкт-Петербурга.
Материалы исследований представлены в 10 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 134 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 36 таблицами и 9 рисунками. Библиография включает 147 иРТО^^щ^^ шее Ь23 на иностранном языке.
I »»зижг.*** 1
< * »
Л „« ** _ '
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Обзор литературы
Приведены сведения о биологии возбудителя желтой пятнистости пшеницы. Представлены методы и результаты изучения устойчивости зарубежных коллекций образцов пшеницы, данные об особенностях патогенеза в тканях устойчивых и чувствительных образцов пшеницы, и о генетическом контроле устойчивости.
Глава 2. Материалы и методы
В работе были использованы 2684 образца злаков, среди которых образцы родов Triticum L., Aegilops L. и Triticale из мировой коллекции Всероссийского института растениеводства им Н.И. Вавилова.
Для инокуляции возбудителем желтой пятнистости листьев пшеницы были использованы 25 изолятов P. tritici-repentis выделенных из популяций России (Краснодара, Алтая, Башкирии и Дагестана), Германии и Чехии.
Выделение P. tritici-repentis в чистую культуру проводили по общепринятой методике. С целью подбора оптимальной среды для культивирования P. tritici-repentis были опробованы 10 различных сред, среди которых общепринятые синтетические среды, широко используемые для других грибов, в том числе и среды, используемые для культивирования близкородственных нашему грибу видов Cochliobolus sativus Drechs. ex Dastur и Drechslera teres (Sacc.) Shoem. Пригодность сред для культивирования гриба оценивали по интенсивности роста мицелия (скорость роста колоний), образованию конидиеносцев и конидий изолятов Кр2 и Кр4, выделенных из популяции Краснодарского края. На предложенной нами среде V-4 (150 мл смеси овощных соков в соотношении 4:3:2'1 частей соков свеклы, сельдерея, моркови и томата, соответственно, 3 г СаС03, 2 г агара на 1 литр воды), спороношение было наиболее обильным. Поэтому для своей работы мы выбрали эту среду.
Чашки Петри после посева гриба на среду помещали в светоуста-новку с освещением эритемными УФ-лампами ЛЭ-30 на 6 суток для образования конидиеносцев и затем в холодильник (t +7° ,+10°С) для образования конидий.
Скрининг коллекции образцов пшеницы, эгилопсов и тритикале по устойчивости к болезни и гибридологический анализ наследования устойчивости проводили по разработанной нами методике, предусматривающей использование отрезков листьев проростков злаков. Проростки выращивали в светоустановке с освещением флуоресцентными лампами (3000 люкс) в кюветах на вате, смоченной водой. Инокуляцию отрезков листьев помещенных в кювету на фильтровальную бумагу, смоченную 0,004% водным раствором бензимидазола, осуществляли опрыскиванием суспензией спор в концентрации 2500-3000 спор/мл. После инокуляции кюветы плотно укрытые полиэтиленовой пленкой помещали в ту же светоустановку. Тип реакции на инокуляцию учитывали через 6 суток по разработанной нами шкале основанной на размере образовавшихся некротических и хлоротичных пятен (табл. 1).
Таблица 1 Шкала оценки устойчивости пшеницы к Р tritici-repentis
Симптомы поражения Тип реакции Фенотип пшеницы
Мелкие черные или темно-коричневые пятна размером до 0,5 мм, хлоротичные пятна 1/0, 1/1 Устойчивый
отсутствуют или мало заметны
Мелкие черные или темно-коричневые пятна 0,5-1,0 мм, хлоротичные пятна до 2 мм 1/ 2, 2/1, 2/2, Средне устойчивый
Темно-коричневые пятна до 1,0 мм, хлоротичные пятна до 2-3 мм 2/3, 2/4 Средне восприимчивый
Темно-коричневые пятна до 2 мм, хлоротичные пятна до 5 мм 3/2, 3/3, 3 /4 Восприимчивый
Коричневые, сливающиеся пятна, 4/3, 4/4, 4/5, Высоко
мацерация ткани листа 5/4, 5/5 восприимчивый
Над чертой - балл развития некроза, под чертой — развития хлороза.
Для определения пригодности методики лабораторной оценки устойчивости проведено сравнение типа реакции отрезков листьев проростков, сохраняемых в растворе бензимидазола, и интактных растений (табл. 2). Выявлена высокая корреляция показателей типа реакции во всех вариантах опыта, что свидетельствует о пригодности методики инокуляции отрезков листьев проростков для оценки устойчивости к патогену.
Таблица 2. Тип реакции на инокуляцию растений пшеницы изолятом Кр 42 P. tritici-repentis
Название Отрезки сорта, линии листьев проро-r стков Интактные растения
Проростки Климатическая Поле, камера, 4-6 лист кущение
96/90 1/1 1/0,1 1/1 1/2
Menag Е 1/1 1,2/1 1/1 1/3
Bosco 1/1 2/1 1/1 1/2
Boreal 1/1 1/1,2 1/1 1,2/2
Payne 1/1 1,2/0 1/1 1/1
Kanzler 1/1 1,2/0 - 1/1
CRL 81025 1/1 1/1 2/1 3/3
Ambassador 1/1 1/1 1/1 2/3
Олимпия 2 4/4 3/2 3/3 3/3
Vicam S"70" 1/1 - 2/2 2/3
Glenlea 4/5 3/3 3/3 3/3
181-5 2/2 1,2/0 4/4 1,2/1,2
292 1/1 2/2 1/1 1/2
Lusitano 4/3 3,4/3 3/3 1/3
Саратовская 29 2/3 3/3 3/3 2/3
Генетический контроль устойчивости к желтой пятнистости изучали методом гибридологического анализа наследования признака. Для определения числа генов, детерминирующих устойчивость, скрещивали устойчивые образцы пшеницы с восприимчивыми сортами Тарасовская 29 и Олимпия 2. Для выявления идентичности генов скрещивали устойчивые сорта между собой по половинной диаллельной схеме.
Глава 3. Характеристика видов Triticum Lv Aegilops L. и образцов Triticale по устойчивости к P. tritici-repentis
Для создания банка генетически разнородных доноров устойчивости пшеницы к P. tritici-repentis необходимо было провести скрининг по данному признаку коллекции культурных видов пшеницы и диких сородичей. С этой целью нами были оценены 1780 - образцов рода Triticum, 487 - рода Aegilops и 419 образцов Tnticale.
3.1. Характеристика видов Triticum L.
Частота встречаемости устойчивых образцов 19 видов пшеницы представлена в таблице 3.
Таблица 3 Характеристика видов пшеницы по устойчивости к P. tritici-repentis Число образцов_Среднее значение типа реакции_
Название Устойч устойчивых восприимчивых
вида Всего ^ '_образцов_образцов_
_некроз хлороз некроз хлороз
Секция Urartu (Аи)
Т. urartu 10 90 1,4±0,16 1,1±0,11 3,0±0 2,0±0
Секция Dicoccoides (АиВ)
Т. dicoccoides 18 33,3 1,8±0,16 0,5+0,20 4,2+0,23 3,3±0,30
Т. dicoccum 70 11,4 1,5+0,18 1,8+0,11 3,5+0,17 3,9±0,13
Т. turgidum 51 47 1,3±0,09 1,4±0,10 2,2±0,12 3,2±0,10
Т. durum, 302 30 1,7±0,04 1,7±0,05 3,0±0,04 3,2±0,04
Т. turanicum 7 14,3 1,0±0 1,0±0 2,5+0,22 3,8±0,16
Т polonicum 11 27,2 2,0±0 2,0±0 4,1+0,35 4,3±0,18
Т. aethiopicum 39 23 1,6±0,16 1,8+0,10 3,5±0,19 3,8±0,10
Т. persicum 8 50 1,2±0,25 1,5±0,28 1,5+0,28 3,5+0,28
Секция Triticum (AUBD)
Т. macha 4 100 1,5+0,28 1,2±0,25 - -
Т. spelta 73 71 1,1±0,04 1,4±0,06 3,1±0,25 3,5±0,15
Т. vavilovii 2 100 1,0±0 1,0±0 - -
Т. compactum 104 25,9 1,5+0,09 1,7+0,07 3,7±0,09 3,5±0,10
Т. aestivum 1019 27,1 1,4±0,11 1,6±0,09 3,4±0,11 3,6+0,13
Т. sphaerococcum 13 23 1,7+0,32 1,0±0 3,2±0,13 2,5±0,22
Секция Мопососсоп (Аь )
Т. boeoticum 17 5,9 1,0±0 1,0±0 3,4±0,12 3,7±0,21
Т. monococcum 17 82,3 1,1*0,06 1,1±0,09 3,0±0 2,3±0,28
Секция Timopheevii (AbG)
Т. araraticum 8 100 1,2+0,16 1,2+0,16 - -
Т. timopheevii 7 100 1,0+0 1,0±0 - -
Выявлены значимые различия между видами по этому показателю Так в группе тетраплоидных видов секции Dicoccoid.es (АиВ) он колеблется от 11,4% у Т. сИсосситп до 50% у Т. регягсит Частота встречаемости устойчивых образцов гексаплоидных видов секции ТгМсит (АиВО) колеблется от 23% у Т. кркаегососсит до 71% у
Т. spelta. Особенно значительные различия найдены у видов секции Мапососсоп (Аь); устойчивые образцы Т. boeoticum встречаются редко, тогда как их частота среди образцов Т. топососсит высокая. Таким образом, среди видов одинаковых по плоидности и по составу геномов имеются как виды с высокой частотой, так и с низкой частотой встречаемости устойчивых образцов.
Мы полагаем, что частота встречаемости не зависит от плоидности видов пшеницы. Для объяснения причины различий видов по этому показателю мы привлекли сведения об их географическом происхождении. Основным источником такого рода сведений послужил труд П.М. Жуковского "Культурные растения и их сородичи" (1971) и коллективный труд сотрудников ВИР "Культурная флора СССР" (под ред. В.Ф. Дорофеева, 1979).
По ПМ. Жуковскому переднеазиатский генцентр (куда входит Закавказье) является родиной многих ценных видов пшеницы. Здесь произрастают такие эндемичные виды как источники устойчивости ко многим болезням - Т. топососсит, Т. boeoticum, Т. timopheevii, Т. zhukovskyi, Т. persicum carthlicum. Здесь же открыты Т. macha, Т. araraticum, Т. urartu, Т. spelta. П.М. Жуковский считает, что Закавказье явилось основным генцентром видообразования пшениц и устойчивости их к болезням и вредителям.
По нашим данным, виды пшеницы Т. urartu, Т. топососсит, Т. persicum, Т. macha, Т. vavilovii, Т. spelta, Т. timopheevii, Т. araraticum, принадлежащие по происхождению к региону Закавказья значимо более устойчивы к Р. tritici-repentis, чем виды иного происхождения.
Обнаружено, что восприимчивые к патогену образцы Т. persicum избирательно чувствительны к токсину, вызывающему хлоротичные пятна (табл. 3). Средний балл развития некротических пятен у группы восприимчивых образцов этого вида является низким (1,5±0,28), тогда как балл развития хлоротичных пятен высок (3,5±0,28).
Наибольшее внимание в своем исследовании мы уделили изучению видов твердой пшеницы Т. durum и мягкой Т. aestivum. Проведена оценка 302 образцов твердой пшеницы. Доля устойчивых образцов этого вида составила 30%. Среди 42 российских образцов твердой пшеницы современной селекции выявлено 11% устойчивых к желтой пятнистости. Среди образцов современной селекции из США устойчивыми были 26%. Вместе с тем, среди 63 староместных российских образцов устойчивыми оказались 31 (49%). Мы считаем интересным факт наличия многих устойчивых образцов среди российских староместных образцов, таких как Гарновка (к-8782), Белотурка безенчукская (к-13191), Кубанка (к-24991). Мы полагаем, что староместные сорта, в течение многих поколений сосуществования с патогеном, подверглись длительному отбору на устойчивость, что отразилось в высокой частоте встречаемости устойчивых форм.
3.1.1. Мировая коллекция Т. aestivum L.
Для того чтобы охарактеризовать вид Т. aestivum по устойчивости к желтой пятнистости мы провели оценку 1019 образцов различного
географического происхождения, из них 778 образцов озимой пшеницы и 241 - яровой.
Среди образцов озимой пшеницы устойчивыми оказались 232 (29,8%). Группы образцов происходящих из разных стран мира различались по показателю частоты встречаемости устойчивых образцов. Наиболее высокая частота наблюдалась в группах озимой пшеницы из США (41%), Италии (61%) и России (30%). Среди яровых пшениц устойчивые образцы встречались наиболее часто в группах из России (17%) и Бразилии (32%) (табл. 4).
Таблица 4 Частота встречаемости устойчивых к желтой пятнистости образцов Т. аеяЫуитп в группах из различных стран мира
Происхож--Число образцов- Происхож--Число образцов-
дение всего УСТ°~™< дение всего Устой™вых-
Озимая пшенипа
Италия 36 61 Англия 45 11
США 65 41 Украина 16 25
Чехия 45 31 Турция 10 20
Югославия 44 29 Польша 11 18
Россия 264 30 Германия 12 41
Франция 42 23 Н Зеландия 15 20
Венгрия 22 22 Румыния 13 30
Болгария Япония 28 28 21 17 Другие страны 82 26
Яровая пшеницу
Бразилия 31 32 Россия 136 17
Мексика 28 17 Другие страны 36 13
Эквадор 10 10
Определено, что частота встречаемости устойчивых образцов озимой пшеницы выше, чем частота устойчивых яровых образцов (29,8% и 18% соответственно).
3.1.2. Сорта мягкой пшеницы, районированные в РФ 3.1.2.1. Озимая пшеница Нами проведен скрининг по устойчивости к желтой пятнистости 209 сортов озимой пшеницы включенных в Государственные реестры селекционных достижений, допущенных к использованию в РФ.
Определено, что 51 сорт (24,4%) был устойчивым к болезни: 27 сортов (13%) — высоко устойчивыми и 24 (11,4%) - среднеустойчивыми.
Большинство высоко устойчивых районированных в настоящее время сортов озимой пшеницы были выведены на Северном Кавказе, в основном это сорта селекции КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко (Федоров-ка, Эхо, Ника Кубани, Селянка, Краснодарская 99) и сорта НПО «Дон» (Зерноградка 6, Ростовчанка 2, Престиж). Значительная часть современных среднеустойчивых сортов также была выведена в КНИИСХ (Сфера, Хуторянка, Княжна, Дея, Красота и др.) и НПО «Дон» (Зерноградка 8, Подарок Дону). Обнаружены также и другие устойчивые
сорта, которые выведены в различных селекционных учреждениях европейской части России.
Показано, что из 16 основных сортов выращиваемых в Краснодарском крае в 2004 году только 6, можно отнести к устойчивым к желтой пятнистости. Из них 3 сорта - высоко устойчивые (Селянка, Ника Кубани, Краснодарская 99) и 3 сорта - среднеустойчивые (Дея, Красота, Княжна).
3.1.2.2. Яровая пшеница
В результате оценки 136 районированных в России сортов яровой пшеницы выявлено 22 высоко и среднеустойчивых сортов (16%). Большая их часть выведена в Сибирском НИИСХ (г. Омск). Среди них такие сорта как Омская 24, Омская 28, Омская 33, Памяти Азиева, Славянка Сибири, Росинка, Росинка 2. Имеются также устойчивые сорта, выведенные в Самарском НИИСХ (Тулайковская степная, Тулайковская 5, Тулайковская 10), Челябинском НИИСХ (Казахстанская ранняя, Эрит-роспермум 650, Нива 2, Дуэт) и других селекционных учреждениях.
В результате анализа устойчивости районированных в Российской Федерации сортов и образцов Т. aestivum из мировой коллекции ВИР выявлено, что частота встречаемости устойчивых форм среди озимой пшеницы выше, чем среди яровой пшеницы (24,4% и 16% соответственно).
3.2. Характеристика устойчивости видов Aegilops L.
Род Aegilops в наших исследованиях был представлен 487 образцами 17 видов (табл. 5). В ответ на инокуляцию патогеном на растениях эгилопса проявлялись симптомы сходные с таковыми при инокуляции пшеницы, т.е. некротические и хлоротичные пятна.
15динственный вид секции АтЫуоругит — Ае. mutica был представлен четырьмя образцами, из которых лишь один был относительно устойчивым.
Частота встречаемости устойчивых образцов среди видов секции Sitopsis - носителей генома S колебалась в пределах от 27% до 85%. Наиболее устойчивым оказался Ае. sharonensis. Ае. bicornis являлся был самым восприимчивым. Образцы Ае. speltoid.es и Ае. aucheri проявили тип реакции соответствующий средней восприимчивости.
Виды секции Vertebrata - носители генома D были более устойчивы к желтой пятнистости, чем виды секции Sitopsis; число устойчивых образцов у видов этой секции колебалось в пределах 76% - 92%. Наибольшая частота встречаемости устойчивых образцов отмечена у диплоидного вида Ае. tauschii. Восприимчивые образцы Ае. tauschü и Ае. triviális проявили высокую чувствительность к токсину, ответственному за образование хлороза, но не к токсину некроза.
Все образцы Ае. cylindrica - носителя геномов С и D из секции Cylindropyrum являются высоко устойчивыми. Однако у другого вида из той же секции Ае. caudata — носителя генома С, доля устойчивых образцов была ниже.
Два вида секции Polyoides - носителей генома U, Ае. triaristata и Ае. recta характеризовались высокой встречаемостью устойчивых образцов (90% и 95%) в отличие от двух других - Ае. umbellulata и Ае. columnans (40% и 44%). На листьях устойчивых образцов Ае. triaristata
хлороз практически не развивался На восприимчивых образцах Ае. columnaris наблюдалось сильное развитие некроза при высокой устойчивости к токсину хлороза.
В целом, род Aegilops является высоко устойчивым. В нашем эксперименте показано, что наиболее высокими частотами встречаемости устойчивых образцов характеризуются виды Ае. cylindrica, Ае. recta, Ае. tauschi, Ае. triaristata и Ае. triviális. В ареалы распространения всех этих видов включены районы Закавказья (П.М. Жуковский, 1928, Богуславский, Голик, 2003). Наименьшими частотами устойчивых образцов характеризуются виды Ае. speltoides, Ае. caudata, Ае. columnaris, Ае. umbellulata, Ае. mutica, в ареале распространения которых П.М. Жуковским упомянута малая Азия (Анатолия). Среднее положение между этими двумя группами по частоте встречаемости устойчивых образцов занимают виды Ае. vamlovii, Ае. sharonensis, Ае. aucheri, Ае. kmgissima (Сирия, Израиль, Палестина), Ае. ventricosa (Западное Средиземноморье), Ае. crassa (Средняя Азия).
Таблица 5. Характеристика образцов видов Аедйоре Ь. по устойчивости к желтой пятнистости
Число
Среднее значение типа реакции
Название %
вида всего устойч. некроз хлороз некроз хлороз
Секция Amblyopyrum Eig
Ae. mutica Ml 4 25 2,0±0 2,0±0 3,6±0 3,6±0
Секии^ Sitopsis Jaub. et Spach
Ae. speltoides S(=G) 64 69 1,2±0,05 1,3+0,07 2,3±0,2 2,8±0,1
Ae. aucheri S(=G) 14 71 1,4±0,16 1,4±0Д6 2,8+0,19 2,4±0,39
Ae. bicornis Sb(=Bb) 11 27 1,6±0,33 1,6±0,33 3,2±0,16 3,2±0,24
Ae. sharonensis SS(=BS) 14 85 1,4±0,14 1,4±0,14 3,0±0 3,0±0
Ae. longissima S'(=B') 11 72 1,3±0,18 1,1 ±0,12 3,0±0 3,3±0,3
Секция Vertebrata (Zhuk) Kihara Ае. tauschii D 98 92 1,2±0,03 1,1 ±0,05
Ае. ventricosa D*(=MV) 42 76 1,4±0,09 1,3±0,09 Ae. triviális D^M"- 48 87 1,2+0,09 1,3+0,09 Ae. crassa DMcr 59 78 1,3±0,05 1,2±0,05
Ae. vavílovii DMSbDMcrSb 5 80 1,5+0,28 1,7±0,25
1,6±0,39 3,0±0
3,0±0 2,2±0,16 1,8±0,26 2,8±0,13 2,8±0,1 2,6±0,1 2,0±0 3,0±0
Секция Cylindropyrum Kihara С 18 61 1,2±0,11 1,4±0,14 2,7±0,28 2,7±0,28 CP_21 100 1,2+0,09 1,5±Q,10 _~
Ae. caudata Ae. cylindrica
Секция Polyoides (Zhuk.) Kihara Ae. umbellulata U 10 40 1,6+0,39 1,3±0,32
Ae. columnaris UMC 25 44 1,6±0,16 1,1±0,09 Ae. triaristata UMl 20 90 1,2±0,08 0,7 ±0,14 Ae. recta_UMM" 19 95 1,4±0,12 1,2±0,09
2,2±0,36 2,8±0,12 3,8±0,18 1,5±0,13 3,0±0 3,0±0 3,Q±0 2,0±0
Таким образом, мы полагаем, что существует связь между местом происхождения видов Aegilops и их устойчивостью к Р. trítici-repentis. Регион Кавказа является родиной наиболее устойчивых видов эгилопса.
Также как и для видов пшеницы, определено, что носители одних и тех же геномов могут быть как устойчивыми, так и восприимчивыми.
3.3. Характеристика устойчивости образцов Triticale
Проведена оценка 419 образцов Triticale различного происхождения. В эксперименте использованы образцы культуры из 26 стран. Коллекция Triticale представлена тетраплоидными образцами (AR, 2п=28), гексаплоидными (ABR, 2п = 42) и октоплоидными (ABDR, 2п = 56). В качестве контроля были использованы образец ржи сорта Волхова, и сорта пшеницы Олимпия 2 и Dartanjan. В результате инокуляции патогеном на ржи наблюдались мелкие точечные некротические пятна и незначительные, мало заметные хлоротичные пятна (тип реакции 1/1). На сорте пшеницы Олимпия 2 - пятна оцениваемые баллом 4/4, на сорте Dartanjan - 3/3.
В подавляющем большинстве образцы Triticale независимо от их плоидности проявили тип реакции сходный с типом реакции ржи.
У всех тетраплоидов развитие некрозов оценивалось баллом "1" или "2". Развитие хлорозов у шести образцов оценено баллами от 3 до 5, эти образцы мы сочли восприимчивыми. По проявлению хлороза среди растений одного образца наблюдалась гетерогенность, то есть наличие растений устойчивых и восприимчивых.
Подавляющее большинство из 335 гексаплоидных образцов (67%) также были устойчивы. Вместе с тем в этой группе были найдены образцы не только с сильным проявлением хлороза, но также и единичные образцы с развитием некрозов, оцениваемых баллом 3 (сорта Украины Талисман и Амфидиплоидная 256). Доля гетерогенных образцов была в два раза ниже, чем у тетраплоидных образцов и составила 8%.
В группе октоплоидов гетерогенных образцов не обнаружено. Число устойчивых образцов в этой группе образцов составило 85,2%.
Глава 4. Генетический контроль устойчивости пшеницы к желтой пятнистости 4.1. Подбор образцов пшеницы для проведения гибридологического анализа
Для проведения гибридологического анализа устойчивости мы отобрали образцы пшеницы различного географического происхождения (сорта Menag Е, Bosco, Payne, Boreal, Kanzler, Ambassador, Vicam S"70" и линии CRL 81025, 96/90, 292) (табл. 6) Эти образцы проявили высокую устойчивость, как в фазе проростков, так и в более поздних фазах развития растений.
Эффективность устойчивости была оценена посредством инокуляции образцов пшеницы 25 изолятами патогена (14 из Краснодарского края, 5 из Башкортостана, 2 из Дагестана и 4 из Чешской Республики).
Вирулентными к сортам Kanzler, Menag Е, Boreal и линии CRL 81025 оказались лишь два изолята, выделенных из популяции патоге-
на Башкирии. Болгарский образец 96/90 был восприимчив к двум изо-лятам из дагестанской популяции. Изолятов, вирулентных к сортам Payne, Ambassador, Bosco, не обнаружено. Озимые сорта были устойчивы ко всем краснодарским изолятам.
Частота встречаемости изолятов, вирулентных к сортам и линиям яровой пшеницы, была выше, чем для сортов и линий озимой пшеницы. Сорт Retacón INTA проявил устойчивость к изолятам из Дагестана, Чехии, Башкирии, но по отношению к краснодарским изолятам оказался восприимчив. Мексиканский сорт Vicam S"70" также был высоко устойчив к изолятам из Дагестана, Чехии, Башкирии. Линия 292 проявила устойчивость ко всем дагестанским и краснодарским изолятам, но поражалась чешскими и башкирскими изолятами.
Таблица 6. Образцы пшеницы, участвующие в гибридологическом анализе устойчивости к желтой пятнистости
№ каталога ВИР Название образца Происхождение Образ
пшеницы образца жизни
Устойчивые образцы
62807 Bosco Франция 03
59533 Ambassador Англия 03
- 96/90 Болгария 03
62393 CRL 81025 США 03
62806 Boreal Франция 03
56737 Menag Б Италия 03
57220 Kanzler Германия 03
56886 Payne США оз
45401 линия 181-5 Канада яр
62163 Retacón INTA Бразилия яр
48313 Vícam S "70" Мексика яр
60804 Salamouni Seafoam Ливан яр
- линия 292 Россия яр
Восприимчивые образцы
55185 Олимпия 2 Россия 03
53808 Тарасовская 29 Россия 03
49261 Glenlea Канада яр
- Lusitano Италия яр
40599 Саратовская 29 Россия яр
4.2. Гибридологический анализ наследования устойчивости к желтой пятнистости у образцов озимой пшеницы 4.2.1. Определение числа генов, контролирующих устойчивость Сорт Payne. Растения семей F2, полученные от скрещивания сорта Payne с восприимчивыми сортами Олимпия 2 и Тарасовская 29 были оценены на устойчивость к трем изолятам P. tritici-repentis - Кр2, 2.5 и A3. Два первых изолята выделены из краснодарской популяции патогена, а третий из германской популяции
В комбинации скрещивания Олимпия 2 х Payne были проанализированы потомства двух семей, в комбинации Тарасовская 29 х Payne -
4 семьи. Каждое растение было инокулировано тремя изолятами патогена. Во всех семьях доля восприимчивых растений была значительно ниже, чем доля устойчивых. Реакция подавляющего большинства растений на инокуляцию изолятами совпадала. Однако некоторые растения восприимчивые к одному изоляту оказались устойчивыми к другому. Совпадение реакций устойчивости и восприимчивости растений на инокуляцию изолятами, на наш взгляд, свидетельствует о том, что устойчивость сорта Payne к ним контролируется одними и теми же генами. Наличие растений, различающихся по устойчивости к отдельным изолятам, может свидетельствовать о взаимодействии конкретного генотипа растения из гибридной популяции с генотипом изолята патогена, и, возможно, о наличии генов - модификаторов гена устойчивости.
Статистически расщепление во всех семьях было идентичным, что дало возможность проанализировать объединенную выборку растений. Расщепление по устойчивости к штаммам Кр2 и 2.5 в популяциях, полученных от скрещивания Payne с обоими восприимчивыми сортами соответствовало 15 : 1, а по устойчивости к изоляту A3 — 13 : 3. Мы полагаем, что гипотеза дигенного наследования устойчивости наиболее приемлема для сорта Payne.
Растения F2 в комбинациях скрещивания устойчивых сортов Boreal, Bosco, Menag Е, Ambassador, Kanzler и линий 96/90, CRL81025 с восприимчивыми сортами были инокулированы одним изолятом (табл. 7).
Сорт Boreal. В комбинации скрещивания с Тарасовской 29 расщепление было близким к 15 : 1, в комбинации скрещивания с Олимпия 2 - к 13 : 3, что соответствует участию в расщеплении двух генов.
Сорт Bosco. Расщепление в гибридных популяциях полученных от скрещивания Bosco с обоими восприимчивыми сортами соответствует как 13:3, так и 3:1, следовательно, устойчивость этого сорта контролируется либо одним доминантным геном, либо двумя генами — доминантным и рецессивным.
Сорт Menag Е. Растения семей F2 от скрещивания этого сорта с Тарасовской 29 были инокулированы изолятом Кр2; выборки растений из семей от скрещивания с сортом Олимпия 2 - изолятами Кр2 и Кр42. Во всех 9 семьях получено расщепление, близкое к 3:1 и 13:3. Таким образом, устойчивость Menag Е контролируется одним доминантным геном или двумя генами - доминантным и рецессивным.
Линия 96/90. При скрещивании Тарасовской 29 с линией 96/90 наблюдалось расщепление 3 : 1 и 13 : 3, что указывает на контроль устойчивости одним доминантным геном или двумя генами - доминантным и рецессивным. Анализ расщепления в комбинации скрещивания Олимпия 2 X 96/90 выявил дигенное наследование устойчивости (два доминантных или 1 доминантный + 1 рецессивный гены).
Сорт Ambassador. Расщепление в гибридной популяции от скрещивания с Тарасовской 29 соответствует как 9 : 7, так и 7 • 9, что указывает на контроль устойчивости двумя доминантными генами с комплементарным взаимодействием, либо двумя рецессивными генами.
Таблица 7 Расщепление в в гибридных популяциях полученных от скрещивания устойчивых сортов с восприимчивыми сортами
2 >s Ё з Соотношение
Комбинация скрещивания Ч ф я S Р" о § s К S Х2 Р>
о о га н S g наблюдаемое ожидаемое
Олимпия 2 х Payne 2 Кр2 A3 71 65 . 4 10 15' 13 1 3 011 1.44 075 0.25
2.5 67 8 15 1 2.5 0 20
Тарасовская 29 х Payne 4 Кр2 A3 138 124 14 28 15 13 1 3 2 27 0.01 0.20 0 85
2.5 141 11 15 1 0.25 0 75
Тарасовская 29 х Boreal 3 Кр2 107 11 15 1 190 0.20
Олимпия 2 х Boreal 2 Кр2 58 : 10 13 3 0.73 0 50
Тарасовская 29 х Bosco 5 Кр2 63 • 17 13 3 : 3 1 0.33 0.60 0.75 0 50
Олимпия 2 х Bosco 7 Кр2 148 38 13 3 : 3 1 0.34 2.07 0.75 0.20
Тарасовская 29 х Menag Е 3 Кр2 50 • 10 з • 13 1 3 2 22 0.17 0.20 0.75
Menag Е х Олимпия 2 3 Кр2 54 • 16 з • 13 1 3 017 0.77 0 75 0.50
3 Кр42 48 16 з • 13 1 3 0.00 1.64 085 0.20
Тарасовская 29 х 96/90 5 Кр2 31 6 3 : 13 1 3 1.52 0.16 0.25 0 75
Олимпия 2 х 96/90 4 Кр2 59 7 15 13 1 3 2.14 2.87 0 20 010
Тарасовская 29 х Ambassador 4 Кр2 41 37 9 : 7 : 7 9 0.43 2.46 020 0 75
CRL81025 х Тарасовская 29 5 Кр2 73 26 3 : 13 1 3 0.08 3.67 085 010
Олимпия 2 х CRL81025 1 Кр2 19 : 0 - -
Kanzler х Тарасовская 29 3 Кр42 31 : 0 - —
Линия CRL 81025. Расщепление в F2 от скрещивания линии CRL 81025 с сортом Тарасовская 29 было близким к 3 : 1 или 13 : 3, что свидетельствует о наличии у устойчивого генотипа одного доминантного гена или двух (доминантного и рецессивного) генов.
Сорт Kanzler. В F2 от скрещивания с Тарасовской 29, возможно вследствие недостаточности выборки растений, расщепления не обнаружено. Однако мы полагаем, что отсутствие восприимчивых растений может указывать на то, что устойчивость сорта контролируется не менее чем двумя, доминантными генами.
Таким образом, выяснено, что устойчивость пшеницы к желтой пятнистости контролируется небольшим (одним - двумя) главными генами.
В соответствии с правилом выбора наиболее простой гипотезы наследования признака мы полагаем, что у сортов Bosco, Menag Е и линии CRL81025 устойчивость детерминирована одним геном. У сортов Boreal, Ambassador, Payne, Kanzler и линии 96/90 устойчивость насле-
дуется как дигенный признак.
4.2.2. Определение идентичности генов устойчивости сортов
Для определения идентичности генов устойчивости, изучаемые сорта были скрещены между собой по половинной диаллельной схеме. Расщепление в популяциях F2 оценивали в результате инокуляции растений изолятами Кр2 и Кр42, выделенными из краснодарской популяции патогена.
Присутствие восприимчивых растений в популяциях F2 может » указывать на то, что гены сортов не идентичны друг другу, отсутствие - на идентичность генов или их тесную сцепленность. К сожалению, выборки проанализированных растений в популяциях в ряде случаев к были недостаточны, чтобы судить об идентичности генов, если принять во внимание участие в расщеплении по устойчивости трех и более генов. Поэтому наши выводы об общности генов устойчивости у сортов мы считаем предварительными.
Результаты диаллельного анализа дают основание предположить, что сорта Boreal, Bosco, Payne и Ambassador и линия CRL 81025 имеют один и тот же ген устойчивости или тесно сцепленные гены. Сорт Menag Е имеет ген неидентичный гену сорта Bosco. Предполагается, что линия 96/90 имеет ген общий с геном сортов Payne и Ambassador, но неидентичный генам Bosco, Boreal и линии CRL81025.
4.3. Гибридологический анализ устойчивости к желтой пятнистости образцов яровой пшеницы
Устойчивые сорта и линии яровой пшеницы были скрещены с восприимчивым сортами Lusitano, Саратовская 29 и Glenlea, а также между собой. Для инокуляции использовали изолят краснодарского происхождения Кр 2. Линия 292 была скрещена дополнительно с устойчивым сортом Salamouni Seafoam и восприимчивым Katepwa.
Расщепление в F2 от скрещивания линии 181-5 со всеми тремя восприимчивыми сортами были сходны и близки к 3:1. В скрещиваниях Vicam"S"70 с восприимчивыми сортами расщепление в семьях были близки к 1:3 (табл. 8). Это свидетельствует о том, что у линии 181-5 имеется один доминантный ген устойчивости, а у Vicam"S"70 — один рецессивный. В популяции F2 от скрещивания 181-5 х Vicam"S"70 наблюдалось расщепление близкое к 13 : 3. Это свидетельствует о том, что гены устойчивости к желтой пятнистости у этих генотипов пшеницы разные и, вместе с тем подтверждает участие в расщеплении двух генов - рецессивного и доминантного.
Vicam"S"70 был скрещен с устойчивым сортом Salamouni Seafoam, а линия 181-5 с устойчивым сортом Retacón INTA. В комбинации скрещивания Salamouni Seafoam * Vicam"S"70 наблюдалось расщепление близкое к 13 : 3, что предполагает участие в нем двух генов - до- » минантного и рецессивного. Можно предположить, что сорт Salamouni Seafoam имеет доминантный ген устойчивости, поскольку от линии Vicam"S"70 в расщеплении участвует рецессивный ген. Ген Salamouni Seafoam не идентичен гену Vicam"S"70. Исходя из этих же рассуждений, можно предполагать, что сорт Retacón INTA имеет ген рецессивный, не идентичный гену линии 181-5.
В комбинациях скрещивания линии 292 с восприимчивыми сортами Lusitano и Katepwa расщепления не наблюдалось. Линия 292 была создана И.Г. Одинцовой в результате скрещивания мягкой пшеницы Саратовская 29 с Aegilops speltoid.es и пяти возвратных скрещиваний с этим же сортом в качестве реккурентного. Линия несет транслокацию с генами устойчивости к нескольким болезням: листовой, стеблевой, желтой ржавчине. Кроме того, в транслокации имеется тесно сцепленный с генами устойчивости гаметоцидный ген (ген "кукушка"), функция которого заключается в элиминации гамет, несущих аллели восприимчивости перечисленных генов устойчивости. По этой причине в F2 и последующих гибридных поколениях расщепления по устойчивости не наблюдается. Мы полагаем, что гаметоцидный ген действует таким же образом и на аллели гена восприимчивости к желтой пятнистости, а ген устойчивости локализован также в транслокации.
Таблица 8 Расщепление по устойчивости к желтой пятнистости в популяциях гибридов Р2, полученных от скрещивания устойчивых образцов яровой пшеницы с восприимчивыми
Комбинация скрещивания - Соотношение R : S наблюдаемое ожидаемое - Х2 Р>
Vicam"S"70 х Lusitano 30 : 98 1 . 3 0,17 0,75
3 : 13 1,85 0,20
Glenlea х Vicam"S"70 28 . 72 1. 3 0,48 0,50
Саратовская 29 х Vicam"S"70 23 65 1- 3 0,06 0,85
3 13 3,15 0,10
181-5 X Lusitano 130 ■ 42 3 : 1 0,03 0,85
13 : 3 3,63 0,10
181-5 X Саратовская 29 35 : 11 3 : 1 0,03 0,85
Glenlea х 181-5 11 • 4 3 • 1 0,02 0,85
Глава 5. Характеристика хозяйственно-полезных признаков образцов пшеницы — доноров устойчивости к желтой пятнистости
Сорта и линии пшеницы с изученным генетическим контролем устойчивости к желтой пятнистости были оценены нами в 2004 году на устойчивость к мучнистой росе, септориозу и бурой ржавчине на естественном инфекционном фоне на опытном поле ВИЗР.
Оценку проводили в фазу флаг-листа по 9-ти балльной шкале ВИР, в которой 0 - полная устойчивость, 9 - максимальная пораженность.
Линия 96/90, сорт Menag Е были устойчивыми к мучнистой росе, бурой ржавчине и септориозу. Среди остальных выявлены образцы, устойчивые к двум или к какой-либо одной болезни. Сорта Bosco, Ambassador, Payne и Kanzler устойчивы к септориозу и бурой ржавчине, линия 292 устойчива к мучнистой росе и бурой ржавчине.
По данным оценки отдела пшеницы ВИР большинство изученных нами доноров устойчивости к желтой пятнистости являются средне-рослыми, стойкими к полеганию. Сорта Boreal и Salamouni Seafoam отличаются от прочих сортов достаточно высоким показателем массы
тысячи зерен. Таким образом, образцы с изученным генетическим контролем устойчивости к желтой пятнистости могут быть использованы для передачи устойчивости и к другим болезням.
ВЫВОДЫ
1. Разработан комплекс методик исследований патосистемы пшеница - Pyrenophora tritici-repentis, включающий культивирование гриба на искусственной среде, оценку образцов пшеницы на устойчивость к болезни, проведение гибридологического анализа наследования устойчивости.
2. Среди видов Triticum L. наибольшей частотой встречаемости устойчивых к желтой пятнистости образцов характеризуются Т. urartu, T. топососсит, T. persicum, Т. macha, T. vaviîomi, T. spelta, T. araraticum, T. timopheevii.
3. Среди видов Aegilops L. наибольшая частота встречаемости устойчивых к желтой пятнистости образцов выявлена у Ае. tauschii, Ае. trivialis, Ае. cylindrica, Ае. triaristata, Ае. recta.
4. Частота встречаемости устойчивых к болезни образцов видов Triticum L. и Aegilops L. не зависит от плоидности и состава геномов, но зависит от места происхождения. Наиболее устойчивыми являются виды, происшедшие в регионе Кавказа.
5. Выявлены образцы злаков избирательно чувствительные к токсинам, образуемым P. tritici-repentis: T. persicum, Ае tauschii — к токсину вызывающему образование хлоротичных пятен, и Ае. columnaris - к токсину, вызывающему некротические пятна.
6. Частота встречаемости устойчивых образцов озимой мягкой пшеницы выше, чем частота их встречаемости среди образцов яровой пшеницы. Это явление наблюдается как среди российских районированных сортов мягкой пшеницы, так и среди образцов мировой коллекции.
7. Наибольшей частотой встречаемости устойчивых к желтой пятнистости образцов характеризуется сортимент озимой пшеницы США и Италии, и яровой пшеницы Бразилии.
8. Культура Triticale в отличие от пшеницы слабо поражается желтой пятнистостью.
9. Изучен генетический контроль устойчивости к желтой пятнистости у трех образцов яровой и восьми образцов озимой пшеницы. У озимых сортов Bosco, Menag Е и CRL81025, у линии яровой пшеницы 181-5 устойчивость детерминирована одним доминантным геном, у сортов Boreal, Payne, Ambassador и линии 96/90 — двумя генами. Устойчивость сорта Vicam"S"70 детерминирована одним рецессивным геном.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Для создания устойчивых к желтой пятнистости сортов рекомендуется использовать источники устойчивости - образцы пшеницы, выделенные в результате проведения скрининга коллекции ВИР, и доноры устойчивости - сорта Menag Е, Bosco, Boreal, Payne, Kanzler, Ambassador, Vicam S"70, линии 181-5, 292, 96/90, CRL 81025.
Разработанный комплекс методик рекомендуется использовать для исследования патосистемы Р.tritici-repentis - пшеница в научных и селекционных целях.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
1. Михайлова Л А, Гультяева Е.И, Кокорина Н.М. Лабораторные методы культивирования возбудителя желтой пятнистости пшеницы Pyrenophora tritici-repentis // Микология и фитопатология. - 2002. -Т. 36. вып.1., - С. 63-67.
2 Кокорина Н.М., Михайлова Л А., Копаньке Д., Лоскутова Н.П. Источники устойчивости яровой пшеницы к желтой пятнистости (Pyrenophora tritici-repentis) // Первая Всероссийская конференция по иммунитету растений к болезням и вредителям. - С-Пб - 2002. - С. 95.
3. Кокорина Н.М Источники и доноры устойчивости к новой в России болезни пшеницы - желтой листовой пятнистости (Pyrenophora tritici-repentis) // Седьмая Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов. - С-Пб. 2002. - С.87.
4 Михайлова Л.А., Кокорина Н.М., Копаньке Д. Генетика устойчивости линий яровой пшеницы 181-5, Vicam «S» 70, 292 к возбудителю желтой пятнистости // Доклады РАСХН. - 2003. - вып.1. - С. 20-22.
5 Коваленко Н.М., Михайлова Л А. Наследование устойчивости пшеницы к желтой пятнистости, вызываемой Pyrenophora tritici-repentis (Died) Drechs // Генетика в XXI веке: современное состояние и перспективы развития' Тез. III съезда ВОГиС. - М., 2004. - С. 102.
6 Михайлова Л А., Коваленко Н.М, Тимофеева Е.Н. и др Генетические аспекты взаимоотношений пшеницы и возбудителей пятнистостей листьев Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs. и Bipolaris sorokiniana Shoem // Генетика в XXI веке: современное состояние и перспективы развития' Тез. III съезда ВОГиС. - М., 2004,- С. 428.
7 Михайлова Л.А., Коваленко НМ., Ляпунова OA. Характеристика видов пшеницы и эгилопсов по устойчивости к желтой пятнистости листьев// Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем' Тез. науч -практ конференции. - Краснодар, 2004. - С.117.
8 Mikhailova L.A., Kopahnke D, Kokorina N.M. The approaches to study of host-pathogen interaction in the wheat - Pyrenophora tritici-repentis pathosystem // Modern problems of cereal resistance to diseases Intern. Sympos - St-Peterburg (Russia)., 2002. - P. 262.
9. Kokorina N.M, Mikhailova L.A., Kopahnke D. The sources of resistance of spring wheat to tan spot// Modern problems of cereal resistance to diseases Intern. Sympos. - St.-Petersburg (Russia). 2002. - P. 260.
10 Mikhailova L.A., Mironenko N.V., Kopahnke D., Kokorina N.M. et el Genetic approaches to study the wheat - Pyrenophora tritici-repentis interaction // 11-th International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions' abstact. -St-Petersburg (Russia). 2003. - P. 245.
Научное издание. ЯКО-печать ООО "ИННОВАЦИОННЫЙ ЦЕНТР ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ" Лицензия ПЛД № 69-253 Подписано к печати 28 апреля 2005 г, тир 100 экз
P- 906 Î
РНБ Русский фонд
2Ш6А ШОЗ
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Коваленко, Надежда Михайловна
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Таксономическое положение гриба Pyrenophora tritici- 9 repent is
1.2. Виды злаков - хозяев P. tritici-repentis
1.3. Распространенность желтой пятнистости в мире
1.4. Симптомы желтой пятнистости пшеницы 12 j 1.5. Жизненный цикл P. tritici-repentis
1.6. Морфология P. tritici-repentis
1.7. Культивирование P. tritici-repentis in vitro
1.8. Разнообразие изолятов P. tritici-repentis по признаку 19 вирулентности
1.9. Особенности развития гриба P. tritici-repentis в тканях 21 чувствительных и устойчивых к заболеванию сортов пшеницы
1.10. Проявление устойчивости пшеницы в зависимости от 23 инфекционного материала и факторов внешней среды
1.11. Генетический контроль устойчивости пшеницы 27 к P. tritici-repentis
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Материалы исследования
2.2. Создание новых и модификация известных методов для исследования патосистемы пшеница -P. tritici-repentis
2.2.1. Подбор среды для культивирования P. tritici-repentis
2.2.2. Выделение P. tritici-repentis в асептическую культуру
2.2.3. Размножение спорового материала
2.2.4. Оценка устойчивости образцов пшеницы к P. triticirepentis
2.2.5. Создание искусственного инфекционного фона для оценки устойчивости пшеницы в полевых условиях
2.3. Гибридологический анализ устойчивости пшеницы к P. tritici-repentis
2.3.1 Анализ расщепления по устойчивости в гибридных популяциях
2.3.2. Статистическая обработка данных
2.4. Обсуждение
Глава 3. Характеристика видов Triticum L,.fAegilops L. и образцов Triticale по устойчивости к Pyrenophora tritici-repentis
3.1. Характеристика видов Triticum L
3.1.1. Мировая коллекция Т. aestivum L
3.1.2. Сорта мягкой пшеницы, районированные в РФ
3.1.2.1. Озимая пшеница
3.1.2.2. Яровая пшеница
3.2. Характеристика устойчивости видов Aegilops L
3.3. Характеристика устойчивости образцов Triticale
3.4. Обсуждение
Глава 4. Генетический контроль устойчивости пшеницы к желтой пятнистости.
4.1. Подбор образцов пшеницы для проведения гибридологического анализа
4.2. Гибридологический анализ наследования устойчивости к желтой пятнистости у образцов озимой пшеницы
4.2.1. Определение числа генов, контролирующих устойчивость
4.2.2. Определение идентичности генов устойчивости сортов
4.3. Гибридологический анализ устойчивости к желтой пятнистости образцов яровой пшеницы
4.4. Обсуждение
Глава 5. Характеристика хозяйственно-полезных признаков образцов пшеницы — доноров устойчивости к желтой пятнистости
Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Устойчивость видов Triticum L. и Aegilops L. к возбудителю желтой пятнистости листьев пшеницы (Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs.)"
Желтая пятнистость, возбудителем которой является гриб аскомицет Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs. (anamorph Drechslera tritici-repentis (Died.) Shoemaker) стала известной среди листовых болезней пшеницы как в мире, так и в нашей стране сравнительно недавно. Первые сообщения об эпифитотиях этой болезни появились в Австралии и Северной Америке в 70-х, а в Европе в 80-х годы'20-го века.
В настоящее время это заболевание является опасным, быстро прогрессирующим в основных районах возделывания пшеницы: в США (Sykes, Bernier, 1990), в Австралии (Rees et al., 1987), в Канаде (Hosford, 1982), в Южной Америке (Kohli,1992). Потери зерна в условиях эпифитотии достигают 65% (Hirrell et al.,1990; Rees, Platz, 1989). Кроме того, ухудшается качество зерна (Fernandez et al.,1998а; Ciuffetti, Tuori, 1999). В 1981 году отмечена эпифитотия этой болезни на озимой пшенице в Бельгии (Maraite et al., 1992). Она обнаружена в Англии (Cook, Yarham, 1989), в Румынии (Dumitras, Bontea, 1981), в Польше (Zamorski, Schollenberg, 1994), в Венгрии (Bakonyi et al., 1998), в Латвии (Bankina, 2001), Чехии (Sarova, 2004). На территории СНГ патоген встречается в Молдавии, на Украине, в Белоруссии, в Средней Азии и в Казахстане (Хасанов, 1988; Поспехов, 1989).
В России желтая пятнистость имеет наибольшее распространение на Северном Кавказе, в Краснодарском крае. Впервые она была зарегистрирована в этом районе в 1985 г. (Гранин и др.,1989). В 1992-1993 гг. она была обнаружена на всей территории Краснодарского и Ставропольского краев. Пораженность листовой поверхности растений пшеницы достигала у некоторых сортов 60%. На Северном Кавказе в 1993 г. частота встречаемости желтой пятнистости среди других листовых пятнистостей на пшенице составила 37% (Андронова, Бессмельцев, 1994).
По результатам мониторинга болезней, проведенного ВНИИФ в Северо-Кавказском регионе, зафиксировано устойчивое нарастание септориозной и желтой пятнистостей пшеницы. В настоящее время их доля от прочих возбудителей болезней листьев составляет 47%, а частота эпифитотий достигает 3-4 раза из 10 лет (ред. Захаренко В.А., 2000).
В ходе наших исследований возбудитель желтой пятнистости с высокой частотой выделялся из характерных для этой болезни пятен на листьях пшеницы, собранных на Алтае, в Башкирии, Ленинградской и Новгородской областях. Это подтверждает мнение о том, что гриб P. tritici-repentis адаптирован к разнообразным условиям внешней среды и имеет шанс быстрого распространения на широкие территории.
Возрастание частоты встречаемости эпифитотий желтой пятнистости связывается с изменениями в практике обработки почвы, от обычной вспашки и сжигания стерни до щадящей обработки пашни, а также с более короткой ротацией пшеницы в севообороте и выращиванием восприимчивых сортов (Ciuffetti, Tuori, 1999; Wolf et. al. 1998).
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Наиболее экономичным и безопасным для природной среды способом защиты пшеницы от болезней является культивирование устойчивых сортов. Актуальность диссертационной темы заключается в необходимости создания коллекции генетически разнородных источников и доноров устойчивости пшеницы к желтой пятнистости, которые могут быть использованы в селекции устойчивых к болезни сортов.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
Целью нашей работы является оценка потенциальных возможностей видов пшеницы, дикорастущих сородичей - эгилопсов, а также тритикале служить источниками устойчивости к желтой пятнистости и определение генетического контроля устойчивости к болезни. Для достижения цели предстояло решить следующие задачи:
- создать методы исследования патосистемы пшеница — P. tritici-repentis, пригодные для выращивания патогена на искусственной среде и индукции спороношения, оценки устойчивости образцов пшеницы к болезни;
- провести скрининг по устойчивости к желтой пятнистости образцов видов Triticum L.,Aegilops L., Triticale. Дать характеристику видам по устойчивости к болезни и создать коллекцию источников устойчивости;
- провести гибридологический анализ наследования устойчивости образцов яровой и озимой мягкой пшеницы.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ
В связи с тем, что желтая пятнистость (пиренофороз) является относительно новым в России заболеванием пшеницы, исследований патосистемы пшеница-P. tritici-repentis до настоящего времени не проводились. Нами впервые создан комплекс методик для исследования данной патосистемы, включающий методики лабораторного культивирования возбудителя болезни, оценки устойчивости образцов пшеницы к болезни в полевых и лабораторных условиях. Впервые в России в результате проведения скрининга по устойчивости к болезни 1780 образцов рода Triticum, 487 образцов рода Aegilops и 419 образцов Triticale создана коллекция генетически разнородных источников устойчивости. Впервые в России проведено исследование генетического контроля устойчивости образцов пшеницы к желтой пятнистости, оценена степень генетического разнообразия по признаку устойчивости, предложены доноры устойчивости.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ
Отобранные нами из коллекции пшеницы Всероссийского НИИ растениеводства устойчивые к желтой пятнистости образцы различных видов, а также образцы с изученной генетикой устойчивости к болезни могут быть рекомендованы для использования в селекции на устойчивость.
Разработанные нами методы исследования: выделение гриба P.tritici-repentis в асептическую культуру, лабораторная оценка устойчивости массового количества коллекционных образцов пшеницы и отдельных растений, создание искусственного инфекционного фона в полевых условиях могут быть использованы в научно-исследовательских учреждениях, в том числе и селекционных центрах для изучения патосистемы пшеница-P. tritici-repentis и выведения устойчивых к болезни сортов.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
Результаты работы доложены на первой Всероссийской конференции по иммунитету растений к болезням и вредителям (Санкт-Петербург, июнь 2002 г.), XI международном конгрессе «Молекулярные растительно-микробные взаимоотношения» (Санкт-Петербург, июль 2003 г.), на 3-ем съезде ВОГиС (Москва, июнь 2004 г.), на седьмой Санкт-Петербургской ассамблее молодых ученых и специалистов (Санкт-Петребург, октябрь 2002 г.), на конференции «Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистемы» (Краснодар, сентябрь-октябрь 2004 г.).
Исследование поддержано грантами РФФИ N 00-04-49406а и N 03-0449082, и в 2002 и 2004 гг. грантами для аспирантов, молодых ученых и специалистов г. Санкт-Петербурга.
Материалы работы опубликованы в 10 печатных работах.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.
Диссертационная работа изложена на 132 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 36 таблицами и 9 рисунками. Библиография включает 147 источников, из них 123 на иностранном языке.
Заключение Диссертация по теме "Защита растений", Коваленко, Надежда Михайловна
ВЫВОДЫ
1. Разработан комплекс методик исследований патосистемы пшеница-Pyrenophora tritici-repentis, включающий культивирование гриба на искусственной среде, оценку образцов пшеницы на устойчивость к болезни, проведение гибридологического анализа наследования устойчивости.
2. Среди видов Triticum L. наибольшей частотой встречаемости устойчивых к желтой пятнистости образцов характеризуются Т. urartu,
Т. araraticum, Т. timopheevii, Т. топососсит, Т. macha, Т. vavilovii, Т. spelta и Т. persicum.
3. Среди видов Aegilops L. наибольшая частота встречаемости устойчивых к желтой пятнистости образцов выявлена у Л е. tauschii (D), Ae. trivialis (D1D2Mcr), Ae. cylindrica (CD), Ле. triaristata (UMl), Ле. recta (UMMU).
4. Частота встречаемости устойчивых образцов Triticum L. и Aegilops L. не зависит от их плоидности и состава геномов, но зависит от места происхождения видов. Наиболее устойчивы виды, происшедшие в регионе Кавказа.
5. Выявлены образцы злаков избирательно чувствительные к токсинам, образуемым P. tritici-repentis: Т. persicum, Ae. tauschii и
Ae. trivialis - к токсину, вызывающему образование хлоротичных пятен, и Ae. columnaris - к токсину, вызывающему некротические пятна.
6. Определено, что частота встречаемости устойчивых образцов озимой мягкой пшеницы выше, чем частота их встречаемости среди образцов яровой пшеницы. Это явление наблюдается как среди российских районированных сортов мягкой пшеницы, так и среди образцов мировой коллекции.
7. Наибольшей частотой встречаемости устойчивых к желтой пятнистости образцов характеризуется сортимент озимой пшеницы США и Италии, и яровой пшеницы Бразилии.
8. Культура Triticale в отличие от пшеницы слабо поражается желтой пятнистостью.
9. Изучен генетический контроль устойчивости к желтой пятнистости у трех образцов яровой и восьми образцов озимой пшеницы. У озимых сортов Bosco, Menag Е и CRL81025, у линии яровой пшеницы 181-5 устойчивость детерминирована одним доминантным геном, у сортов Boreal, Payne, Ambassador и линии 96/90 - двумя генами. Устойчивость сорта Vicam"S"70 детерминирована одним рецессивным геном. у/?
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Желтая пятнистость пшеницы во всем мире до недавнего времени была мало заметной болезнью, не вызывающей беспокойства фитопатологов. В северной Америке и в Австралии она стала экономически значимой в семидесятые годы ХХ-го века, в Европе, включая Россию, - в восьмидесятые.
Ламари с соавторами (Lamari et al., 2005) рассмотрели исторические предпосылки возрастания экономической значимости желтой пятнистости в Канаде в период с 1868 г. по настоящее время.
Впервые конидии и псевдотеции P. tritici-repentis в Канаде были обнаружены И. Д. Коннерсом (Conners, 1934) на стерне пшеницы сорта Маркиз в провинции Saskatchewan в 1927. Затем до 1964 года сообщалось о единичных случаях нахождения этого патогена на посевах пшеницы в различных провинциях Канады (Conners, 1937, 1939; Lamari et al., 2005). И, наконец, Текауз в 1976 году сообщил, что желтая пятнистость достигла уровня регулярных эпидемий (Tekauz, 1976).
В 60-е годы в Канаде основной вред пшенице наносила стеблевая ржавчина, и потому в селекции основное внимание уделялось устойчивости к этой болезни. Стеблевая ржавчина представляла большую угрозу урожаю, чем любая листовая пятнистость. Эпидемии желтой пятнистости начались, когда восприимчивость к ней была введена в коммерческие сорта в 1970-х годах (эра сорта Neepawa). Доминирование среди коммерческих сортов Neepawa и его производных совпал с эпидемиями желтой пятнистости в начале 1970-х годов. Ламари предполагает, что в случае Neepawa и его производных, устойчивость к ржавчине, возможно, обеспечила «относительно чистый» лист для колонизации пшеницы оппортунистическим патогеном, типа Pyrenophora tritici-repentis. w
В настоящее время в Канаде проблема защиты пшеницы от желтой пятнистости решается успешно. Современные канадские сорта, представляющие больше чем 40 % выращиваемой пшеницы, AC Barrie, АС Cadillac, AC Elsa, Laura, устойчивы к желтой пятнистости (Lamari et al., 1976).
В России на Северном Кавказе сложилась ситуация сходная с канадской. В начале 60-х годов в КНИИСХ был создан и широко внедрялся сорт Безостая 1. Этот сорт еще в 1981 году занимал 68%, а в 1986 году 18,2% посевной площади озимой пшеницы в Краснодарском крае. Значительные площади в «эру Безостой 1» занимали сорта созданные на основе Безостой 1 (Беспалова, Пучков, 2004; Беспалова и др., 2004). Сорт Безостая 1 является среднеустойчивым к бурой ржавчине, поражение бурой ржавчиной этого сорта оценивается при сильном развитии бурой ржавчины до 60% и более. По нашим данным этот сорт восприимчив к желтой пятнистости. Мы полагаем, что в период доминирования в посевах Безостой 1 создались благоприятные условия для накопления инфекционного материала желтой пятнистости. Внедрение же в последующий период времени многих устойчивых и среднеустойчивых к бурой ржавчине сортов освободило листовую поверхность пшеницы для возбудителей пятнистостей, в том числе и для P. tritici-repentis.
В 2004 году в Краснодарском крае возделывались 19 сортов озимой пшеницы, из них к бурой ржавчине были устойчивы и среднеустойчивы 12 сортов, 6 - средневосприимчивы (Беспалова, Пучков, 2004). К желтой пятнистости по нашим данным устойчивы и среднеустойчивы 6 сортов и остальные восприимчивы.
Историческое исследование JI. Ламари (Lamari et al., 2005) демонстрирует необходимость целостного подхода к селекции на устойчивость ко всем болезням. Излишнее ударение в селекции на устойчивость к одной болезни может вести к генетической уязвимости к другой болезни.
Впервые в России нами были выполнены исследования взаимоотношений патогена и растения хозяина в патосистеме род Triticum — возбудитель желтой пятнистости P. tritici-repentis.
С этой целью разработаны лабораторные методы исследования патосистемы. Подобрана оптимальная среда для культивирования патогена, в которую входят соки четырех овощей (V-4). Использование этой среды позволяет получить удовлетворительное спороношение. Применительно к данной патосистеме модифицированы лабораторные методы оценки устойчивости растений пшеницы, позволяющие отбирать устойчивые образцы и проводить гибридологический анализ наследования устойчивости. Модифицирован метод создания в полевых условиях искусственного инфекционного фона для оценки устойчивости; подобрана концентрация споровой суспензии, определен оптимальный период влажности для успешного заражения.
В результате проведения скрининга по устойчивости дана характеристика коллекций видов пшеницы и эгилопсов. Показано, что устойчивые образцы встречаются у всех видов пшеницы. Виды, имеющие одни и те же геномы, различаются по частоте встречаемости устойчивых образцов. Так вид Т. dicoccoides достоверно более устойчив, чем Т. dicoccum; Т. spelta более устойчив, чем Т. aestivum. Особенно велика разница в частоте устойчивых образцов у Т. топососсит и Т. boeoticum.
Мы не обнаружили зависимость частоты встречаемости устойчивых образцов от состава геномов, также как и от плоидности видов. Однако на наш взгляд, прослеживается зависимость частоты их встречаемости от центра происхождения вида.
Известно, что дикий сородич пшеницы - род эгилопсов является ценнейшим материалом для использования в селекционных целях. Род Aegilops, близкий к Triticum, произрастающий в большом количестве в диком состоянии на юге СНГ, в Средней Азии, Иране, Северном Афганистане, Малой Азии и в странах, расположенных по берегам Средиземного моря, в целом повторяет разнообразие свойственное роду Triticum.
Оценка устойчивости видов Aegilops показала, что этот род более устойчив, чем род Triticum. Более правильно было бы сказать, что этот род в целом слабо поражается желтой пятнистостью. Большинство изученных нами видов Aegilops мало отличаются друг от друга по частоте встречаемости устойчивых образцов. Однако у видов Ае. mutica, Ае. caudata, Ае. umbellulata и Ае. columnar is частота встречаемости устойчивых образцов заметно ниже, чем у других видов. Два последних вида, по мнению П.М. Жуковского, (Жуковский, 1971) являются эндемиками Малой Азии; в перечне ареалов распространения двух других видов П.М. Жуковский упоминает регион Малой Азии. Мы считаем, что такое совпадение не случайно. Можно предположить, что в регионе Малой Азии формировались восприимчивые к желтой пятнистости виды эгилопса.
Наиболее высокая частота встречаемости устойчивых образцов наблюдалась у видов Ае. tauschii и Ае. cylindrica, в ареал распространения которых входит регион Кавказа. Поскольку эта зависимость наблюдается и для видов пшеницы, происшедших в регионе Закавказья, то нам представляется возможным возвести его в разряд закономерности. Мы считаем, что регион Закавказья является родиной наиболее устойчивых к желтой пятнистости видов пшеницы и их диких сородичей — эгилопсов.
По мнению Леппика (Leppik, 1967) наиболее устойчивые к видам возбудителей ржавчины формы пшеницы встречаются на совместной родине возбудителя болезни и пшеницы. Поэтому мы предполагаем, что регион Закавказья наряду с другими возбудителями болезней пшеницы является родиной P. tritici-repentis.
Изучение генетики устойчивости некоторых образцов показало, что этот признак контролируется небольшим (одним-двумя) числом генов устойчивости. Такой же результат был получен рядом зарубежных генетиков (Sykes, Bernier, 1991; Duguid, Brule-Babel, 1992; Frohberg, 1982; Duguid, 1995).
Мы не согласны с выводами группы Л. Ламари с сотрудниками (Lamari et al., 1995, 1998) о том, что у всех устойчивых образцов признак устойчивости контролируется одним и тем же рецессивным геном нечувствительности к PtrToxA. Мы полагаем, что ген ответственный за образование токсина у гриба может быть один, но ответная реакция устойчивости может контролироваться разными генами, как того требует сопряженная эволюция по схеме ген-на-ген. На наш взгляд, столь высокое разнообразие образцов устойчивых к болезни по плоидности, по геномному составу, по происхождению не может характеризоваться единообразием в контроле устойчивости. Идентифицированный ген устойчивости tsnl локализован на хромосоме 5В (Faris et al., 1996). Однако виды секции Urartu, Мопососсоп и Timopheevii, также как и все виды Aegilops не содержат генома В, и таким образом ген (гены) их устойчивости должны быть другими, чем tsnl.
Итак, основной итог проведения наших исследований заключается в том, что нами дана характеристика сортов яровой и озимой пшеницы районированных в прошлом и в настоящее время, видов пшеницы, тритикале и видов эгилопса по устойчивости к желтой пятнистости. Создана коллекция источников устойчивости пшеницы к желтой пятнистости, представляющая различные виды пшеницы и эгилопсов. Дана характеристика устойчивости районированных сортов и
YYiT коллекционных образцов Triticale. Изучена генетика устойчивости ряда образцов озимой и яровой пшеницы, что дает возможность прогнозировать характер передачи данного признака потомству в процессе гибридизации при создании устойчивых сортов.
Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Коваленко, Надежда Михайловна, Санкт-Петербург
1. Андронова А.Е. Пиренофороз озимой пшеницы на юго-западе России. // Защита и карантин растений. -2001. № 5. -С. 32.
2. 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.
3. Беспалова Л.А., Пучков Ю.М., Колесников Ф.А. и др. Сорта пшеницы и тритикале. Краснодар. 2004.- 80 с.
4. Богуславский Р.Л., Голик О.В. Род Aegilops L. как генетический ресурс селекции. Харьков. 2003. -160 с.
5. Булат С.А., Мироненко Н.В. ДНК-полиморфизмы фитопатогенного гриба Pyrenophora tritici-repentis II Генетика. -1989. -Т.25, N 11.- С.2059-2063.
6. Вавилов Н.И. Мировые ресурсы хлебных злаков. Пшеница. М. 1964.- 123 с.
7. Гранин Е.Ф., Монастырская Э.М., Краева Г.А., Кочубей К.Ю. Пиренофороз озимой пшеницы на Северном Кавказе. // Защита растений. 1989. №12. - С.21.
8. Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. Л. -1971. -750 с.
9. Жуковский П.М. Критико-систематический обзор видов рода Aegilops // Тр. поприкл. бот. и сел. 1928. Т. 18. Вып. 1, С. 417-609.
10. Каталог мировой коллекции ВИР./ Под. ред.: О.П. Митрофановой; Вып. 726. Озимая мягкая пшеница. Санкт-Петербург. 2000. — 96 с.
11. Культурная флора СССР./ Под ред.: В.Ф. Дорофеева, О.Н. Коровиной. -Л.: Колос, 1979. Т.1. -347 с.
12. Мережко А.Ф. Проблема доноров в селекции пшеницы. Бюл. ВНИИР им Н.И. Вавилова. 1982. - вып. 122. - С. 3-7.
13. Михайлова Л.А., Квитко К.В. Лабораторные методы культивирования возбудителя бурой ржавчины Puccinia recondita Rob. ex. Desm. f. sp. tritici. // Микол. и фитопатол.- 1970. -Т. 4, вып. 3. С. 269273.
14. 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.
15. Одинцова И.Г., Агафонова Н.А., Богуславский Р.Л. Возможность использования гаметоцидных генов в селекции на устойчивость к болезням // Труды IX Всесоюзного совещания по иммунитету растений к болезням и вредителям.- Том 2.- Минск, 1991.- С. 199.
16. Поспехов Г.В. Особенности роста и плодоношения гриба Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs. в культуре. // Миколог, и фитопатол. 1989.- Т. 23, вып. 2. -С. 117-121.
17. Постникова Е.Н. 1999. Желтая пятнистость листьев пшеницы (возбудитель Pyrenophora tritici-repentis) в Узбекистане: Автореф. дис. канд. биол. наук.- Ташкент., 1999. 18 с.
18. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. Минск, 1964. - С.324.
19. Рудаков О.Л. Пиренофороз озимой пшеницы. // Защита растений.-1985. №10. -С. 20.1. Y-/5J
20. Хасанов Б.А. Желтая пятнистость листьев злаков, вызываемая Pyrenopliora tritici-repentis. II Миколог, и фитопатол. 1988. -Т.22, вып. 1. -С. 78-84.
21. Хасанов Б.А. Методы дифференциации пятнистостей пшеницы по симптомам и микроскопическим признакам возбудителей. // Биол. науки. 1990. № 2. - С. 153-159.
22. Adec Е.А., Pfender W.F. The effect of primary inoculum's level of Pyrenophora tritici-repentis on tan spot epidemic development in wheat // Phytopathology.- 1989. -Vol.79, N 8. -P.873-877 .
23. Anderson J.A., Effertz R.J., Faris J.D., Francl L.J., Meinhardt S.W., Gill B.S. Genetic analysis of sensitivity to a Pyrenophora tritici-repentis necrosis-inducing toxin in durum and common wheat. I I Phytopathology. -1999. -Vol. 89, N 4.- P. 293-297.
24. Andersen H. Species of Helminthosporium on cereals and grasses in Denmark. Freesia. -1955. -Vol. 5.- P.80-89.
25. Bankina B. Some aspects of wheat leaf diseases epidemiology in Latvia, 1998-2000. In Book of Abstracts, Conference Healthy Cereals in Kromeriz. -2001.- P. 53.1. J2D
26. Brown D.A., Hunger R.M. Variation in phytotoxin production between isolates of Pyrenophora tritici-repentis // Phytopathology. 1988. -Vol.78, N 12.- P.1526.
27. Brown-Guedira G.L., Gill B.S., Cox T.S., Leath S. Transfer of disease resistance genes from Triticum araraticum to common wheat.// Plant Breed.-1997.- Vol. 116, P.105-112.
28. Ciuffetti, L. M., Tuori, R. P. Advances in the characterization of the Pyrenophora tritici-repentis-wheat interaction.// Phytopathology.-1999. -Vol. 89. -P. 444-449.
29. Conners I.L. Page 5 in 19th Annual Report. // Can. Plant Dis. Surv.1937.
30. Conners I.L. Pages 12-14 in 19th Annual Report. // Can. Plant Dis. Surv. 1939.
31. Cook R.J., Yarham D.J. Occurrence of tan spot of wheat caused by Pyrenophora tritici-repentis on wheat in England and Wales in 1987.// Plant Pathology. 1989. - Vol.38, N 1. - P.101-102.
32. Cox D.J., Hosford R.M.Jr. Resistant winter wheats compared at differing growth stages and leaf positions for tan spot severity // Plant Disease. 1987. - Vol.71, N 10. - P.883-886.
33. Dennis R.W.G., Wakefield E.M. New or interesting British fungi. // Trans. Brit. My col. Soc. -1946. -Vol. 29.- P. 141-166.
34. Diaz de Ackermann M., Hosford R.M.Jr., Cox D.J., Hammond J.J. Resistance in winter wheats to geographically differing isolates of Pyrenophora tritici-repentis and observation on pseudoperitecia // Plant Disease. -1988. -Vol.72, N 12. P.1028-1031.
35. Dickson J.G. Diseases of field crops. McGraw Hill Book Co., New York. -1956.-517 p.
36. Dicdicke H. Uber den Zusammenhang zwischen Pleospora und Helminthosporium arten. Centrablatt fur Bakteriologie und Parasitenkunde Jena. Abt. -1902. Vol. 9. - P. 317-329.
37. Diedicke H. Uber den Zusammehang zwischen Pleospora und Helminthosporium artn II. Centrablatt fur Bacteriologie und Parasitenkunde Jena. Abt. 1903. -Vol. 11. - P. 52-59.
38. Drechsler C. Some graminicolous species of Helminthosporium.lI J. Agric. Res. -1923. -Vol. 24. -P.641-740.
39. Duguid, S. D. Genetics of resistance to Pyrenophora tritici-repentis (Died) Drechs. in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.). Ph.D. thesis. The University of Manitoba, Winnipeg, Canada. 1995.
40. Duguid S.D., Brule-Babel A.L. Inheritance and interaction of spring wheat (Triticum aestivum L.) resistance to race 2 and race 3 of Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs. // Can. J. of Plant Science. -2001. -Vol. 81.-P. 527-533.
41. Dumitras L., Bontea V. Data noi privinol parasitul foliar al griulu Helminthosporium tritici-repentis Diedicke. // Studii si Cercetari de Biologie Vegetala. -1981. -Vol.33. P. 169-172.
42. Effertz R.J., Anderson J.A., Francl L.J. Restriction fragment length polymorphism mapping of resistance to races of Pyrenophora tritici-repentis in adult and seedling wheat.// Phytopathology. 2001. - Vol. 91. - P. 572578.-ize.
43. Ellias E., Cantrell R.G., Hosford R.M. Heritability of resistance to tan spot in durum wheat and its association with other agronomic traits // Crop Sciencc. 1989. - Vol.29, N 2. - P.299-303.
44. Ellis M.B. Dematiaceous hyphomycetes. Commonwealth Mycol. Inst. Kew.-1971.-P.424.
45. Evans C.K., Hunger R.M., Siegerist W.C. Inoculum density and infection efficiency of conidia and conidiophores of isolates of Pyrenophora tritici-repentis. // Plant Disease. 1996. - Vol. 80.- P. 505-512.
46. Farr D.F., Bills G.F., Chamuris G.P., Rossman A.Y. Fungi on Plants and Plant Products in the United States. APS Press, St Paul MN. 1989. 1252 pp.
47. Faris J.D., Anderson J.A., Francl L.J., Jordahl J.G. Chromosomal location of a gene conditioning insensitivity in wheat to a necrosis-inducing culture filtrate from Pyrenophora tritici-repentis. // Phytopathology. 1996. Vol.86, N 5. - P.459-463.
48. Faris J.D., Anderson J.A., Francl L.J., Jordahl J.G. RFLP mapping of resistance to chlorosis induction by P. tritici-repentis. Theor. Appl. Genet. -1997. Vol. 94. - P. 98-103.
49. Fernandez M.R., Clarke J.M., DePauw R.M. Response of durum wheat kernels and leaves at different growth stages to Pyrenophora tritici-repentis II Plant Disease.- 1994.- Vol.78, N. 6. P.597-600
50. Fernandez M.R., Clarke J.M., DePauw R.M. Comparison of durum and common wheat cultivars for reaction to leaf spotting fungi in the field. // Plant Dis. -1996. -Vol. 80.- P. 793-797.
51. Fernandez M.R., Campbell H.L., Knox R.E., Tumbach D., Gerwing P. Saskatchewan wheat disease survey. // Can. Plant Dis. -1997. -Vol. 77. P. 6871.
52. Fernandez M.R., McConkey B.G., Zentner R.P. Tillage and summerfallow effects on leaf diseases of wheat in the semiarid Canadian Prairies.// Can. J. Plant Pathol.- 1998a. -Vol. 20.- P. 138-143.
53. Fernandez, M. R., DePauw, R. M., Clarke, J. M., and Fox, S. L. Discoloration of wheat kernels by Pyrenophora tritici-repentis. // Can. J. Plant Pathol. 1998b. - Vol.20. - P.380-383.
54. Fernandez M.R., DePauw R.M., Clarke J.M. Reaction of common and durum wheat cultivars to infection of kernels by Pyrenophora tritici-repentis.// Can. J. Plant Pathol. 2001. -Vol. 23. - P. 158-162.
55. FrancI H.J., Jordahl J.G. Refined procedures for inoculating wheat seedlings with Pyrenophora tritici-repentis and rating their reaction // Plant Disease. 1994. - Vol.78, N 7. - P.745-748.
56. FrancI L.J. Challege of bioassay plants in a monitored outdoor environment.// Can. J. Plant Pathol.- 1995. Vol. 17. - P. 138-143.
57. FrancI L. Components of the tan spot disease cycle. In: Duveiller E., Dubin H.J., Reeves J., McNab A., Helminthosporium blights of wheat: Spot blotch and tan spot. Mexico. CIMMYT. -1998. -P. 28-36.
58. Friesen T.L., Ali S., Kianan S., FrancI L.J., Rasmussen J.B. Role of host sensitivity to Ptr ToxA in development of tan spot of wheat. // Phytopathology. 2003. - Vol. 93.- P. 397-401.
59. Frohberg R.C. Breeding hard red spring wheat for resistance to tan spot. Page 48 in: Tan Spot of Wheat and Realated Diseases Workshop. R.M. Hosford Jr., ed. North Dakota State University, Fargo. 1982.116 pp.
60. Gamba F.M., Lamari L., Brule-Babel A.L. Inheritance of race-specific necrotic and chlorotic reactions induced by Pyrenophora tritici-repentis in hexaploid wheats.// Can. J. Plant Pathol. 1998. - Vol. 20.- P. 401-407.
61. Ginns J.H. Compendium of Plant Disease and Decay Fungi in Canada, 1960-1980. Canadian Government Publishing Center, Ottawa, Can. -1986.
62. Hirrell M.C., Spradley J.P., Mitchell J.K., Wilson E.W. First report of tan spot caused by Drechslera tritici-repentis on winter wheat in Arkansas // Plant Disease. 1990.- Vol.74, N 3.- P.252 .
63. Hosford R.M. A form of Pyrenophora trichostoma pathogenic to wheat and other grasses // Phytopathology.- 1971. -Vol.61, N 1. P.28-32.
64. Hosford R.M. Propagules of Pyrenophora tritici-repentis. // Phytopathology. 1972. -Vol. 62, N 6.- P. 627-630.
65. Hosford R.M. Fungal leaf spot diseases of wheat in North Dakota.// North Dakota Agric. Exp. Stn. Bull.500. Fargo, ND. -1976.
66. Hosford R.M. Tan spot. Pages 1-24 in: Tan spot of wheat and related diseases workshop. R.M. Hosford ed. North Dakota State University, Fargo. 1982.-116 P.
67. Hosford R.M., Lazer C.R., Hammond J.J. Interaction of wet period and temperature on Pyrenophora tritici-repentis infection and development in wheats differing for resistance // Phytopathology. -1987. -Vol.77, N 7. -P.1021-1027.
68. Hosford R.M., Jordahl J.G., Hammond J.J. Effect of wheat genotype, leaf position, growth stage, fungal isolate and wet period on tan spot lesions // Plant Disease. 1990. -Vol.74, N 5.- P.385-390.
69. Howard R.J., Morrall R.A.A. The epidemiology of leaf spot disease in a native prairie. I. The progression of disease with time. // Can. J. Bot.- 1975. -Vol. 53. P. 1040-1050.
70. Hunger R.M., Brown B.A. Colony color, growth sporulation, fungicide sensibility, pathogenicity of Pyrenophora tritici-repentis // Plant Disease. -1987.- Vol.71, N 10.- P.907-910.
71. Hunger R.M., Siegerist W.C. Infection efficiency of conidia and conidiophores of Pyrenophora tritici-repentis II Phytopatology.- 1994.-Vol.84, N 10.- P.1070.
72. Hussein Т., Bowden R.L., Gill B.S., Cox T.S. Chromosome location of leaf rust resistance gene Lr43 from Aegilops tauschii in common wheat.//Crop Sci.- 1997.- Vol. 37.- P. 1764-1766.
73. Krupinsky J.M. Observations of the host range of isolates of Pyrenophora trichostoma.il Can. J. Plant Pathol.- 1982. -Vol. 4. P. 42-46.
74. Krupinsky J.M. Pyrenophora tritici-repentis, P. bromi, Leptosphaeria nodorum on Bromus inermis in the northern Great Plains. 11 Plant Dis.- 1986.-Vol. 70.- P. 61-64.
75. Krupinsky J.M. Aggressiveness of Pyrenophora tritici-repentis from alternative hosts // Phytopathology. -1988. -Vol.78, N 12.- P.1526
76. Krupinsky J.M. Aggressiveness of Pyrenophora tritici-repentis from barley.// Phytopathology.- 1990. -Vol. 80.- P. 1045.
77. Krupinsky J.M. Grass hosts of Pyrenophora tritici-repentis //Plant Disease. -1992. -Vol.76, N 1. -P.92-95.
78. Maraite H., Bern J.F., Goffin A. Epidemiology of tan spot in Belgium. Advances in tan spot research. Proceedings of the 2-nd Inter-national tan spot workshop. June 25-26. North Dakota State University, Fargo. -1992. -P.73-79.
79. McCallum B.D., Bernier C.C., Lamari L. Generation and utilization of chemical resistant mutants in Pyrenophora tritici-repentis, the causal agent of tan spot of wheat // Can. J. Botany. -1994. -Vol.72, N 1.- P.100-105.
80. Mcintosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat rusts. An atlas of resistance genes// SCIRO. 1995.
81. Mitra M. A leaf spot disease of wheat caused by Helminthosporium tritici-repentis Died.// Indian J.Agric. Sci.- 1934.-Vol. 4.- P. 692-700.
82. Nagle B.J. Inheritance of resistance to Pyrenophora trichostoma in wheat. Diss. Abst. Int., Sect. B. -1981. -Vol. 42, N 3. -P. 868.
83. Nagle B.J., Frohberg R.G., Hosford R.M.Jr. Inheritance of resistance to tan spot of wheat. Page 40-45 in: Tan Spot of Wheat and Related Diseases Workshop. R.M. Hosford Jr., ed. North Dakota State University. Fargo.-1982.
84. Nisicado Y. Preliminary notes on yellow leaf spot diseases of wheat causcd by Helminthosporium tritici-vulgaris Nisikado.// Inst. Agric. Biol. -1928.- Vol.4. -P. 103-109.
85. Olive L.S. Genetics of homothallic fungi // Mycology. -1963. -Vol.55, -P.93-103.
86. Pfender W.F., Wootke S.L. Production of pseudothecia and ascospores by P.tritici-repentis in response to macronutrient concentration // Phytopathology. -1987. -Vol.77, N 8. -P.1213-1216.
87. Pfender W.F., Wootke S.L. Microbial communities of Pyrenophora infested wheat straw as examined by multivariate analysis // Microbial Ecology.- 1988. -Vol. 15, N 1.- P.95-113.
88. Pfender W.F., Sharma U., Zhang W. Effect of water potential on microbial antagonism to Pyrenophora tritici-repentis in wheat residues // Mycol. Res. -1991. -Vol.95, N 3. -P.303-314.
89. Pfender W.F. Ecology of Pyrenophora tritici-repentis in wheat straw. "5th Intern. Mycol. Congr., Vancouver, August 14-21,1994, Vancouver. -1994.- P.171.
90. Piatt H.W., Mo rail R.A., Gruen H.E. The effects of substrate, temperature and photoperiod on conidiation of Pyrenophora tritici-repentis // Can.J.Bot.- 1977. -Vol. 55, N 3,- P.254-259
91. Raymond P.S., Bockus W.W., Normann B.L. Tan spot of winter wheat: procedures to determine host responce // Phytopathology. -1985. -Vol.75, N 6.- P.686-690.
92. Rees R.G., Platz G.J. The occurrence and control of yellow spot of wheat in north-eastern Australia // Aust.J. Exp.Agric. Anim.Husb. -1979.-Vol.19, N 98. P. 369-372.
93. Rees R.G., Platz G.J., Mayer R.J. Susceptibility of Australian wheats to Pyrenophora tritici-repentis. // Aust. J. Agric. Res. -1987.-Vol.39.- P. 141151.
94. Rees R.G., Platz G.J. Effectiveness of incomplete resistance to Pyrenophora tritici-repentis in wheat // Aust.J. Agric. Res. -1989. P.43-48.
95. Rees R.G., Platz G.J. Tan spot and its control some Australian experiences advances in tan spot research. Proceedings of the 2-nd International tan spot workshop. June 25-26, North Dakota State University, Fargo.- 1992. P.l-9.
96. Riaz M., Bockus W.W., Davis M.A. Effects of wheat genotype, time after inoculation and leafage on conidia production by Drechslera tritici-repentis // Phytopathology. -1991. -Vol.81, N 10.- P.1293-1302.
97. Riede C.R., FrancI L.J., Anderson J.A., Jordahl J.G., Meinhardt S.W. Additional sources of resistance to tan spot of wheat.// Crop Sci.- 1996.-Vol.37.- P.771-777.
98. Sah D.N. Effect of leaf wetness duration and inoculum level on resistance of wheat genotypes to Pyrenophora tritici-repentis // Phytopathology. -1994.- Vol.84, N 3.- P.324-330.
99. Sarova J., Hanzalova A. Races of Pyrenophora tritici-repentis in the Czech Republic. In: A complex of leaf spot diseases of cereals and their effective control. Kromeriz.- 2003. - P. 30-33.
100. Sarova J. Wheat leaf spot disease Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs. Summary of Ph. D. Thesis. Prague. 2004. -p.15.
101. Schilder A.M.C., Bergstrom G.C. Variation in virulence and aggressiveness within the population of Pyrenophora tritici-repentis in New York // Phytopathology. -1990. -Vol.80, N 1. -P. 84-89.
102. Schilder A.M.C., Bergstrom G.C. Infection of wheat seed by and seed transmission of Pyrenophora tritici-repentis Proceedings of the 2-nd International tan spot workshop. June 25-26, North Dakota State University, Fargo.-1992. P.56-60.
103. Schilder A.M.C., Bergstrom G.C. Infection of wheat seeds by Pyrenophora tritici-repentis // Can.J.Bot. -1994. -Vol.72.- P.510-519.
104. Shoemaker R.A. Pyrenophora phaeocomes (reb. Ex. Fr.) Fr. // Can. J. Bot. -1961. -Vol. 39.- P. 901-908.
105. Shoemaker R.A. Drechslera Ito.// Can. J. Bot. -1962. -Vol. 40. -P. 809836.
106. Singh P. K., Hughes G. R. Genetic control of resistance to tan necrosis induced by Pyrenophora tritici-repentis, races 1 and 2, in spring and winter wheat genotypes.// Phytopathology. -2005. -Vol. 95, N2. -P. 172-177.
107. Sisson N.D., Lamari L. Effect of continuous and interrupted leaf wetness on the infection process of Pyrenophora tritici-repentis in chlorotic1. V3rand necrotic wheat cultivars // Phytopathology. -1994,- Vol.84, N 10, P.1071.
108. Sprague R. Diseases of Cereals and Grasses in North America. Ronald Press Co., New York.- 1950. -538 pp.
109. Stock W.S., Brulr-Babel A.L., Penner G.A. A gene for resistance to a necrosis-inducing isolate of Pyrenophora tritici-repentis Located on 5BL of Triticum aestivum cv. Chinese Spring.// Genome. -1996. -Vol. 39.- P. 598604.
110. Strelkov S.E., Kowatsch R.F., Ballance G.M., Lamari L. Occurrence and expression of ToxB in races of Pyrenophora tritici-repentis. // Procecd. -2003.- P.15-18.
111. Sykes E.E., Bernier C.C. Qualitative inheritance of tan spot resistance in hexaploid, tetraploid and diploid wheat // Can. J. Plant Pathol.-1991. -Vol.13, N 1.- P.38-44.
112. Tekauz A. Distribution, severity and relative importance of leaf spot disease of wheat in western Canada in 1974.// Can. Plant Dis. Surv. -1976.-Vol. 56. P.36-40.
113. Tomas A., Bockus W.W. Cultivar-specific toxicity of culture filtrates of Pyrenophora tritici-repentis. // Phytopathology. -1987. -Vol. 77, N 9. P. 13371340.
114. Valder P.G., Shaw D.E. Yellow spot disease of wheat in Australia. Proc. Linn. Soc. N.S.W.- 1953. -Vol. 77. -P. 323-330.
115. Wehmeyer L.E. Studies in the genus PleosporaA.il Mycology. -1949. -Vol. 41.- P. 565-593.
116. Wehmeyer L.E. On the status of generic names Pyrenophora and Pleospora.il Mycology. -1953. -Vol. 45. P. 562-571.
117. Wiese M.V. Yellow leaf spot or tan spot. In Compendium of wheat diseases. The American Phytopathological Society.- 1977.- P. 41.
118. Wolf E. D., Effertz R. J., Ali S., Jordahl J. G. Vistas of tan spot research.//Can. J. Plant Pathol.- 1998. -Vol. 20. -P. 349-370.
119. Zamorski C., Schollenberg M. The occurrence of tan spot of wheat and triticale in Poland.// Genetica Polonica. 1994 . Vol. 33.- P. 375-378.
120. Zhang W., Pfender W.F. Effects of wetting period duration on ascocarp suppression by selected antagonistic fungi in wheat strow infected with Pyrenophora tritici-repentis // Phytopathology. -1993. -Vol.83, N 2. -P.1288-1293.
121. Zhang X, Jin Y. Sensitivity to Ptr ToxA and tan spot infection responses in Aegilops / Tricicum complex. // Can. J. Plant Pathol. -1998. Vol. 20. -P. 415-418.
-
Коваленко, Надежда Михайловна
-
кандидата биологических наук
-
Санкт-Петербург, 2005
-
ВАК 06.01.11
- Структура популяции возбудителя желтой пятнистости листьев пшеницы на Северном Кавказе и элементы биологизированной защиты от патогена
- Эпифитотийные особенности пиренофороза озимой пшеницы (возб. Pyrehophora tritici-repentis) в Западном Предкавказье
- Доноры устойчивости ячменя к возбудителю сетчатой пятнистости и генетический контроль взаимоотношений в системе растение-патоген
- Фитопатогенные грибы из родов Bipolaris, Curvularia, Drechslera и Exserohilum в Средней Азии и Казахстане
- Молекулярно-генетические механизмы специализации возбудителей "гельминтоспориозных" пятнистостей зерновых культур
