Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Закономерности изменчивости популяций возбудителя бурой ржавчины и генетический контроль устойчивости пшеницы к болезни

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Закономерности изменчивости популяций возбудителя бурой ржавчины и генетический контроль устойчивости пшеницы к болезни"

рГ5 ОД 1 5 Г\:-л

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

си

На правах рукописи

МИХАЙЛОВА Людмила Александровна

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ ВОЗБУДИТЕЛЯ БУРОЙ РЖАВЧИНЫ И ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ К БОЛЕЗНИ

Специальность: 06.01.11 - Защита растений

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора биологических наук в форме научного доклада

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1996

Работа выполнена во ьсероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (г.Санкт-Петербург).

Официальные оппоненты,- доктор сельскохозяйственных наук, профессор Э.А.Власова;, доктор биологических наук, профессор Ю.Т.Дьяков; доктор биологических наук, профессор А.Ф.Мережко

Ведущее учреждение; Главный Ботанический Сад РАН

на заседании Диссертационного Совета Д 020.01.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений по адресу: 189620 г.Санкт-Петербург-Пушкин, шоссе Подбельского, дом 3, ВИЗР.

С диссертацией в форме научного доклада можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений (ВИЗР).

Диссертация в форме научного доклада разослана " о " 1996 г. ^

Защита состоится

1996 года в

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических наук

Г.А.Наседкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Актуальность исследований. Бурая ржавчина пшеницы, вызываемая грибом Puccinia recóndita Rob.ex Desm f.sp. tritici,наносит существенный урон производству зерна в России, особенно в районах Поволжья, Северного Кавказа, Центрально-Черноземном районе, где она развивается практически ежегодно, нередко достигая эпифито-тийного уровня. В Поволжье и в прилегающих районах в годы эпифи-тотий ржавчины потери зерна достигают 20-30% и более; при умеренном поражении растений, которое наблюдается почти ежегодно, урожай снижается на 5-10Х (Лебедев В,В. и др.,1994). Л.В.Мешкова сообщила, что потери урожая от бурой ржавчины в Западной Сибири и Зауралье составляют в годы эпифитотий 30Z и более (Мешкова,1979). В среднем по СНГ по данным А.Е.Чумакова ежегодные потери урожая от бурой ржавчины составляют 4 - 6 Z (Чумаков, 1958), в условиях эпифитотий 50 - 70% (Степанов, Чумаков, 1956).

Наиболее рациональным способом защиты от болезни является использование устойчивых сортов пшеницы. Вместе с тем, изменчивость популяций патогена по признаку вирулентности к культивируемым сортам и ограниченность числа пригодных для селекции генов устойчивости заставляют искать доноры новых генов устойчивости и способы длительного сохранения их эффективности. Контроль бурой ржавчины пшеницы в пределах эпидемиологической зоны может быть действенным лишь при условии научно-обоснованного использования генов устойчивости. Устойчивость утрачивается быстро в тех случаях, когда устойчивый сорт выращивается в одной из частей эпидемиологической зоны при отсутствии такового на соседних территориях, или, если на больших площадях выращиваются сорта пшеницы с идентичными генами. Генетическое разнообразие устойчивости позволяет стабилизировать состояние популяции гриба. Одним из способов его создания является использование в разных регионах определенных групп генов устойчивости. Осуществление контроля болезней злаков, вызываемых аэрогенными патогенами, таких как возбудители ржавчины, мучнистой росы, посредством территориального размещения ге-

■ нов устойчивости вполне реально; при этом не имеет значения, ка-

■ ким образом эти гены будут организованы в сортах, будет ли это смесь линий с разными генами устойчивости или это будет сорт конвергентный. Программа территориального размещения генов устой-

чивости может быть выполнена при условии определения ареалов популяции и путей миграции спор. Естественно, что при этом также необходимым условием является наличие достаточно обширного банка генов устойчивости, которые можно было бы рекомендовать для использования в селекции в различных частях эпидемиологической зоны бурой ржавчины пшеницы.

Дели исследования. Усовершенствовать биологический контроль бурой ржавчины базирующийся на использовании устойчивых сортов пшеницы. Изучить структуру и закономерности изменчивости популяций возбудителя болезни и оценить их значение для определения стратегии контроля. Создать коллекцию источников и доноров устойчивости, пригодных для использования в селекционном процессе. Для достижения цели было необходимо провести комплексное изучение патогена и растения-хозяина и реиить следующие задачи:

1) Определить географическое распределение популяций возбудителя бурой ржавчины на территории бывшего СССР, возможные пути и интенсивность миграции спор гриба. Эта задача могла быть решена при условии создания набора тестеров (сортов-дифференциаторов) признака вирулентности.

2) Предложить схему территориального размещения генов специфической устойчивости на территории СНГ.

3) Выяснить особенности естественного отбора по признаку вирулентности в популяции патогена в зависимости от свойств устойчивости растения-хозяина, как основного механизма изменчивости популяций.

4) Отобрать источники специфической и неспецифической устойчивости мягкой пшеницы и эгилопсов к бурой ржавчине.

5) Изучить характер наследования устойчивости некоторых образцов мягкой пшеницы и создать банк доноров эффективных генов устойчивости.

Научная новизна.

Определены закономерности изменчивости популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы Puccinia recóndita Rob. ex Desm.f.sp.triti-ci, связанной с естественным отбором и миграцией спор гриба. Выявлено дифференциальное взаимодействие неспецифической устойчивости и признаков вирулентности патогена, определяемых с помощью

моногенных линий серии Thatcher. Показано, что неспецифическая устойчивость тетраплоидвых и гексаплоидной мягкой шеницы избирательно влияет на отбор клонов гриба, различающихся по вирулентности (Михайлова, Бороданенко, 1976; Михайлова, Метревели, 1979; Михайлова, Метревели, 1982; Михайлова, Метревели, 1986).

Выявлена независимая от генов вирулентности генетическая система адаптации клонов гриба по отношению к местным растениям-хозяевам, определяющая выживаемость клонов-мигрантов в популяции гриба (Михайлова, Метревели, 1986).

Разработан оригинальный набор сортов-дифференциаторов, позволивший выявить фенотипический состав популяций с большей эффективностью, чем общеизвестный набор моногенных линий серии Thatcher (Тырышкин, Михайлова, 1989).

Выявлены ареалы популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы на территории бывшего СССР и определена вероятность миграции спор между ними. На основании полученных данных предложена схема территориального размещения геноЕ устойчивости (Михайлова, Васильев, 1985, Михайлова, Тырышкин, 1989, Михайлова, 1995а, 19956,1996) Впервые в России был проведен долгосрочный (в течение 25 лет) анализ одной и той же популяции патогена, позволивший наблюдать характер изменений частот признаков вирулентности и фенотипов в ретроспективе (Михайлова, Абдуллаев, Шеломова, в печати).

Впервые разработал комплекс методик для лабораторных исследований взаимоотношений патогена и растения-хозяина (Михайлова, Квитко,1970; Левитин, Михайлова, Афанасенко, 1981; Михайлова, Одинцова, Афанасенко, 1982; Михайлова,Тырышкин, 1988),

Практическая значимость и реализация результатов исследования. Создал банк источников и доноров генов специфической и неспецифической устойчивости к бурой ржавчине. В результате оценки 1776 образцов пшеницы коллекций ВИР, выявлено 332 образца с высокой специфической устойчивостью. Сведения об устойчивости образцов пшеницы опубликованы в двух каталогах ВИР (Берлянд-Кожевников, Михайлова, Бороданенко, 1975; Новикова, Михайлова и др., 1987). Дана характеристика видов АедПорэ по специфической устойчивости к популяциям возбудителя бурой ржавчины. Данные оценки на устойчивость переданы в отдел пшениц ВИР. Впервые изучен генетический контроль устойчивости у 43 образцов мягкой

яровой и озимой пшеницы; в результате анализа наследования устойчивости существенно пополнен имеющийся в распоряжении селекционеров банк генов устойчивости; 11 выявленных нами генов могут быть рекомендованы для практической селекции (Михайлова и др., 1987; Михайлова и др., 1990 ; Гультяева, Михайлова,. Одинцова, 1993; Mikhailova et al., 1994; Михайлова, Гультяева, 1994).

С использованием генетически изученных доноров устойчивости нами были созданы 12 устойчивых аналогов ярового сорта Кинельская 89, которые служат первичным материалом в селекции устойчивых сортов яровой пшеницы в Поволжском НИИ селекции и семеноводства ш. П.Н.Константинова; 22 генетически изученных донора устойчивости и 13 устойчивых аналогов озимого сорта Казанская 29 переданы в НПО "Нива Татарстана"; доноры устойчивости озимой пшеницы использованы в совместных с Т.Г.Деровой работах по созданию устойчивых аналогов сорта Тарасовская 29 в НПО "Дон"; доноры устойчивости переданы также в Казахский НИИЗ (Алма-Атинская обл.), Узбекский .НИИЗ (Галля-Арал).

Выявлены различия по неспецифической устойчивости видов пшеницы. Показано, что образны мягкой пшеницы, в течение длительного срока сосуществующие с популяцией патогена (староместные образцы Закавказья и староместные европейские), обладают более высокой горизонтальной устойчивостью по сравнению с новыми селекционными образцами (Михайлова, Богуславский» 1984). Донорами леспецифичес-кой устойчивости могут также служить виды тетраплоидной пшеницы Triticum persicum и T.durum.

Показано, что в составе популяции патогена могут произойти радикальные перемены в течение одного вегетационного сезона, что необходимо учитывать при определении ареалов популяций и путей миграции спор.

Предложена схема территориального размещения генов специфической устойчивости на территории бывшего СССР.

Созданный нами комплекс методик лабораторных исследований взаимоотношений в системе возбудитель бурой ржавчины - пшеница широко используется в ряде научно-исследовательских институтов и селекцентров бывшего СССР.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на V, VI, VII, VIII, IX Всесоюзных совещаниях по иммунитету растений к болезням и вредителям; на II, III, IV, V, VI Всесоюзных съездах

~~ !* ~

Всесоюзного общества генетиков и селекционеров им. Н.И.Вавилова; на XII Международном Ботаническом конгрессе, Ленинград, 1975 г.; на IX Международном конгрессе ЕУКАРПИА, Ленинград, 1980 г.; на координационных совещаниях по селекции пшеницы в г. Мироновна в 1981 г. и г.Бельцы в 1984 г.; на XIV Международном генетическом конгрессе, Москва, 1981 г.на Всесоюзном совещании по изменчивости фитопатогенных грибов, Рига, 1982; на Международной конференции по устойчивости растений к болезням и другим стрессовым факторам, Болгария, Генерал-Тошево, 1990 г.; на рабочем совещании по надзору за генами вирулентности фитопатогенных грибов в рамках СЭВ, ГДР, Ашерслебен, 1981 г.; на совместном собрании отдела микологии, фитопатологии и отдела генетики Института сельскохозяйственных исследований Индии, Нью-Дели, 1982 г.: на IV национальном совещании по иммунитету, Болгария, Варна, 1994 г.; на конференции "75 лет фитопатологических исследований в Ашерслебене", Германия, 1995 г.; на I Всероссийском съезде по защите растений, Санкт-Петербург, 1995 г.

Прочитаны лекции на 3 Всесоюзных школах по генетике грибов ВОГиС и ежегодных Семинарах по повышению квалификации работников селекционных и научно-исследовательских учреждений (1976-1994 гг.).

Публикация исследований. Материалы исследований опубликованы з 4 книгах.издательств "Колос" и "Наука", в 2 каталогах ВИР, в Справочнике "Методы экспериментальной микологии", в 5 методических указаниях ВИР и ЕИЗР, в журналах "Микология и фитопатология", "Генетика", "Успехи генетики","Сельскохозяйственная биология". Всего опубликовано 78 работ.

Основные положения выносимые на защиту.

1) Новые представления о распределении популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы на территории СНГ и рациональном размещении генов устойчивости в ареале возделывания пшеницы.

2) Закономерности изменчивости популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы, в частности, роль естественного отбора по признаку вирулентности и миграции спор на формирование ее структуры.

3) Концепция дифференциального взаимодействия неслецифичес-кой устойчивости пшеницы к болезни и признаков вирулентности патогена. Обосновывается положение об отборе на образцах пшеницы с

неспецифической устойчивостью лишь по некоторым признакам вирулентности. В связи с этим пересматриваются существующие мнения относительно характера естественного отбора по "лишним" генам вирулентности и роли восприимчивого компонента в мультилинейных сортах и сортосмесях.

4) Принцип подбора источников неспецифической устойчивости среди образцов пшеницы, прошедших длительный путь коэволюции с возбудителем болезни.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Эксперименты проводились в лаборатории иммунитета растений к болезням ВИЗР (1975 - 1993 гг.), в лаборатории микологии и фитопатологии ЕИЗР (1994-1995 гг), на Дагестанской опытной станции ВИР (1966-1975 гг.). В проведении экспериментов принимали участие аспиранты Т.Г.Метревели, Т.Г.Дерова, Л.Г.Тырышкин, Е.И.Гультяева, и сотрудник Дагестанской опытной станции ВИР К.М.Абдуллаев.

Работа выполнена по программе фундаментальных исследований ВИЗР, а также договоров о творческом сотрудничестве с Всероссийским НИИ растениеводства им.Н.И.Вавилова, с институтом пшеницы и подсолнечника Болгарии (г.Толбухин), с Поволжским НИИ селекции и семеноводства им. П.Н.Константинова.

Работа поддержана фондом РАН и Научного совета по ГНТП "Приоритетные направления генетики".

Методы исследования.

Комплекс методик лабораторных исследований Р. recóndita был разработан нами и впервые опубликован в 1970 г. (Михайлова, Квитко), впоследствии они были включены в Справочник "Методы экспериментальной микологии" (Михайлова, Одинцова, Афанасенко, 1982); в 1985-1988 гг. они были усовершенствованы (Михайлова, Тырыикин, 1988). Методики основаны на технике культивирования отрезков листьев растений пшеницы в 40 ррт растворе бензимидазола; в сравнении с оранжерейными, предложенные нами лабораторные методики пойьойяют о относительно малыми затратами инфекционного и растительного материала и соблюдением требований, предъявляемых к микробиологическим исследованиям, размножать инфекцион-

ный материал, тестировать вирулентность большого числа клонов гриба и специфическую и неспецифическую устойчивость большого числа образцов пшеницы, оценивать расщепление по устойчивости в гибридных популяциях растений.

Структуру природных популяций патогена изучали с использованием метода сравнительного анализа фенотипического состава образцов популяций, собранных в различных географических точках. Фенотипы клонов гриба определяли с помощью моногенных линий сорта Thatcher и предложенного нами набора сортов-дифференциаторов (Ты-рышкин, Михайлова, 1989). Для определения сходства образцов популяций была использована формула г = 2 min (рь Qi).. где Pj и q2 -минимальная частота фенотипа в одном из двух сравниваемых образцов (Животовский, 1979; Тырышкин, Михайлова,1989). Для обозначения фенотипов принят модифицированный метод Хэбгуда (1970).

Направление естественного отбора определяли методом анализа фенотипического состава природных популяций в течение вегетационного периода пшеницы на различных растениях-хозяевах, а также используя модельные популяции. Популяции составляли из двух штаммов гриба маркированных признаками вирулентности. Смесь штаммов культивировали в течение нескольких генераций на растениях различных сортой пшеницы и образце эгилопса проявляющих одинаковый тип реакции ко всем опытным штаммам гриба, но различающихся по показателям количественной, неспецифической устойчивости. Представленность штаммов после очередной генерации определяли путем изоляции выборки клонов и определения наличия у них маркирующего признака.

Генетический контроль устойчивости изучали методом гибридологического анализа. Оценивали расщепление по устойчивости в и Fs, полученных в результате скрещиваний устойчивых образцов с восприимчивыми сортами Саратовская 29, Michigan Amber, Тарасовс-кая 29; скрещивания с тестерными линиями Thatcher, носителями известных эффективных генов 1г9, Lri9, Lr23, Lr24 и диаллельные скрещивания устойчивых образцов по половинной схеме. Наличие в генотипах пшеницу гена Lr23 и других известных генов, включенных в серию линий Thatcher, определяли посредством фитопатологическо-го теста.

СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ ВОЗБУДИТЕЛЯ БУРОЙ РЖАВЧИНЫ ПШЕНИЦЫ НА ТЕРРИТОРИИ СНГ; АРЕАЛЫ ПОПУЛЯЦИЙ И НАПРАВЛЕНИЯ МИГРАЦИИ ОТОР

Известно., что споры возбудителей ржавчины злаков переносятся воздушными потоками на большие расстояния. В связи с этим, для выявления ареалов популяций этих грибов целесообразно исследовать образцы популяций, собранные на обширных территориях, охватывающих ареал возделывания культуры растения-хозяина. Сравнительный аналчз стенотипического состава популяций остается пока наиболее надежным способом определения ареалов популяций и направления миграции спор фитолатогеняых грибов. Этот способ широко использовался в разных странах. Ролфс А.П.(RoeIfs,1974), исследуя популяции возбудителя стеблевой ржавчины Puccinia graminis f.sp.tritici на северо-американском континенте, определил, что в штате Техас клоны гриба, относящиеся к расе QSH, встречались с частотой 61%, тогда как в штате Миннесота таких рас не найдено; общими в этих штатах оказались лишь малопредставленные расы. Это,'по мнению автора, свидетельствует о наличии разных популяций Р.graminis на исследуемой территории. Лонг Д.Л. íLong\ 1986) сравнил фенотипи-ческий состав популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы в 8 агроклиматических зонах США. Основываясь на распределении частот фенотипов он определил, что популяция западного региона резко отличается от популяции восточного региона и Великих Равнин. Сам-борский Д.Д. (Safiborski,l990) сообщил, что в Канаде имеются 3 популяции Р.recóndita: 1- на территории провинций Британская Колумбия и Южная Альберта, 2 - провинций Манитоба, Саскатчеван и Северная Альберта, 3 - провинций Онтарио, Квебек и Маритиме. Стабс Р.В. предположил существование 10 популяций возбудителя'желтой ржавчины Р. striiformls на Евроазиатском континенте, различающихся по спектру рас (Stvbbs, 1985).

Направление миграции спор Р.recóndita на территории СССР было исследовано Одинцовой И.Г. и Шеломовой Л.Ф. (1977); по характеру изменения частот встречаемости клонов гриба с "новой" вирулентностью к сортам Аврора и Кавказ в Европейской и Азиатской частях СССР они определили, что споры гриба мигрировали с Северного Кавказа в направлении на север, северо-восток, а также в направлении на Северный Казахстан и Западную Сибирь.

В наших исследованиях (Михайлова. Васильев, íaes1), с использованием для тестирования вирулентности Р.recóndita серии линий сорта Thatcher, в 1981-1984 гг. обнаружено полное отсутствие сходства по фенотипическому составу между популяцией Кавказа (Грузия, Азербайджан, Дагестан, Сев.Осетия, Чечено-Ингушетия) с популяциями европейской и азиатской территорий СССР. Главным образом, отличие заключалось в том, что клоны, авирулентные к линиям с генами Lrl и Lr2a, встречались с высокой частотой в образцах популяций с Кавказа и отсутствовали или встречались очень редко в европейских и азиатских образцах. Это обстоятельство дало возможность вычленить кавказскую популяцию гриба, изолированную от европейской популяции. Четкое отличие по стенотипическому составу образцов популяций с Кавказа от европейских и азиатских образцов наблюдалось и в 1985 - 1987 гг. (Михайлова, Тырышкин, 1989). Отличие закавказской популяции Р.recóndita от популяции европейской части СССР по частотам встречаемости клонов, вирулентных к Lrl и Lr26 выявлено также Сорокиной Г.К. и соавторами (1990).

Однако сравнительный анализ фенотипического состава на территории бывшего СССР, впрочем, как и в странах Европы, был затруднен тем, что набор линий сорта Thatcher имел низкую дифференцирующую способность; подавляющее большинство этих линий были восприимчивы практически ко всем клонам из разных популяций.

В 1985 г. для определения фенотипов патогена нами был предложен набор из 9 сортов-дифференциаторов, в который вошли линии сорта Thatcher с генами Lrl и Lr2a, сорта Кавказ (Lr26), SNW N5, к 47700, Гуан-фу-най, Jubiley, Magnus, Majestic, а также линия сорта Magnus, у которой имеется один из двух генов устойчивости этого сорта (Тырышкин, Михайлова, 1989). Гибридологическим анализом было показано, что все вновь предлагаемые сорта-дифференциаторы имеют разные гены устойчивости; методом фитопатологического теста доказано, что гены этих сортов не идентичны генам моногенных линий Thatcher.

Мы полагаем, что для выявления ареалов популяций и параметров миграции спор методически правильно определять степень сходства по фенотипическому составу между образцами популяций, а не различия между ними. Существование достоверных различий мы наблюдали даже между споровыми образцами, собранными с разных растений-хозяев, например, разных видов пшеницы, растущих на соседних

делянках одного ноля (Михайлова, Вороданенко, 1976.; Михайлова, Метревели, 1986). Такого рода различия являются результатом естественного отбора, обусловленного свойствами растения-хозяина, создающего различающиеся по составу группы клонов гриба в рамках единой генеральной популяции. Показатель же степени сходства отражает интенсивность миграции спор в пределах географического района и, следовательно, степень изоляции между совокупностями особей патогена. Мы разделяем сходство на низкое и высокое, не вкладывая в это разделение какого-либо биометрического обоснования в связи с тем, что понятие величины сходства применительно к популяциям Р.recóndita, по нашему мнению, является условным по ряду причин. Прежде всего, условность определяется неточностями в определении сходства, связанными с невозможностью достижения репрезентативности выборки особей (клонов гриба). Методически правильный сбор образцов можно было бы осуществить в ходе экспедиций, проведение которых на огромной территории СССР нереально. В то же время, по нашему убеждению, для определения ареалов популяций и направления миграции спор аэрогенного патогена Р.recóndita необходимо проведение масштабных исследований, охватывающих как можно более обширную 'территорию в течение одного вегетационного сезона. В связи с этим,мы пользовались образцами популяций, присылаемыми из различных биологических организаций.

В период 1988 - 1993 гг. образцы популяций были собраны в 5 географических точках Кавказа (Мцхета, Баку, Дербент, Хасав-Юрт, Владикавказ), в 24 точках Европейской части СНГ (включая образцы из Краснодарского края и Ростовской области.) и в 8 точках азиатской части. Всего было выделено 2479 клонов гриба.

Ежегодное наблюдение' популяций позволило определить наличие изоляции между совокупностями клонов гриба из различных географических районов (Михайлова, 1995а, 19956). Обнаруженные закономерности в распределении фенотипов гриба в пространстве дают нам основание суммировать данные ежегодных анализов популяций по следующим регионам: Кавказ (Предкавказье и Закавказье), западно-европейская часть СНГ, Поволжье, западно-азиатская часть.

Было определено, что в разных регионах доминируют разные.фенотипы гриба. Характеристика доминирующих фенотипов представлена в таблице 1. В таблице 2 показаны частоты встречаемости фенотипов в регионах. Определено, что на Кавказе доминирующим в 1988, 1989, 1990, 1993 гг. был фенотип 322. В 1991 г. в этом регионе произош-

Таблица 1

Тип инфекции на сортах-дифференциаторах доминирующих в популяциях фенотипов Р,recóndita f.sp.tritici

) !Фено- 1....... i Тс i |TC i ]Кав- I ! 1 |SNW |к477СЮ|Гуан i IJubi- 1 " ! ■ ■ ■ SMag-jMaje- i l |Mag¡

|тип |Lrl 1!_г2а|каз i i ¡N 5 ! i i (фу-най|ley i i ¡nus i Istic i 1 1 i i

1 75 ¡ s S 5 p R R R s R l s !

S 322 1 н R S S R S S R; S R;!

! 430 1 s S R R R S s R s s ¡

1 474 i s s R R R R s S R s !

i 772 1 R t R R R R R s R; S R;l

Примечание: R, R;- реакция устойчивости, S - восприимчивости.

ла резкая смена состава популяции; фенотип 322 был замещен фенотипом 772. В 1993 г. доля последнего значительно уменьшилась. В европейском регионе в 1988, 1989, 1990 гг. доминирующим был фенотип 430, однако его доля резко уменьшилась в 1991 г., а доля фенотипа 772 возросла, составив 86£; величина его доли сохранилась до 1993 г. (82%). В Поволжье,в течение всех лет исследования, обнаруживались фенотипы 474 и 772; за исключением 1991 г., ежегодно присутствовал фенотип 430. В 1991 г. заметно возросла доля фенотипа 772. В азиатской части СНГ (Средний и Шный Урал, Северный Казахстан, Западная Сибирь) доминировал фенотип 474, с достаточно высокой частотой встречался фенотип 75.

В течение всех лет обнаруживалось низкое сходство азиатских образцов популяций с кавказскими и европейскими (за исключением поволжских)(табл.3). Наличие низкого сходства позволяет предположить существование изоляции между европейской и азиатской, кавказской и азиатской популяциями. Образцы из Поволжья показывают высокое сходство как с прочими европейскими образцами, так и с азиатскими. Мы полагаем, что Поволжье служит пограничной зоной, где наблюдается совмещение азиатской и европейской популяций гриба.

Кавказские образцы популяций проявили полное отсутствие сходства с европейскими и азиатскими образцами в 1988 г.; в 1989-1993 гг.наблюдалось довольно высокое сходство между кавказс-

кими и европейскими образцами за счет присутствия в кавказских образцах "европейских" фенотипов 430 и 772, а в европейских образцах "кавказского" фенотипа 322. Сходство кавказских образцов и азиатских, по-прежнему, либо отсутствовало, либо оставалось низким.

Степень сходства между образцами популяций, собранными в разные годы в одном и том же регионе, показана в табл. 4. Образцы кавказской популяции в 1988-1990 гг. практически не изменялись по фенотилическому составу; в 1991 г.фенотип 322 среди 30 клонов кавказского образца популяции обнаружен не был; в 1992 г. его численность составила 8%, а в 1993 г. она возросла до 48 %. В европейской популяции, включая Поволжье, ежегодно наблюдалась смена состава: в 1989, 1990, 1991 гг. он менялся практически наполовину в образцах из западно-европейской части СНГ и в той же мере почти ежегодно в Поволжье. В сравнении с европейской популяцией, азиатская сохранялась практически в одном и том же составе в течение всего периода исследования.

Основываясь на полученных данных можно предположить, что миграция спор оказывает большое влияние на состав европейской и кавказской популяций гриба. Миграция, вероятно, является двусторонней. Вместе с тем, миграция спор между западно-европейской и азиатской территориями СНГ либо отсутствовала, либо была незначительной, что позволило сохраняться азиатской популяции стабильной.

В объяснение выявленных различий по фенотилическому составу образцов популяций на территории СНГ можно предположить: 1- существование адаптации фенотипов в отношении климатических факторов свойственных регионам, 2 - различие в составе коммерческих сортов пшеницы в регионах, 3 - существование физических барьеров для миграции спор. Любое из этих явлений могло бы повлиять на фе-нотипический состав популяций патогена, однако последний фактор -физическая изоляция популяций - представляется нам наиболее значимым.

Зона возделывания пшеницы на территории СНГ является практически беспрерывной. Динамика фенологии пшеницы в пространстве может обеспечить беспрепятственное продвижение спор в направлении с запада на восток. Выращиваемые сорта как озимой, так и яровой пшеницы в России восприимчивы к бурой ржавчине, в лучшем случае, они обладают частичной устойчивостью. Единственным

Таблица В

Фенотипический состав популяций Р.recóndita f.sp.triticl в 1988 - 1993 гг., X

! ...... ■ г ...... 1

I Фенотип i 1988 Г. 1 Ц989 г. 1990 г. 1991 Г. '1992 г. 1 11993 г. ¡ i i

1 1 1 1 1 2 1 з 4 5 1 6 1 i ! 7 I

| i 1 1

i

Кавказ

| 22 1 1

| 77 3

i '322 100 71 73 8 48 !

! 422 1

¡ 430 16 25

! 472 з 1

I 474 1 3 I

í 772 9 93 92 42 1

iВсего клонов:48 68 93 30 26 33

Европейская часть СНГ

! 20 5 1

| 22 3 6 2 (

! 30 16 13 3

! 70 1 1

i 320 1 1

í 322 14 11 7 5 з !

! 420 3 5 2 |

| 422 3

| 430 44 51 32 '1 5 1 1

j 474 1 3 1

| 720 3 2

í 772 29 3 29 86 88 82 |

i Всего

I клонов: 256 117 271 81 130 225 |

географическим барьером для распространения спор могут служить Уральские горы. В качестве другого физического фактора препятс' твующего распространению спор Р.recóndita можно рассматривать направление воздушных потоков.

продолжение табл. Z

1 1 ! 1 1 1 1 .........г 2 1 | 3 ! 1 I 4 | 1 1 1 5 I 1 6 | | 1 7 1

Поволжье

| 22 7 2 I

! 30 1 5 3

! 70 3 21

! 75 б 7 10 1

! 77 2 I

| 322 5 4 3 1 !

! 420 3 2 2 !

| 422 3 7

I 430 12 70 36 24 31 |

| 474 38 15 42 44 14 14 1

I 720 12 |

I 730 7

| 772 7 10 5 49 24 25 |

1Всего клонов:148 20 74 45 29 169 |

! Западно-азиатская часть СНГ (Средний, Южный Урал,

! Северный Казахстан, Западная Сибирь)

! 22 1

| 30 2

| 70 1 2

1 75 13 41 15 16 20 |

| 77 2 !

| 320 4

! 420 2 2 !

I 430 6 4 4 4 I

I 474 73 55 67 •100 72 69 |

| 772 2 2 I

I 775 1 3

¡Всего клонов:96 1 71 138 7 176 49 | (

Примечание: представлены фенотипы, встречающиеся с частотой не менее 1% в каком-либо ив регионов.

Таблица 3

Сходство февотипического состава образцов популяций Р.recóndita f.sp.tritici из различных географических районов СНГ в 1988-1993 гг., X

1 ........ 1 Год "Г |Район ! 1 1 i 1 ' ! ..... 1 ¡Западно-евро-¡Поволжье|Западно-ази-¡ ¡пейская часть! ¡атская часть! ¡СНГ (З.Е.Ч.) | (СНГ ( i i i i

| -1988 Кавказ З.ЕЛ. Поволжье 0 . 5,4 23,0 0 1 8,2 | 61,1 !

| 1989 Кавказ З.Е.Ч. Поволжье 32,4 26,5 58,8 1,4 ! 1,4 ¡ •16,4 ¡

| 1990 Кавказ З.Е.Ч. Поволжье 39,3 28,8 49,5 5,4 j 13,2 | 52,5 !

I 1991 Кавказ З.Е.Ч. Поволжье 86,4 49.0 50.1 0 ! 1,2 ¡ 44,4 ¡

i 1992 Кавказ З.ЕЛ. Поволжье 93,8 27,6 32,2 2,3 ¡ 6,2 ¡ " 20,6 )

i 1993 i Кавказ З.Е.Ч. Поволжье 46,0 29,1 37,1 5,1 | 8,1 | 33,3 | i

Мы попытались связать полученные сведения об изолированности популяций с направлением ветров на исследованной территории в период, когда наблюдается наиболее интенсивное спороношение гриба. Пик развития бурой ржавчины пшеницы на Кавказе наблюдается в первой половине июня, на европейской территории в июне - июле, на

Таблица 4

Сходство фенотиплгческого состава образцов популяций Р.recóndita f.sp.tritici в одном и том же районе в разные годы, X .

1 i Район i i ¡Год 1 i i i 1989 ¡ i Г 1 1990¡1991 ( i i i 1992j i ........ 1 1993 (

1988 70,6 73,1 0 7,7 48,5 |

1989 86,8 8,8 16,5 58,8 i

¡Кавказ 1990 0 7,7 48,5 j

1991 92,3 42,4 |

1992 50,1 |

Западно- 1988 63,6 66,4 31,3 33,9 31,8 |

европейская 1989 58,6 13,7 7,2 14,0 |

¡часть СНГ 1990 89,8 40,2 38,8 ¡

1991 93,1 76,8 ¡

1992 86,2 ¡

1988 35,3 60,8 51,3 42,2 44,4 ¡

1989 59,6 25,0 47,9 55,0 ¡

¡Поволжье 1990 47,3 49,5 53,9 ¡

1991 37,9 47,5 ¡

1992 65,6 ¡

[Западно- 1988 70,9 88,4 72,9 90,1 87,0 |

¡азиатская 1989 73,7 54,9 75,6 76,7 ¡

¡часть СНГ 1990 41,8 88,0 86,0 ¡

1991 71,6 69,4 |

i '1992 93,9 | i

азиатской • - в августе. Согласно сведениям из Справочника "Данные по климату СССР" о направлении ветров со скоростью 10 и более м/сек (1977 .), в июне на европейской территории преобладают северо-западные ветры, на азиатской территории - северо-восточные. Таким образом, в июне направление воздушных потоков не может способствовать переносу спор с европейской территории на азиатскую. В Поволжье в июне, на всем его протяжении с юга на север, преобладают ветры юго-западные, которые .на наш взгляд, могут пере-

носить споры с юга России (Краснодарский, Ставропольский края, Ростовская обл.) в Поволжье. В Нижнем Поволжье наблюдается преимущественно северо-восточное направление, что препятствует переносу спор с юга европейской территории в Азию. В июле на большей части европейской территории России также преобладают северо-западные ветры: на юге, в районе Северного Кавказа и Ростовской области - западно-юго-западные; эти ветры могли бы перенести споры гриба на азиатскую территорию. Однако, в июле пшеница на юге России уже убрана и, вследствие этого,источник спор отсутствует. В это же время на азиатской территории преобладают ветры северо-се-веро-западные и юго-западные, неспособствующие переносу спор из Европы в Азию. В августе на территории Западной Сибири наблюдаются ветры северо-западные и юго-западные, на территории Северного Казахстана - северо-восточные, следовательно, направление ветра могло бы способствовать переносу спор из Северного Казахстана на юг Европейской части России, однако к этому времени пшеница на юге Европейской части уже убрана.

По данным Павловой Т. В. (Павлова, Михайлова ,1996, в печати) вероятность миграции спор с территории Северного Кавказа в Казахстан крайне мала. По результатам синоптического анализа выявлено, что на протяжении 13-летнего периода (1972-1984 гг.) только в течение 6 суток воздушные потоки могли проникнуть из Северного Кавказа за Урал и достигнуть посевов пшеницы в Северном Казахстане. Проникновению воздушных потоков препятствует циклон, действующий между Каспийским и Аральскими морями и антициклон, спускающийся по Западной Сибири с севера. Павлова Т.В.считает, что в Тургайской долине Казахстана имеется очаг инфекции бурой ржавчины пшеницы, который может служить источником спор и для других районов Казахстана. Мы полагаем, что и в Западной Сибири также вероятны собственные, независимые от европейских источники инфекции. По сообщению Павловой Т.В. в Омской и Новосибирской областях в 1986 и 1987 гг. и в Оренбургской области в 1988 гг. наблюдались эпифитотии болезни на фоне ее депрессии на Северном Кавказе. Физические условия, способствующие переносу спор в Казахстан из европейской части России наблюдались лишь однажды в июне 1983 г.(9 - 12 и 23 - 29 июня), когда длительно функционировал мощный высотный циклон, переметающийся менду Сыктывкаром и Нижним Новгородом. Создаваемый им воздушный поток со скоростью 10-20

- so -

м/сек проходил из Поволжья через Мугоджарское плато в Кустанайс-кую, Кокчетавскую и Северо-Казахстанскую области.

Мы предполагаем, что направление ветров может служить физическим барьером для миграции спор Р.recóndita с европейской территории на азиатскую и в обратном направлении.

В связи с выявленными различиями по фенотипическому составу между образцами популяций мы считаем возможным выделить в той или иной мере изолированные популяции Р.recóndita: кавказскую, европейскую, западно-азиатскую. По данным Аманова и Одинцовой (198?) и нашим данным (Михайлова, 1995а) существует также и среднеазиатская популяция.

На основании результатов исследований ареалов популяций и миграции спор мы считаем возможным предложить следующую схему размещения генов устойчивости пшеницы к бурой ржавчине:

1} Поскольку вероятность миграции спор между кавказской и европейской популяциями достаточно велика, то необходимо в коммерческих сортах пшеницы, селектируемых для этих территорий, использовать разные наборы генов устойчивости.

2.) В Поволжье - в регионе сосуществования европейской и азиатской популяций патогена - использовать независимый от европейского и азиатского набор генов, что создало бы барьер для движения инфекции с запада на восток.

3) Использование одних и тех же генов устойчивости в европейском (исключая Поволжье) и азиатском регионах допустимо ввиду низкой вероятности миграции спор в направлении с запада на восток и обратно.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР В ПОПУЛЯЦИЯХ Puccinia recóndita f.sp.tritici

Естественный отбор играет существенную роль в изменчивости популяций Р.recóndita. Поскольку этот патоген является биотрофом, то очевидно, что наибольшую значимость в качестве фактора отбора имеет адаптированность к паразитированию на растении-хозяине. Приспособленность особей популяции к физическим факторам среды также может влиять на их конкурентоспособность. Действие естественного отбора проявляется в различиях состава клонов гриба на растениях-хозяевах, динамике популяции во времени (в течение вегетационного сезона, при перезимовке, в течение ряда лет и т.д.).

- si -

Направление естественного отбора может быть выявлено при наблюдении природной и модельных популяций патогена. Каждый из методов имеет свои ограничения и преимущества. Использование модельных популяций дает возможность вычленить влияние конкретного фактора биологической и физической среды на выживаемость штамма гриба.

■ Естественный отбор в природных популяциях Р.recóndita

Естественный отбор, связанный с наличием в генотипе растения-хозяина генов расоспецифической устойчивости. В 1987-1988 гг. был исследован состав образцов популяции патогена, собранных с восприимчивых сортов мягкой пшеницы Саратовская 29, Little Club, а также с линий Tbatcher Lrl, Lr2a и Lr2c. В зги годы доминирующей в дербентской популяции гриба была раса 322, авирулентная к Lrl и Lr2a и вирулентная к Lr2c. В образце популяции с линии

Таблица 5

Состав популяции Р.recóndita f.sp.tritici на восприимчивых образцах мягкой пшеницы и линиях Thatcher с генами Lrl, Lr2a, Lr2c

l 7 ■ 1 i число i расы патогена и часто-(

¡ Растение- (год клонов та их встречаемости |

! хозяин ! гриба

1 ! !восприимчивые|1987 41 322 (100%) |

¡сорта (1988 48 322 (100%) |

j TcLr2c (1988 •19 322 (100%) !

¡TcLrl 11987 ! 12 403(33%), 471,475,431,¡ 401,701(по 15%) ¡

¡1988 í 16 430(75%), 400,30,470, ( 322 (по 5%) ¡

ITcLr2a ¡1987 1 ! 29 ' 475(65,5%),430(10,3%),¡ 471(б,9%),410,700,702,¡ 775 (по 5,5%) ¡

i ¡1983 1 i < 18 3'22(55%), 430,22,470, ¡ 774 (по 11%) ¡ i

TcLr2c и с сортов Саратовская 29 и Little Club обнаружена только раса 322, тогда как в образцах популяции с линий Tclrl и TcLr2a -расы, вирулентные и авирулентные к Lri и Lr2a, не обнаруживаемые в "генеральной" популяции гриба. Присутствие авирулентных клонов мы объясняем возможностью выделения их из пустул типа "2" на листьях линий TcLrl и TcLr2a.

Результаты эксперимента свидетельствуют, что на растениях-хозяевах, обладающих частично эффективными генами расоспецифи-ческой устойчивости, каковыми в нашем случае являются линии Thatcher с генами Lrl и Lr2a отбираются фенотипы имеющие низкую частоту встречаемости при этом выявляется скрытое разнообразие природных популяций по фенотипическому составу.

Отбор по признакам вирулентности в природной популяции Р.recóndita í.sp.tritici на растениях-хозяевах, различающихся по неспецифической устойчивости. Для определения влияния растения-хозяина на отбор клонов гриба по признаку вирулентности мы исследовали популяции, собранные на коллекционных образцах Дат ОС ВИР в Дербенте и образцов опытного поля Грузинского НИИСХ в Мцхе-та (1976). В Дербенте образны были собраны в 1980 и 1981 гг. с образцов видов диплоидной, тетраплоидной и гексаплоидной пшеницы. Для определения признаков вирулентности были использованы изоген-ные линии Thatcher с генами Lrl, Lr2a, LrSd, Lr3a, LrlO, Lrl4, Lrl6, Lrl7, Lrl8 и сорт Кавказ (Lr26). В основном, отмечена вариабельность клонов по вирулентности к линиям TcLrl, TcLrZa и сорту Кавказ (Lr26). Как правило, клоны, авирулентные к линии Lrl, были также авирулентны и к линии Lr2a. Вирулентность к линиям Lr3a, Lr3d, LrlO, Lrl4, Lrl6, Lrl7, Lrl8 была близка к 100% во всех образцах популяции (табл.16). В связи с этим в таблице 6 приводятся частоты встречаемости клонов., авирулентных к линиям' TcLrl и TcLr2a3 и к сорту Кавказ.

Данные таблицы б свидетельствуют о том, что выборки клонов с разных видов пшеницы, а также с образцов одного и того же вида различались по частоте встречаемости клонов, авирулентных как к TcLrl, TcLr2a,так и к Lr26. Частота встречаемости этих клонов на T.urartu достоверно выше, чем на T.boeoticum (табл.7). Существенных различий между выборками клонов с образцов T.dicoccoides, Т. dicoccum и T.persicm не обнаружено. Корреляция между степенью

Таблица 6

Частота встречаемости клонов Р.recóndita., авирулентных к линиям с генами Lrl и Lr2a (Дербенте, 1980 г.), X .

1 1 | Вид пшеницы, i Номер образ- Степень ......i Число клонов гриба ¡

! сорт,геномный! ца по ката- поражения i - -j

I состав ¡ логу ВИР (X) I авирулентных к |

! i всего Í-г

! 1 ¡Lrl,Lr2a! Lr26 !

i i i t

!

¡ T.boeoticmn 18400 1 25 64,0 20,0 ¡

| АЬАЬ 20741 5 28 85,7 7,1 1

28273 1 24 100 o !

40118 5 26 76,9 11,5 i

14384 5 23 95,6 17,4 !

i Т.urartu 33869 5 11 100 27,3 |

| AUAU 33870 10 10 100 40,0 !

' 33871 10 30 96,7 3,3 ¡

! T.dicoccoides 23642 80 37 100 10,8 |

| AUB 5201 100 25 36,9 16,0 !

5198 20 18 100 33,3 |

42632 30 26 65,4 CJl

17256 30 12 91,7 0 i

! T.dicoccum 20751 1 24 95,8 4,2 |

! A"B 7505 1 28 60,7 10,7 |

38915 1 24 95,8 4,2 |

20967 80 17 35,3 5,9 |

j T.persicum 32510 20 13 69,2 20,8 !

! AUB 27291 5 24 75,0 23,0 i

И-327438 5 21 71,4 21,9 j

27656 5 20 90,0 28,0 |

| T.durmi 32453 40 22 100 22,7 |

| AUB 35913 20 17 100 17,6 !

23076 80 •18 •100 o !

! T.aestivuin AUBD

| Саратовская 29 60 30 13,3 6,6 !

í Безостая 1 50 25 40,0 13,2 l

i Кавказ i 80 30 36,7 o !

Таблица 7

Значение t diff при сравнении частоты клонов гриба, авирулентных к линиям Thatcher Lrl, 1г2а в образцах популяции с различных видов пшеницы.

1 Вид пшеницыjТ.Ьоео- i....... •iT.dico- f......... ¡T.dico- l.............. IT.per- l )T.du- ! 1 |T.aes-i

Itlcum 1 jccldes i jccum i ISlCUIT! ! irum i itivam j i 1

T.urartu 2,44* 2,22 2,14 4,05* '1,60 ! 8,83*!

T.boeoticum 1.10 0,95 1,39 3,40* 6,26*1

T.dicoccoldes 0,17 0,46 2,92* 2,12 )

T.dicoccum 0,26 2,88* 2,50*!

T.persicum 4,56* 5,12*|

! T.durum 8,38*i

j

Примечание: * - различия достоверны, Р > 0,95

полевой устойчивости и частотой встречаемости клонов авирулентных к Tclrl, TcLr2a для совокупности образцов тетраплоидных видов (за исключением Т.durum) достаточно высока, г = - 0,69, Р>0,95. Чем выше была устойчивость образца, тем чаще в выборке популяции с этого образца встречались клоны гриба, авирулентные к TcLrl.

Наименьшая частота встречаемости авирулентных клонов обнаружена в образцах популяции с твердой пшеницы, как в сравнении с образцами с мягкой пшеницы, так и с других видов, в том числе и тетраплоидных. При этом, независимо от степени пораженности образца пшеницы все клоны гриба были авирулектными к TcLrl, TcLr2a. Существование этого феномена выявило необходимость исследовать состав клонов гриба на большем наборе образцов твердых и мягких пшениц (табл. 8).

Коэффициент корреляции между показателями устойчивости мягкой пшеницы и частотой встречаемости клонов гриба авирулентных к Lrl, Lr2a был достаточно высок, г = -0,71, Р>0,95. Вне зависимости от устойчивости образцов твердой пшеницы частота клонов, авирулентных к TcLrl,TcLr2a достигала 100%. Из этого следует, что свойство отбирать клоны гриба авирулентные к Lrl, Lr2a выражено у твердой пшеницы сильнее, чем у прочих тетраплоидов и образцов мягкой пшеницы с высокой неспецифической устойчивостью.

Таблица 8

Частота встречаемости клонов Р. recóndita авирулент-ных к линиям Thatcher Lrl, Lr2a и сорту Кавказ (Lr 26.) в образцах популяции с твердых и мягких пшениц.

(-1-1-1

!Название образ-|Степень¡Число клонов гриба ¡ 1ца пшеницу (N |nopame-¡ |авирулентных | |каталога,сорт) |ния (%)¡всего!к Lrl|к Lr26 ¡

j_i_i_L

Т. durum

32453,Дербентская

черноколосая 30 18 100 0

43360 70 22 100 9,1

16484 10 27 100 0

35913 30 17 100 29,4

15180 5 32 100 0

17123 80 23 95,6 0

22283 70 25 100 4,0

17814 80 26 100 0

38393 5 25 100 40,0

26436 '15 25 100 0

T.aestivuin

Кавказ 80 25 84,0 0

Безостая 1 60 29 £4,0 16,0

Саратовская 29 60 29 ' 48,3 0

Мироновская 808 80 51 9,8 3,9

41892 30 20 90,0 10,0

34907 20 го 95,0 10,0

6075 15 18 100 11,1

43788 15 26 '100 0

10043 90 25 '16,0 16,0

31671 40 24 100 8,3

38129 60 22 95,4 0

24684 60 25 12,0 8,0

17123 30 13 100 7,7

i-1

Мы не обнаружили корреляции между встречаемостью клонов авирулентных к сорту Кавказ (Lr26) и устойчивостью образцов пшеницы ни в случае мягкой, ни твердой, ни других тетраллоидов (г = 0,05, - 0,30. 0,19, соответственно). Выше было сказано о том, что частота встречаемости клонов авирулентных к линиям с генами Lr3a, Lr3d, LrlO, Lrl4b, Lrl6 и Lri8 была либо низка, либо равна 0. Таким образом, вариабельность по частоте встречаемости вирулентности, соответствующей генам устойчивости Lr3a, LrSd, LrlO, Lrl4b, Lrl6, Lrl8 была незначительна. Вариабельность по частоте встречаемости клонов авирулентных к Lr26 была значительно выше, но она не зависит от уровня восприимчивости растения-хозяина.

Ту же тенденцию преобладания клонов, авирулентных к Lrl и Lr2a, на образцах пшеницы с высокой полевой и неспецифической устойчивостью и особенно на образцах твердой пшеницы мы наблюдали при анализе популяции популяции на коллекционном поле ГрузНИИЗ в Мцхета в первой половине июня 1976 г. (табл.9). Также как и в дербентской популяции, в грузинской наблюдается зависимость частоты встречаемости клонов авирулентных к Thatcher Lrl и Lr2a от степени устойчивости сорта лленицы. С наименьшей частотой они обнаружены на самом восприимчивом сорте Лагодехис грдзелтавтава. Авирулентность к линиям Lr3a, LrSd, LrlO, Lrl4, Lrl6, Lrl7, Lrl8 встречалась достаточно редко; частота клонов авирулентных к сорту Кавказ также была низка.

Аналив природных популяций дает основание утвервдать, что в популяции Р.recóndita существует естественный отбор по признаку вирулентности к Lrl и Lr2a. Поскольку авирулентность к Lrl наблюдается в ассоциации с авирулентностью к Lr2a, то не исключено, что отбору подвержены оба гена авирулентности. Можно также предположить, что конкурентоспособность клонов гриба связана не с генами авирулентности, но с какими-либо другими признаками, определяющими фитносгь патогена, сцепленными с авирулентностью к Lrl и Lr2a.

Динамика популяции Р.recóndita в течение вегетационного периода пшеницы. Динамика популяций по признакам вирулентности в весенне-летний период исследована в 1976 г. Образцы популяций собирали на коллекционном поле ШСХ земледелия, Мцхета.

Частота встречаемости клонов, авирулентных к линиям Thatcher.. была наиболее высокой в мае и заметно снижалась к концу вегетационного периода пшеницы. Обнаружены достоверные различия между выборками клонов с различных пшениц, при этом наиболее существенная дифференциация наблюдалась между образцами популяши, собранными в мае; к концу сезона различия сглаживались. Частота встречаемости клонов азирулентных к Lri и Lr2a 23 июня на боль-

Таблица 9

Частота встречаемости клонов Р.recóndita, авирулентных к линиям Thatcher в образцах популяции с сортов пшеницы (Мцхета, 1976 г.), Z i-1-1-----i

j Сорт поражен- 1 Число клонов гриба

|пшеницы шить |Все- ¡авирул.к линии Thatcher Lr,% сорт ¡

1 (Z) |го 1 1 2а За 3d 10 14 16 17 •18 Кавказ |

Шавпха 25 '143 94 94 3 6 0 3 0 11 10 9 !

¡Ахалцихис

¡цители доли 45 112 59 60 4 4 4 0 0 2 3 13 ¡

¡Доли 35/4 35 со ^íl 40 40 7 5 3 1 1 13 9 б ¡

¡Арагви 30 182 47 45 3 0 2 0 0 13 11 2 !

¡Безостая 1 40 ■157 44 44 0 0 2 ■1 0 2 1 2 !

¡Кавказ 65 132 15 сл 10 1 0 1 0 0 0 0 1

¡Лагодехис 85 163 12 12 3 1 5 2 0 2 1 1 i

í грдзелтавтава i

линстве сортов пшеницы достоверно ниже чем 24 мая. На образцах с высокой полевой и неспецифической устойчивостью количество авирулентных к Ьг1 и Ьг2а клонов выше, чем на высоко восприимчивых сортах. Однако, в целом на всех сортах пшеницы наблюдалась тенденция нарастания доли вирулентных к Ьг1 и Ьг2а клонов, что, по нашему мнению, является результатом того, что в основном популяция формировалась на производственных восприимчивых сортах, которые служили источником дополнительной инфекции для коллекционных образцов пшеницы. Вероятно, первоначальный иноку-

- se -

Таблица 10

Частота встречаемости клонов Р.recóndita, авирулентных к линиям Thatcher Lrl, Lr2a, в образцах популяции, собранных в различные сроки (Мцхета, 1976 г.),%

!-,-f-!-,-!

I Сорт |Поражен- ¡Индекс¡Всего ¡число авирулент-j j ¡ность (%)|неолец!клонов|ных клонов, % j

¡ ! ¡уст. i 1 гриба i j 24. V i 10.VI 23.VI

Шавпха 25 0,05 143 95,7 100 86,0

Ахалцихис цители

доли 45 0,22 112 75,0 60,0 49,0

Доли 35/4 35 - 148 36,4 41,2 39,6

Арагви 30 0,11 182 78,6 31,2 21,6

Безостая 1 40 - 157 42,2 46,8 43,1

Кавказ 65 0,32 132 7,5 22,7 •12,5

Лагодехис

грдзелтавтава 85 0,57 '163 16,4 10,0 6,0

люм, вызывающий инфекцию проростков озимой пшеницы осенью, был максимально вирулентным, о чем свидетельствует анализ популяции в конце июня. Если предположить, что заражение пшеницы произошло осенью и споры рассеивались на проростки равномерно и случайно, то наблюдаемые различия между выборками клонов с разных сортов в период весенне-летней вегетации пшеницы являются следствием разной направленности естественного отбора клонов по вирулентности.

Исходя из представленных данных, мы полагаем, что истинный характер отбора во вирулентности может быть выяснен с помощью модельных популяций, в которых может быть проанализировано взаимодействие конкретной пары растение хозяин - клон патогена.

Исследование естественного отбора в модельных популяциях Puccinia recóndita f.sp.tritici.

Модельные популяции были использованы для выяснения роли неспецифической устойчивости растения-хозяина, температурного фактора, географического происхождения в отборе по признакам ви-

рулептности. Популяции были составлены из штаммов гриба различающихся по вирулентности к линиям Thatcher с генами Lrl. Lr2a, Lr3a, Lr3d и одинаково вирулентных ко всем прочим использованным для тестирования линиям (Lr2d, Lr2c, LriO, Lrl4a, Lrl4b, Lrl6, Lrl7, Lrl8). Популяции пересевали на растениях, проявляющих одинаковый тип реакции ко всем опытным штаммам гриба, но различающихся по показателям количественной, неспецифической устойчивости. В качестве устойчивых образцов пшеницы были выбраны сорт твердой пшеницы Дербентская чернокшосая, местный грузинский сорт мягкой пшеницы Моцинаве (индекс неспецифической устойчивости, НУ - ö,08), образец Aegllops tausch! 1 subsp. strangulata (Eig1..) Tzvel. из Джалилабадского района Азербайджана (индекс НУ -0,092); в качестве высоковосприимчивого - сорт мягкой пшеницы Ла-годехис грдзелтавтава (индекс НУ - 1,000).

Естественный отбор, связанный с влиянием генов вирулентности. Во всех модельных популяциях, пересеваемых на устойчивых растениях - сорте Моцинаве и Ae.tauschii, наблюдалось достоверное повышение численности штаммов, авирулентных к Thatcher Lrl, Lr2a (табл.11). На сорте Лагодехис грдзелтавтава с низким уровнем неспецифической устойчивости наблюдалось обратное явление - вытеснение авирулентных штаммов из популяций, или отсутствие каких-либо изменений в численности. Исходя из данных, полученных при анализе структуры природных популяций гриба на растениях-хозяевах, различающихся по устойчивости, и анализе модельных популяций можно утверждать, что наличие в генотипе клона гриба генов авирулентности Lrl и Lr2a повышает его конкурентоспособность при паразитировании на неспецифически устойчивых растениях. К сожалению, мы не нашли клонов гриба авирулентных по-отдельности к Lrl или Lr2a, поэтому не имеем возможности вычленить влияние на конкурентоспособность каждого из этих генов.

В модельных популяциях 1, 2 и 3 (табл.12), 3 (табл.14) численность клонов авирулентных к Lr3a и Lr3d (AB) после пятого пересева была ниже, чем исходная. В популяциях 4 и 5 изменения в соотношении штаммов незначительны, однако также наблюдается тенденция к снижению численности авирулентных штаммов. Таким образом, штаммы, авирулентные к Lr3a, Lr3d, оказались менее конкурентоспособными, чем штаммы, вирулентные (В).

Мы сравнили также конкурентоспособность штаммов, авирулент-ных к Lri и Lr2a и штаммов, авирулентных к ЬгЗа и LrSd (табл.13). Во всех популяциях штаммы, авирулентные к Lrl, Lr2a (1) имели

Таблица И

Численность авирулентных к Thatcher Lri,Lr2a клонов (АВ) в модельных популяциях, пересеваемых на сортах пшеницы Моцинаве, Лагодехис грдзелтавтава и Ae.tauschii, Z

1 | N по- i i Штаммы Число АВ клонов ! 1 )Критерий|

! пуля-

> ! Фишера j

i ции ! АВ в исход-i после пересева ! (F) 1

ная i 2 4 5 I

Моцинаве

! 1 Гр29 Гр34 56,2 83,7 92,4 - 29,7 !

! 2 Гр14 Гр15 34,2 37,8 73,8 73,0 24,8 |

1 з Гр14 ГрЗЗ 49,4 79,7 - 83,8 25,2 |

1 4 Гр14 Гр34 55,1 71,6 72,9 86,8 25,9 |

1 5 Кр2 Кр1 59,8 81,8 92,7 - 32,9 |

1 s Кр4 КрЗ 79,9 70,3 92,8 - 6,9 |

1 v Крб КРБ 66,2 72,7 97,9 - 36,8 [

! 8 Кр? КрЗ 54,3 66,0 86,4 - 22,9 j

i 9 Kpll КрЮ 38,5 86,5 93,7 - 46,5 |

Лагодехис грдзелтавтава

! 10 Рр2 Гр27 42,7 31,1 28,6 21,1 9,8|

i 11 Гр25 Гр26 51,6 87,5 89,7 90,9 34,1|

| 12 Гр17 Гр23 41,2 54,5 57,3 40,8 0,1|

i 13 Гр12 Гр23 74,7 66,3 76,0 61,3 3,6|

Ae.tauschii

i 14 Гр14 Гр34 64,6 - - 97,8 29,9 j

! 15 i Гр29 Гр34 56,2 96,5 - 97,9 51,3| I

Примечания: Гр - грузинские штаммы, Кр - краснодарские АВ- авирулентные, В - вирулентные Fst = 3,9 (Р*0,95)

большую конкурентоспособность в сравнении с штаммами, авирулент-ными к Lr3a, Lr3d (2).

Таким образом, отбор по вирулентности к Lr3a, Lr3d имеет, направленность противоположную направленности отбора по вирулентности к Lrl, Lr2a. Отбор способствует накоплению доли вирулентных к Lr3a, Lr3d клонов и уменьшению доли вирулентных к Lrl, Lr2a.

Таблица 12

Численность клонов Р.recóndita авирулентных к Tbatcber Lr3a и Lr3d (ДВ) в модельных популяциях, пересеваемых на сорте Моцинаве (%)

1 ! N по- Название штамма Число АВ i клонов | Критерий1

iпуля- i исходная после 5 | Фишера !

¡ции АВ | В пересева! (F) !

! 1 Га14 Га16 56,8 13,2 I 41,1 !

1 2 Гз12 Га11 77,8 5,6 ¡ 107,1 !

! 3 Га12 Га1б 42,2 11,4 | 25,5 !

1 4 Га14 Га15 60,9 51,3 | 2,5 !

! 5 i Чим2 Ал Al 19,6 13,8 ! i 1,9 i

Примечание: Га, Чим, Ала - штаммы из Галля-Арала, Чимкента, Алма-Аты, соответственно. Fst = 3,9 (F¿o,95)

Влияние температурного фактора на конкурентоспособность штаммов Р.recóndita. Для определения влияния температурного фактора на естественный отбор модельные популяции, составленные из штаммов различающихся по вирулентности к линиям Thatcher Lrl, Lr2a и Lr3a, Lr3d пересевали на листьях пшеницы сорта Моцинаве и на четвертый день после пересева чашки Петри с инокулированными отрезками листьев помещали в холодильник при температуре 7е- 8еС. В контрольном варианте инокулированные отрезки листьев находились в условиях светоустановки с температурой 20°- 23°С. Численность авирулентных (АВ) штаммов после 5 пересевов показана в табл.14.

Таблица 13

Численность штаммов Р.recóndita авирулентных к Lrl, Lr2a (1) и к Lr3aLr3d (2) в модельных популяциях, пересеваемых на сорте Моцинаве(Моц) и Дербентская черноколосая (Дч), X

1..... ! N по-¡ пуля-¡ ции 1 1 "' II IНазвание штамма)число клонов штамма 1¡Критерий! !-1-! [ после 5 | Фишера ! | 1 ) 2 1 исходная ! пересева 1 (Г) ( III 1 II

) 1 Дч Нов9 Нов2 54,1 99,0 41,8 |

I Моц 72,3 3,6 !

I 2 Дч Нов1 HOB17 44,0 99,0 55,5 1

I Моц 97,9 49,0 !

I 3 Моц i Га19 Га14 59,8 95,9 23,3 | i

Примечание: Нов, Га - штаммы из Новосибирской и Галля-Аральской популяций гриба, соответственно. 3,9 (Р= 0,95)

Табл.14

Численность штаммов авирулентных к Lrl, Lr2a и Lr3a, Lr3d (АВ) в модельных популяциях, пересеваемых на сорте Моцинаве (%)

11..... 1 ------------- Г .....' 1 |Вариант 1 Название штамма (Численность АВ штамма!Критерий! | (опыта ( АВ | В | исходная ( конечная (Фишера ( II 1 1 1 1 ! СП 1 1 1 III 1 II

1 1 контроль Д32-2 1,2а ДЗ-15 29,3 92,6 33,1 (

i холод 72,9 9,2 j

1 2 контроль Д21-5 1,2а Д23-3 33,3 97,7 64,7 |

I холод 88,6 37,5 ¡

( 3 контроль ЧимЗ 3a,3d Чим841 53,6 32,5 4,6 (

! холод i 20,0 12,8 | i

Примечание: Д, Чим - штаммы из Дербента и Чимкента, соответственно. Fst-3,9 (Р=0,95)

Полученные результаты показывают, что воздействие пониженными температурами замедляет скорость отбора в пользу авирулент-ных к Lrl,Lr2a штаммов, но увеличивает скорость отбора против авирулентиости к Lr3a, LrSd.

Результаты анализа природных и модельных популяций позволяют утверждать, что неслецифическая устойчивость пшеницы является фактором отбора по признакам вирулентности патогена. При этом отбору подвержены лишь некоторые признаки; в нашем эксперименте наблюдался отбор в пользу аллелей авирулентности Р1, Р2а. Большинство генов вирулентности тестируемых с помощью моногенных линий серии Thatcher являются, вероятнее всего, нейтральными в отношении конкурентоспособности особей патогена, либо аллели авирулентности снижают конкурентоспособность. По мнению Ван дер Планка (1972) естественный отбор работает против "лишних" генов вирулентности при паразитировании популяции на растении-хозяине, не имеющем генов расоспецифической устойчивости. Их присутствие в генотипе патогена снижает его конкурентоспособность на восприимчивых сортах растения. При этом предполагается, что восприимчивый сорт должен являться фактором отбора против сложных по вирулентности рас патогена. По нашему мнению,отбор против "лишних" генов осуществляется только лишь при наличии у растения-хозяина неспецифической устойчивости. Вместе с тем,отбор действует лишь против некоторых генов вирулентности, тогда как против большинства генов он не действует. Как полагает Ван дер Планк,неспецифическая устойчивость сохраняет популяцию патогена в равновесном состоянии; по нашему мнению, она активно воздействует на отбор определенных фенотипов. В связи с обнаруженным нами явлением считаем, что при использовании для защиты от бурой ржавчины пшеницы мультилинейных сортов и сортосмесей роль и качество восприимчивого компонента вводимого для элиминации из популяции патогена сложных по вирулентности генотипов должны быть пересмотрены.

Отбор, связанный с географическим происхождением штаммов Р.recóndita. Штаммы, выделенные из грузинского образца (Гр) кавказской популяции гриба смешивали с штаммами, выделенными из киевского (К), краснодарского (Кр), одесского (Од), томского (Т), дальневосточного (Дв) образцов популяций. Штаммы различались по

вирулентности к изогекным линиям Thatcher Lrl и Lr2a.

Вне зависимости от вирулентности штамма в модельных популяциях, пересеваемых на неслецифически устойчивых растениях сорта пшеницы грузинского происхождения Моцинаве и вакавказского образца Ae.tauschii, наблюдалось вытеснение из популяций штаммов, некавказского происхождения. Скорость вытеснения "чужих" штаммов, по-видимому, зависит от уровня количественной устойчивости растения-хозяина. На более устойчивом Ae.tauschii они вытеснялись быстрее, чем на сорте Моцинаве. Несомненно, грузинским штаммам гриба свойственна большая приспособленность к местным растениям-хозяевам, что является следствием их длительного совместного существования и накопления в генотипах гриба мутаций, повышающих агрессивность по отношению к местным растениям. Сходное явление наблюдали Клиффорд и Клозиер (Clifford, Clothier, 1974) во взаимодействии P.hordei и сортов ячменя. Наиболее агрессивными и, следовательно, наиболее конкурентоспособными клонами P.hordei на сорте ячменя с высокой неспевдфической устойчивостью являются те, что изначально выделены с этого же сорта в отличие от клонов, выделенных с других сортов.

Низкая конкурентоспособность штаммов негрузинского происхождения в наших опытах свидетельствует о том, что в природных популяциях клоны гриба, происшедшие из спор, переместившихся из отдаленных популяций, будут проигрывать в конкуренции с местными клонами. Судьба иммигрантов в популяции зависит от степени их приспособленности к местным сортам; чем меньше приспособленность, тем меньше шансов закрепиться в популяции-реципиенте. Чем выше неспецифическая устойчивость местных сортов пшеницы или других растений-хозяев, тем быстрее элиминируются клоны-иммигранты, тем меньше влияние миграции на изменчивость местной популяции патогена.

Наличие низкой адаптированности клонов-иммигрантов к местным сортам с неспецифической устойчивостью свидетельствует о том, что генетическая разнородность по этому типу устойчивости может служить фактором сдерживания распространения эпифитотий.

Таблица 15

Численность штаммов в модельных популяциях, пересеваемых на сорте Моцинаве иАе-tauschii (Z)

1 | N i I Штаммы 1- | АВ В i Число клонов Гр штаммов ! ! Критерий! F ! i

исходная ! после I з i генерации 4 5

Моцинаве 1 1

I 1 К4 Гр34 34,0 91,6 - - 49,8 ¡

! 2 К1 ГрЗЗ 55,6 93,3 - - 6,0 1

1 з Дв307 Гр81 27,9 97,9 - 94,3 12,7 ¡

1 4 Дв229 Гр81 53,3 55,9 60,5 65,0 0,1 1

! 5 Дв228 Гр34 50,6 - 69,5 - 2,5 ¡

1 б Дв228 Гр15 42,2 - - 74,1 13,7 |

1 7 Гр4 17 73,5 89,1 - 98,4 39,4 ¡

i 8 Гр44 КрЗ 46,6 63,3 - 79,3 26,4 |

¡ 9 Гр9 КрЗ 38,9 39,8 - 43,4 0,2 ¡

¡10 Гр9 0д7 46,1 66,0 - 62,8 3,5 |

Aegilcps tauschii ¡

¡11 К4 Гр34 61,2 97,7 - - 49,7 ¡

¡12 i.., , К1 ГрЗЗ 57,2 98,8 - - 66,5 | i

Примечание: Fst = 3,9 (Р ~ 0,95)

Многолетние наблюдения популяции Puccinia recóndita Rob.ex f.sp.tritici

Длительные наблюдения фенотипического состава популяции фи-топатогенного гриба дают возможность выявить ее динамику, связанную с такими механизмами изменчивости как естественный отбор, миграция и генетический дрейф.

В течение 25-летнего периода мы исследовали состав популяции Р.recóndita в ДербентеУДагестанской ОС ВИР. Для обсуждения причин изменчивости популяции Дербента мы сочли необходимым провести сравнительный анализ популяции также и в Краснодарском крае (Славянок- на- Кубани). В Краснодарском крае популяцию ржавчины собира-

ли с производственных полей восприимчивых сортов пшеницы; в Дербенте - с восприимчивых сортов на коллекционном поле . На коллекционном поле станции ежегодно на площади 4-9 гектаров высевается по несколько тысяч образцов мягкой, твердой и других видов пшеницы, а также виды эгилолсов. Коллекция пшениц чрезвычайно разнообразна и, вполне вероятно, представляет практически в целом генофонд устойчивости к бурой ржавчине. Образцы пшеницы как озимого, так и ярового образа жизни высеваются в октябре-ноябре. На окружающей станцию территории произрастают дикие злаки, в том числе виды пырея и эгилопсов, поражаемые Р.recóndita f.sp.triti-ci, что наряду с осенним посевом пшеницы и достаточно теплой зимой создает благоприятные условия для перезимовки и воспроизведения популяции патогена. Вместе с тем,-в приморской части Дагестана, где расположена Дат ОС ВИР, посевы пшеницы практически отсутствуют. Это дает основание предполагать, что на территории станции, воспроизводится местная популяция патогена. Наряду с коллекционным посевом пшениц и эгилопсов, на станции ежегодно высевается производственный сорт пшеницы, на площади,примерно равной площади коллекционного поля. До "1970 г. в качестве производственных высевали относительно устойчивые сорт мягкой пшеницы Безостая 1 (Lr3) и сорт твердой пшеницы Дербентская черноколосая (Lr-гены неизвестны). В :1970р. впервые кроме этих сортов высевался сорт Кавказ (Lr26, Lr3), а в 1971-1975 гг. только Кавказ. После 1975 г. вследствие сильного поражения бурой ржавчиной сорт Кавказ был заменен устойчивым к бурой ржавчине сортом тритикале.

В таблЛб показана частота встречаемости клонов, вирулентных к линиям и сортам пшеницы с генами Lrl, Lr2a, Lr3a, Lr3d, LrlO, Lrl4 (Maria Escobar), Lrl6, Lrl7, Lrl8 и Lr 26 в дербентской популяции.

В основном, изменения в дербентской популяции затрагивали частоту встречаемости вирулентности к генам устойчивости Lrl, Lr2a, Lr26. Частоты вирулентности к Lr3a (Mediterannean, Klein Anniversario), Lr3d (Democrat) LrlO, Lrl4. Lrl6, Lrl7, Lrl8 оставались высокими за весь период исследования.

В период с 1970 г. по 1974 г. наблюдалось плавное нарастание численности клонов, вирулентных к Lrl и Lr2a (pl р2а) (рис.1); с 1980 г. оно сменилось процессом такого же плавного снижения их численности до практически полного отсутствия

В периоды 1986-1989 гг. и 1991-1993 гг. В 1985 г. и в 1990 г. наблюдались скачкообразные увеличения численности клонов, авиру-лентных к Ьг1,Ы2а (Р1, Р2а), за которыми следовали периоды низкой их численности. В 1994-1995 гг. численность клонов Р1, Р2а несколько выросла.

До 1974 г. доминирующими в дербентской популяции были фенотипы р1 р2а Р26 и Р1 Р2а Р26 (Михайлова, 1973; Дмитриев и др.,1976). При этом численность клонов р1 р2а Р26, принадлежащих к расе 77, вирулентной к Ьг1, Ьг2а, ЬгЗ постепенно возрастала до 1975 г., чему могло способствовать наличие в производственном посеве сорта мягкой пшеницы Безостая 1, обладающей геном ЬгЗ.

До 1974 г. в дербентской популяции численность клонов, вирулентных к Ьг2б была крайне низкой (таблица 16, рис.2), У большинства выделенных в этот период вирулентных клонов тип инфекции на сорте Кавказ был не выше "2" (Михайлова, 1972). Клоны с "редкой" вирулентностью к Ьг26 принадлежали к расе 77, вирулентной к Ьг1, Ьг2а. Среди выделенных в 1973 г. 53 клонов патогена вирулентных к сорту Кавказ оказались только представители расы 77.

В 1975 г. произошла резкая смена фенотипического состава, число клонов гриба, вирулентных к 1_х26, возросло с 5% в 1974 г. до 97% (рис.2). Мы предполагаем, что причиной скачкообразного возрастания численности клонов, вирулентных к Ьг2б, явилось увеличение площади, занятой сортом Кавказ; она составила примерно половину от всей площади, засеянной пшеницей на Дат ОС ВИР, что привело к селективному преимуществу клонов р2б и, вследствие этого, накоплению их в популяции. В 1975 г. этот сорт стал высоко восприимчивым, степень его поражения оценивалась в 9 баллов, В 1974-1978 гг. в части популяции,паразитирующей на восприимчивых сортах мягкой пшеницы, частота встречаемости вирулентных к

сорту Кавказ клонов :.была равна 98 - 100%,

Вирулентность к Кавказу оказалась в ассоциации с вирулентностью р1 р2а; доминирующим в популяции стал фенотип р! р2а р2б. Несмотря на то, что сорт Кавказ в 1975 г. был снят с производства фенотип р1 р2а р26 в течение 5 лет составлял основную часть популяции. Лишь в 1981 г. его доля существенно снизилась (с 87% до 40%). Фенотип Р1 Р2а р2б авирулентный к 1x1, Ьг2а и виру-

- ôô -

лентный к сорту Кавказ., составил около 60Z популяции, в дальнейшем в 1983, 1984, 1985, 1985, 198?, 1988, 1989, 1990 гг. фенотип Р1 Р2а р2б встречался с частотой достигащей в ряде лет 100%.

Постепенное увеличение численности клонов авирулентных к Lrl,Lr2a (Р1 Р2а) мы рассматриваем как следствие того, что в производственном посеве сорт Кавказ был заменен местным устойчивым к бурой ржавчине сортом тритикале. Растениями-хозяевами популяции патогена служили образцы коллекции пшеницы и эгилопсов, разнообразные по генотипическому составу как в отношении специфической, так и неспецифической устойчивости. Наличие в коллекции образцов пшеницы с высокой неспецифической устойчивостью, а также твердой пшеницы, могло способствовать естественному отбору в пользу авирулентных к Lrl, Lr2a клонов гриба. Преимущество клонов с фенотипом Р1 Р2а в конкуренции с pl р2а показано нами в изучении динамики модельных популяций, культивируемых на сортах с высокой ра-сонеспецифической устойчивостью к бурой ржавчине (Михайлова, Мет-ревели,1982). Ассоциация аллелей pl р2а р2б была постепенно вытеснена ассоциацией Р1 Р2а р26.

В 1991 г. произошла новая резкая смена состава популяции. Фенотип Р1 Р2а р26 был замещен фенотипом Pl Р2а Р26, который в 1989 г. встречался в популяции с частотой 9%.

Частоты вирулентности рЗа, p3d, plO, р14, р16, р17, р18, как было уже было отмечено, оставались высокими за весь период исследования. Вирулентность рЗ была необходимой для паразитирования на сортах Безостая 1 и Кавказ, имеющих ген Lr3. После снятия этих сортов с производства эта вирулентность оказалась "лишней". Прочие аллели по всей вероятности также являются "лишними". Можно предположить, что перечисленные аллели вирулентности не влияют на выживаемость клонов гриба. Как было показано нами при изучении динамики модельных популяций аллель рЗ может и повышать выживаемость, что должно способствовать накоплению имеющих его генотипов гриба.

Итак, в течение 25 лет наблюдения дербентской популяции радикальные смены состава, когда популяция текущего года имела низкое сходство или отсутствие сходства с популяцией предыдущего года, наблюдались два раза - в 1975 г. и 1991 гг.

С целью выяснения влияния краснодарской популяции патогена на состав популяции дербентской мы сравнили динамику частот генов

вирулентности pl р2а р26 в обеих популяциях (рис.1,2).

Известно, что в 1972 г. в Краснодарском крае были районированы новые сорта Кавказ и Аврора (Lr26), занявшие сразу обширные площади (532 тыс.гектаров - сорт Кавказ). До 1972 г. в краснодарской популяции численность клонов, вирулентных к Lr26 составляла единицы процентов (Краева, Алексеева, 1972). В 1973 г. более 80% клонов краснодарской популяции гриба были вирулентны к сорту Кавказ (Воронкова,1975). По данным Павловой Г.В. и соавторов эти клоны заняли доминирующее положение в краснодарской популяции гриба также с 1973 г. Авторы определили принадлежность вирулентных к Кавказу клонов к расе 77, и, следовательно, также как и в Дербенте эти клоны имели фенотип pl р2а р2б. Однако нарастание их численности в Дербенте произошло с запозданием в два года; в Краснодаре оно отмечено в 1973 г. (табл.17, рис.2), а в Дербенте в 1975 г; эпифитотийкое развитие бурой ржавчины на сорте Кавказ в Краснодаре, соответственно, наблюдалось в 1973 г., в Дербенте в 1975 г.

Снижение концентрации фенотипов pl р2а р26 в Краснодарском крае отмечено нами в 1985 г., постепенно они были замещены фенотипами pl р2а Р26. По данным Павловой и соавторов в 1982 г. биотипы рас 77, 122, 25, 143, 192, 62, авирулентные к сорту Кавказ (Р26) составили 85Х популяции гриба (Павлова и др.,1985)

В Краснодаре и в Дербенте нарастание численности фенотипов pl р2а р26 происходило одинаковым образом, скачкообразно. Такой характер изменения популяции можно объяснить тем, что сорт Кавказ ввиду его низкой неспецифической устойчивости, является весьма благоприятным субстратом для патогена, способствующим чрезвычайно быстрому увеличению вирулентной к этому сорту части популяции.

В 1991 г. по нашим данным в Краснодарском крае наблюдалась смена состава популяции Р.recóndita. В отличие от предыдущих лет в этом году не выявлено ни одного клона с фенотипом pl р2а р2б (выборка представлена 21 независимо выделенными клонами); в 1992, 1993, 1995 гг. они составили 17%, 2, 21%, соответственно. Эта смена фенотипического состава произошла практически одновременно в Дербенте и Краснодаре, доминирующим в обеих популяциях стал фенотип Pl Р2а Р2б (авирулентный к Lrl, Lr2a, Lr26). При этом необходимо отметить, что смена состава популяции Р.recóndita произошла во всей европейской части России, что дает основание предпо-

дожить общность причины и источника этих изменений.

Учитывая асинхронность изменений в составе популяций в Краснодарском крае и в Дербенте в период с 1972 г. по 1990 г. (рис.1,2), можно утверждать, что, эти популяции являются относительно независимыми друг от друга. Не вызывает сомнения, что лишь длительные наблюдения дали возможность выявить индивидуальность дербентской популяции, что невозможно было бы сделать по результатам наблюдения одного года или небольшого периода, к примеру, в 1991-1995 гг. По нашим данным популяция в Дербенте является частью генеральной Кавказской популяции, в течение ряда лет она проявляла высокое сходство с популяциями из Азербайджана и Грузии и низкое сходство или его отличие от популяции европейской части СНГ (Михайлова, Васильев, 1985; Михайлова, Тырышкин, 1989),

Известно, что основными механизмами изменчивости популяций являются естественный отбор, мутационный процесс, генетический дрейф, миграция. Несомненно, все эти механизмы действуют и в популяциях возбудителя бурой ржавчины пшеницы Р.recóndita Rob.ex Desm.f.sp.tritici.Популяции Р.recóndita, по причине отсутствия половой фазы в жизненном цикле, состоят из потомков вегетативно размножившихся урединиоспор, т.е. из клонов. Размножение бесполым путем приводит к ограничению генетической рекомбинации. Вследствие этого фенотип клона гриба может быть представлен случайной ассоциацией признаков, вирулентностью к наличествующим растениям-хозяевам сцепленной с "лишней" вирулентностью, комплементарной генам устойчивости, не присутствующим у растений-хозяев. Случайная ассоциация генов вирулентности у клона гриба, несущего мутацию вирулентности к сорту пшеницы с эффективным геном расоспеци-фической устойчивости, подхваченная естественным отбором, становится доминирующей в популяции.

Как в краснодарской, так и в дербентской популяциях возбудителя бурой ржавчины пшеницы наблюдалось доминирование одного, двух фенотипов вирулентности. Обе популяции размножаются вегетативно, без участия полового процесса, что, по-видимому, и является причиной низкого разнообразия по учтенным признакам вирулентности, меньшего, чем можно было бы ожидать при свободной реком-бинвации генов вирулентности.

Изменение численности фенотипов под действием естественного от-

Таблица 16

Частота встречаемости клонов, вирулентных к линиям Thatcher и сорту Кавказ в дербентской популяции Р.recóndita (%)

Год Число Линия Thatcher с геном устойчивости Lr Сорт Дсмини-

клонов Кавказ

1 2а За 3d 10 14 16 17 18 (Lr 26) фенотипы

1969 - ОД 10 PI PI .p2a P2a P26 И P26

1970 25 25 75 75 - - - - - 0,094 *»

"1971 143 38 60 71 90 99 91 99 59 - 0.0 (t

1972 54 58 58 95 95 - 86 95 77 - 0.112 M

1973 242 68 89 95 95 93 98 100 98 98 О'.О pi p2a P26

1974 151 96 95 99 100 97 93 95 93 93 5

1975 116 98 97 99 100 100 97 97 97 97 97 PI p2a p26

1976 40 95 97 97 97 100 100 100 100 100 100 »

1977 34 97 97 97 100 100 88 100 97 97 97 »»

1978 63 98 100 100 98 90 71 98 98 98 68 tt

1979 81 80 98 100 100 100 95 98 100 100 81 Ii

1980 30 87 87 100 100 100 100 100 100 100 100 I»

1981 99 40 40 97 100 99 100 100 66 76 94 PI P2a p26 и

pi p2a p26

1982 176 32 32 98 100 93 87 95 32 98 94

1983 135 7 7 - - 98 98 96 - - 88 Pi P2a p26

1984 101 7 7 100 100 97 97 99 - 100 95 n

1985 123 29 29 - - 100 100 100 - - 91 PI P2a p26 и p2ô

pl p2a

1986 61 0 0 100 100 100 100 100 100 - 97 PI P2a p26

1987 41 0 0 - - - - - - - 100 H

1988 48 0 0 100 »»

1989 39 2 2 100 II

1990 34 69 69 31 PI PI P2a p2a p26 и P26

•1991 30 3 3 - - - - - - - 7 PI P2a P26

1992 26 0 0 100 100 - 100 100 100 100 8 »»

1993 35 9 б 100 100 100 100 100 100 100 48

1994 23 30 13 - - - - - - - 30

1995 42 14 14 80 82 50 95 95 100 65 0 M

Таблица 17

Частота встречаемости клонов, вирулентных к линиям Thatcher Lrl, Lr2a и сорту Кавказ в краснодарской популяции Р.recóndita (%.)

I i |Всего i i (TcLrl,| Сорт i Доминирующие|

! Год | клонов |-TcLr2a| Кавказ фенотипы !

i 1972 < 10

i 1973 80

| 1978 | 16 | 50 | 50

¡ 1979

j 1980 ¡ 47 1 96 | 94 pl р2а р26 |

i 1981 | 175 1 97 | 86 м |

I 1982 | 120 ! 93 ¡ 83 ti f

i 1983 | . 87 1 99 | 56 »1 1

i 1984 t 143 1 64 | 85 1) I

! 1985 ! 88 1 84 | 48 pl р2а р26 !

pl р2а Р26 |

I 1986 | 88 1 82 | 28

| 1987 | 28 | 100 | -

I 1988 i 49 ! 100 j 24 pl р2а р26 ¡

pl р2а Р26 |

I 1989 ¡ 28 1 82 ¡ 29 И |

! 1990 | 40 ! 94 I 2 pl р2а Р26 |

| 1991 | 21 1 o | 19 Pl Р2а Р26 i

! 1992 ¡ 35 1 17 1 0 И |

| 1993 ! 56 1 2 | 2 м {

| 1995 i 1 14 t 1 21 | .i_ ,. i 7 и | .1

бора может быть как скачкообразным, как например, в случае вирулентности к Ьг26, так и постепенным, как в случае вирулентности к Ьг1,Ьг2а. Резкая смена фенотипического состава популяции, смена одних доминирующих ассоциаций генов вирулентности на другие, происходящая вследствие одновременного резкого расширения посевных

Рис. í

Частота встречаемости клонов, вирулентных к линии Thatcher Lr1, Lr2a в Дербентской и Краснодарской популяциях Puccinia recóndita f. sp. tritici

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 SO 91 92 93 94 95

1970- 1995 гг.

Рис, 2

Частота встречаемости клонов, вирулентных к сорту Кавказ (Lr26), в Дербентской и Краснодарской популяциях Puccinia recóndita f.sp.tritici

площадей, занятых сортом с новой расоспецифической устойчивостью, по нашему мнению, по механизму действия схожа с генетическим дрейфом, когда популяция возобновляется от какой-либо малой ее части, оказавшейся приспособленной к новому хозяину. Вместе с тем; мы полагаем, что скачкообразные изменения дербентской популяции по частоте встречаемости клонов, вирулентных к Iг1, Ьг2а, не связанные с изменением в составе растений-хозяев, можно рассматривать как следствие миграции спор. На наш взгляд, миграция на протяжении исследуемого периода наблюдалась, по крайней мере, двазвды (в 1985, 1990 гг.). Не исключено, что эта миграция происходила в направлении с Краснодарского края к южно?.:у Дагестану.

СОЗДАНИЕ БАНКА ИСТОЧНИКОВ И ДОНОРОВ РАСОСПЕЦИФИЧЕСКОЙ И НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ К БУРОЙ РЖАВЧИНЕ

Основой ограничения адаптационных изменений вирулентности популяций возбудителя бурой ржавчины является генетическое разнообразие культивируемых сортов пшеницы как по специфической, так и неспецифической устойчивости. Этим объясняется необходимость создания коллекций источников обоих типов устойчивости.

Специфическая устойчивость.

Специфическая устойчивость пшеницы к бурой ржавчине, контролируемая олигогенами, привлекательна для селекционеров, поскольку легко передается в скрещиваниях от донора потомству. Селекция пшеницы в странах, где большое внимание уделяется устойчивости к бурой ржавчине (США, Канада, Австралия), базируется на использовании генов специфической устойчивости. При рациональном расходовании запасов генов этот тип устойчивости может быть перспективным для использования в защите от болезни. Первым этапом создания коллекции генетически разнородных доноров устойчивости является поиск устойчивых форм растений (пшеницы, эгилопсов и других родственных пшенице видов), вторым этапом является идентификация генов устойчивости с помощью гибридологического анализа.

Скрининг коллекции эгилопсов ВИР. Известно несколько эффективных генов устойчивости к бурой ржавчине перенесенных от диких сородичей в геном мягкой пшеницы. Ген Ьг9 перенесен в геном пше-

нида от Aegilops umbeilulata (транслокация Transfer, хромосома 6BL); ген Lr41 от Ae.tauschii; гены Lrl9, Lr24, Lr29 от Agropyron elongatum. Известны примеры успешного перенесения других генов устойчивости к бурой ржавчине от Ae. tauschii (Lr21, Lr22a, Lr32, Lr42, Lr43.), от Ae. speltoides (Lr28, Lr36), Ae. ventricosa (Lr37.) (Mcintosh, Wellings, Park, 1995).

Для того, чтобы определить потенциальную ценность видов Aegilops для селекции мы оценили 1724 образца 22 видов Aegilops на устойчивость к популяциям возбудителя бурой ржавчины из Дербента и Ростова (табл.19).

Как правило, тип реакции на инокуляцию обеими популяциями был одинаков. Частота встречаемости устойчивых образцов у видов различна. Все образцы Ae.mutica, Ae.auscherii, Ae.speltoides были устойчивы. Все образцу Ae.trivial is и Ae.bicornis оказались восприимчивы, только один из 20 образцов Ae.vavilovii оказался устойчивым. Высокоустойчивы виды Ae.kotschyi, Ae.longissima, Ae.colum-naris, Ae.triuncialis, Ae.triaristata. Частота встречаемости устойчивых образцов у остальных видов также достаточно высока.

Известно, что практически все виды Aegiiops способны скрещиваться с мягкой пшеницей, в связи с чем мы полагаем, что они являются богатым источником генов устойчивости к бурой ржавчине.

Скрининг образцов озимой пшеницы коллеквдй ВИР и Института пшеницы и подсолнечника Болгарии. С целью поиска новых эффективных генов устойчивости мы оценили устойчивость 1481 образца озимой пшеницы коллекции ВИР а 203 образцов озимой пшеницы из Института пшенииы и подсолнечника Болгарии. Последние были переданы нам в качестве доноров устойчивости к желтой ржавчине: кроме проростковой устойчивости к бурой ржавчине мы оценили их устойчивость к желтой и бурой ржавчинам, к мучнистой росе в фазе флаг-листа в полевых условиях на естественном инфекционном фоне на Дат ОС ВИР. Образцы пшеницу ВИР были изучены методом фитопато-логического теста на присутствие у них гена Lr23.

Определено, что доля устойчивых наиболее высока среди образцов из США (табл.20), что по-видимому, отражает интенсивность селекции по этому признаку. Некоторые восприимчивые в США сорта оказались устойчивыми в России, к примеру, сорта Ропса (Lr3), Parker (LrlO), ТАМ 106 (LrlO), McDermid (Lrl,Lr3). Этот

Таблица 19

Характеристика устойчивости к бурой ржавчине видов Aegilops

1 1 N Название вида i i геномный | число 1 1 ....... ~! устойчивых |

|п/п состав | образцов

1 всего j % 1

! 1 Ae.mutica ! 6 6 1 loo !

1 2 Ае. longissizna sI(=s1) 1 4 3 J 75,0 !

! з Ae.sharonensis Ss(=Bs) | 7 2 1 28,6 i

! 4 Ae.blcomls Sb (=Bb) i 12 о 1 о 1

i 5 Ae.aucherii S(G) ! 31 31 ! 100 i

1 б Ae.speltoides S(=G) ! 31 31 ! loo !

1 7 Ae.tauschii D ! 355 86 ! 24,2 !

i з Ae.crassa DMcr | 39 11 1 28,0 |

1 9 Ae.vavilovll DMSbDMcrSp | 20 i ! 5 !

| 10 Ae.trivial is D1DzMcr ! 26 о 1 о !

! 11 Ae.ventricosa D 4f | 17 5 I 29,4 |

| 12 Ae.caudata с 1 21 8 1 38,1 i

| 13 Ae.cylindrica CD j 289 75 1 25,9 j

! -14 Ae.umbellulata и 1 18 9 1 50,0 |

! 15 Ae.ovata UM° 1 60 21 1 35,0 |

| 16 Ae.triaristata UMfc 1 60 44 j 73,0 |

! 17 Ae.columnaris U Mc I 25 24 | 96,0 j

! 18 Ae.kotschyi ubs(usv) s 18 17 | 94,4 J

| -19 Ae.triuncialis i)Mt(cut) ! 473 408 | 86,3 |

j 20 Ae.biuncialis UMb i 190 55 | 28,9 |

1 21 Ae.recta UMMv(UMtMt)i 14 4 I 28,6 |

| 22 i Ae.variabilis ubt(usv) 1 1 8 5 I i 62,5 ! i

факт свидетельствует о кардинальных различиях в вирулентности популяций Северной Америки и СССР, а также о том, что инокуляция образца пшеницы популяциями патогена различного географического способствует выявлению его генетического потенциала в отношении устойчивости к болезни. Высокая доля устойчивых образцов в коллекции из США свидетельствует, что они могут служить источником доноров устойчивости для селекции в СНГ.

В коллекциях европейских стран наиболее высока доля устойчи-

Таблица 20.

Распределение по устойчивости к бурой ржавчине образцов озимой мягкой пшеницы

! ...... ! I ¡Число устойчивых 1

Всего ( образцов,% !

1 - Происхождение образ- ! i

цов 1 ! из них ¡

¡ всего ¡ с i i Lr23 ¡

¡Канада 47 1 1 1 14,9 ¡ ¡ 43 ¡

| США 523 i 33,6 ¡ l'l j

¡СССР 113 ! 14,1 1 63 |

¡Болгария (ИППС) 203 1 32,0 1 (

¡Болгария 63 1 15,9 ¡ 50 |

)Югославия 111 ! 18,0 1 50 ¡

!Венгрия 26 j 19,2 ¡ 20 ¡

¡Польша 14 ! 14,2 ¡ 0 ¡

!Румыния 105 ¡ 9,5 ( 10 ¡

¡Чехословакия 75 1 1,3 ¡ 0 ¡

¡Германия (ГДР+ФРГ) 38 | 5,2 ¡ 50 |

\Голландия 24 i o | o 1

¡Дания 34 1 0 | o !

¡Англия 65 ! 6,1 | o !

¡Франция 25 i o | o ¡

¡Австрия 12 i o ( o i

¡П1вейцария 22 í i ! i

¡Италия 15 f 20,0 | 66 1

(Швеция 57 1 12,3 | o ¡

)Норвегия 9 ! o ¡ o 1

|Финляндия 25 ¡ 0 ¡ o i

¡Иран 13 i 0 1 o i

¡Япония 50 ¡ 18,0 ¡ ¡

¡Аргентина I 15 i 0 | 1 1 o ! 1

вых образцов в Болгарии, Югославии и Венгрии, что реально отражает степень заинтересованности в селекции на устойчивость. В этих странах развитие бурой ржавчины часто достигает эпифитотийкого

уровня. В странах западной Европы бурая ржавчина до недавнего времени не являлась вредоносной, она уступала по значимости желтой, в связи с чем селекция на устойчивость к бурой ржавчине практически не проводилась.

Всего выделено 340 образцов, устойчивых к бурой ржавчине в фазе проростков. Несмотря на то, что доля образцов, несущих ген Lr23 составила 20%, в целом, коллекция устойчивых образцов представляет обширный материал для поиска эффективных генов устойчивости, пригодных для селекции на устойчивость к российским популяциям патогена.

Ранее Одинцова И.Г. и др. (1982, 1989) определили, что 50% устойчивых образцов яровой пшеницы имеют ген Lr23, независимо от их происхождения. Результаты наших исследований показали, что доля образцов озимой пшеницы, несущих ген Lr23 значительно ниже, чем таковая у яровых пшениц.

Все 65 образцов ИППС, устойчивых к бурой ржавчине в фазе проростков были устойчивы и в поле в фаве флаг-листа. Выделено также 78 образцов, устойчивых только в фазе взрослых растений, эти образцы звщищены генами устойчивости, зкспрессируюшдася в фазе взрослых растений. Случаев, когда устойчивые в фазе проростков были бы восприимчивы в фазе взрослых растений не обнаружено. К желтой ржавчине были устойчивы 144 образца. Выделены образцы пшеницы с групповой устойчивостью к двум видам ржавчины и мучнистой росе.

Генетический контроль устойчивости к бурой ржавчине у образцов яровой и озимой пшеницы. Мы изучали генетический контроль устойчивости к бурой ржавчине у 11 образцов яровой и 32 образцов озимой мягкой пшеницы различного географического происхождения. Генетический анализ устойчивости включал скрещивания устойчивых образцов с восприимчивыми, каковыми в наших экспериментах служили Саратовская 29, Michigan Amber, Безостая 1; скрещивания с тестер-ными линиями Thatcher, носителями известных эффективных генов Lr9, Lrl9, Lr23, Lr24 и диаллельные скрещивания по половинной схеме. В программе гибридологического анализа выполнено 378 комбинаций скрещивания-, оценена устойчивость более 60 тыс. растений.

Показано, что из 11 образцов яровой пшеницы 8 имеют ген Lr23, 3 образца - ген устойчивости взрослых растений Lrl3. У сложного гибрида из Мексики И-4У4546 имеется эффективный ген ус-

тойчивости не идентичный Lr23, Lr9, Lrl9 и Lr24. У сорта PBV 65 из Индии обнаружены два рецессивных гена; кроме того у индийских сортов HD 2402, Raj 1972 - общий ген устойчивости взрослых растений.

Ив 32 образцов озимой пшеницы 8 имели ген Lr23; 7 из имеющих этот ген образцов получены из Болгарии и 1 из Югославии.

Обдай доминатный ген LrCol обнаружен у образцов из США Со725049, СО725055, Со725082 и у 4 других образцов (2 из США и 2 из Венгрии). Рецессивный ген Lrpar идентифицирован у сорта Parker и у 4 других сортов., У болгарского сорта Загорье обнаружен ген устойчивости взрослых растений не идентичный Lrl3.

Гибридологический анализ устойчивости образцов озимой пшеницы выявил, по крайней мере, 11 новых, отличающихся от Lr9, Lrl9, Lr23 и Lr24, генов устойчивости. Каждый из этих генов является достаточно эффективным в защите от болезни. Мы полагаем, что коллекция образцов озимой мягкой пшеницы может служить ценным источником генов, устойчивости к бурой ржавчине.

Неспецифическая устойчивость видов , и сортов пшеницы к бурой ржавчине.

Неспецифическая устойчивость пшеницы к бурой ржавчине считается более прочной, чем устойчивость специфическая. Критериями неспецифической устойчивости служат число пустул, проявляющихся в пределах известной площади листовой поверхности при заданной инфекционной нагрузке, число спор, продуцируемых пустулами, и длина латентного периода. Полевая оценка этого типа устойчивости затруднена тем, что основным условием ее определения является равномерное нанесение спор вирулентного штамма гриба на растения разных сортов. В литературе приводятся данные об устойчивости образцов пшеницы на фоне природных популяций патогена, либо на искусственном инфекционном фоне. Как правило, эти оценки не дают представления об уровнях специфической и неспецифической устойчивости в отдельности. Перед нами стояла задача сравнить образцы различных видов пшеницы по неспецифической устойчивости к бурой ржавчине с. помощью разработанного нами метода оценки (Одинцова, Михайлова, 1981). Объектом исследования служили 62 образца гексаплоид-ного T.aestivuin), 52 образца тетраплоидных (T.dicoccum, T.dicoc-

Таблица 21

Генетический контроль устойчивости к бурой ржавчине у образцов мягкой пшеницы

■ 1 1 N0! ! ! I 1 1 — Образец пше-1Происхож-!Тип реак-ницы,сорт ¡дение '¡ции про-| !ростков 1 1 IНаследова- | ¡ние устой- | ¡чивости ! 1 I 1 Генные | символы |

1 1! 1 1 2 | 3 | 4 1 1 ! 5 ! 1............! . 6 1 1

яровая пшеница

1 Рг1пд11а1 Франция 0 ■1 дом. Ьг23

2 Зп1а бб Мексика 0 1 дом. Ы23

3 СОТ N7 Бразилия 2+ 1 дом. Ьг23

4 И-474546 Мексика 0 1 дом. 1гХ

5 Ез1апгие11а Аргентина 2+ 1 дом. 1x23

6 МатЬа Танзания 2+ 1 дом. Ы23

7 Мауа Гоуош Замбия 2+ 1 дом. Ьг23

8 РВУ 65 Индия 2 2 рец.+1 дом. ЬгрЬг!,

ЬгрЬу2,Ьг13

9 НО 2402 Индия 2 1 дом.+1 рец. Ьг23} Ыгаз

•10 Ра1 1972 Индия 3 •1 дом.+1 рец. Ьг13. Ьггаз

11 Ш 741 Индия 2 2 дом. 1г23, 1ПЗ

озимая пшеница

12 N5675 ■13 4204

14 М 357-1

15 3357-58

16 Загорье

17 N 30432

Югославия 2 2

Болгаоия 0-1

0-1

1 дом.+1 рец. Ш!Б1„ Ьгпз2

Румыния

1 дом.

2 дом.

2 рец. 1 реи.

1 дом.рец.

Ьг23

ЫМ357-1а, ЬгШ57-1Ь Ьг3357-58а, Ьг335?-58Ь Ьгг ае (взр.уст.) Ьг19. Ьг30432а. Ьг30432Ь

продолжение таблицы 21

г '!------------ 1 ¡•1! 2 | ! ! ! 1 3 ! 4 5 1 ( 6

16 Р1-1331 Венгрия 2,2+ 1 дом.+1 рец. ЬгСо! Ьграг

19 Рш*с!ие 6693 США ' 0 1 д0м.+1 рец. Ьг19, Ьгриг

20 Ропса 2 2 дом.комплем. ЬгРоШ , ЬгРол2

21 РгесЗепск - " - 1 1 д0м.+1 рец. ЬгРгес!!, ЫГ гес!2

22 БТИ 646252 - " - 1 1 дом. ЬгБТ«

23 СО 725049 _ И _ 2 1 д0м.+1 рец. ЬгСо! Ьгсо2

24 Со 725055 2,2+ 2 дом. ЬгСо!, ЬгСоЗ

25 Со 725082 - " - 2,2+ 1 дом.+1 рец. ЬгСо1 Ьгсо2

26 Рагкег 5 2 1 дом.+1 рец. ЬгСо1, Ьграг

27 Рагкег - " - 2,2+ 1 рец. Ьграг

28 ТАМ 106 - " - 0 1 дом.+2 рец. ЬгСо!, Ьграг,

29 Г2Н-296 Венгрия 2,2+ 1 дом.+1 рец. ЬгСо1, Ьграг

30 А-38ь-4-5-3~3 Болгария 1,2 1 дом +1 рец. Ьг23, Ьгх

31 У-6ь-70-1 - " - 0 1 дом. Ьг9

32 У-13ь-5-5-4 0 2 дом. Ьг9, Ьг24

33 VI 11-30а-'12-'1 — " — 1,2 1 дом.+1 рец. Ьг23, Ьгх

34 1Х-8а-22-2-1 0 2 дом. Ьг9, Ьг24

35 Х-23ь-18-1 - " - 0,1 2 дом. Ы9, Ы24

36 96/90 — — 0 3 дом. ЬгХ1, ЬгХЗ ЬгХ2.

37 АК6063-4 0 2 дом. Ьг23, ЬгХ

38 ШРМР 2215/86 2+ 1 дом. ЬгХ

39 208/85 2+ 1 дом. Ы23

40 Р5Н70/28-1/3-4 - » - 2+ 1 дом. Ы23

41 ТР 420-72 _ н _ 2 1 дом. Ьг23

42 ШЭД 144/83 — " — 2+ 1 дом. Ы23

43 ТРН 354 Англия 2,2+ 1 дом. ЫХ

coides, T.persicum, T.durum). 7 образцов диплоидных видов (T.bo-eoticum. T.monococcum, Т.urartu). Оценку устойчивости производили в фазе развернувшегося флаг-листа. Число пустул и число спор на пустулу выражали в относительных единицах к показателям восприимчивого сорта-стандарта Саратовская 29. Стандартный сорт использовали в фазе проростков - первого развернувшегося листа. Чем выше значение индекса, чем ближе оно к 1,0, тем выше восприимчивость образца пшеницы.

Самые низкие индексы восприимчивости оказались у образцов диплоидных видов. Эти образцы заметно более устойчивы, чем все прочие. Среди тетраплоидов наиболее устойчивы образцы T.persicum и Т.durum, а наиболее восприимчивы T.dicoccum и T.dicoccoides. Образцы культурной двузернянки T.dicoccum более устойчивы, чем образцы дикой T.dicoccoides, среди последних были обнаружены образцы, поражающиеся в чрезвычайно сильной степени ( к 41965, к 5198). Образцы мягкой пшеницы разделены на три группы: староместные образцы из Закавказья (к примеру, Хулуго, Лагодехис грдзелтавтава, Долис Пури, Корбоули Доли, Гомборула и др.), староместные русские образцы (к примеру, Императорка, Огневка, Гир-ка русская. Банатка и др.) и образцы современной селекции (в основном, отечественной). Последние две группы обладали одинаковой (в среднем) восприимчивостью к бурой ржавчине, хотя среди них встречались и относительно устойчивые образцы (Крымка, Гирка русская, Безостая 1, Цезиум 7/10, Моцинаве, Прибой, Саратовская 46, Саратовская 49). Уровень устойчивости староместных закавказских образцов мягкой пшеницы был таким же высоким, как и у образцов T.persicum и Т.durum. Говоря о неспецифической устойчивости, мы полагаем, что этот признак подвержен эволюционным изменениям, как и любой другой признак, характеризующий растение пшеницы.

По теории П.М.Жуковского устойчивые формы растений чаще возникают в ареале совместной родины патогена и растения-хозяина, там, где, вероятно, темпы изменчивости популяций патогена выше, чем в других регионах распространения хозяина (Жуковский П.М., 1971). Вследствие этого, на совместной родине отдельные гены специфической устойчивости обесцениваются быстро, и потому особую значимость для выживаемости вида растения приобретает устойчивость количественного характера, т.е. иеспецифическая. Эта устойчивость, вероятнее всего, обусловлена множеством генов с малым

Таблица 18

Неспецифическая устойчивость образцов видов пшеницы к бурой ржавчине

J ! Вид пшеницы | i i-------------- ¡Число об- i разцов i 1 ! ..................... " ' ! ! Индекс восприимчивости ! i j

1 1 1 ¡Lim min-Ilm max¡Среднее значение! 1 ! 1

i !T.boeoticum 4 0,01-0,28 ! 0,12 j

¡T.urartu 1 - 0,02 1

j Т.гюпососсш1 2 0,02-0,09 0,05 j

iT.dicoccoides 7 0,23-3,04 1,39+0,33a !

¡T.dicoccum 15 0,20-1,60 0,62+0,09b !

¡T.persicuiri у 0,05-0,44 0,21-0,04c j

!T.durum 21 0,0-2-0,66 0,22+0,04c !

¡T.aestivum i

¡староместные образцы !

¡Закавказья 23 0,02-0,57 0,24+0,03ce !

¡староместные русско-

европейские образцы 10 0,13-1,16 0,48+0,llbe |

¡образцы современной i

\селекции ( 29 0,05-2,03 0,61+0,lib ! i

эффектом. Существует мнение., что обесцененные гены расоспецифи-ческой устойчивости продолжают функционировать как гены неспецифической (Nelson, 1978).

Жуковский (1971) и Leppik (1970) считают, что Закавказье входит в ареал центрально-азиатского генцентра происхождения пшениц и возбудителя бурой ржавчины, и именно здесь наиболее вероятно нахождение устойчивых форм пшеницы. По наблюдениям Н.И.Вавилова (1964) местные сорта Дагестана, Азербайджана, Грузии представляют исключительную ценность для индивидуального отбора на устойчивость к ржавчине.

Вместе с тем при оценке 647 образцов мягкой пшеницы T.aesti-vum из Закавказья, на устойчивость к 3 доминирующим в закавказской популяции в 1971-1972 гг. расам возбудителя бурой ржавчины нам не удалось найти ни одного образца, устойчивого ко всем расам

(Берлина-Кожевников В.М., Михайлова Л.А., Бороданенко Н.К.,1973) и, таким образом, ни один из них не может бить использован в качестве донора специфической устойчивости.

В связи с полученными нами результатами оценки специфической и неспецифической устойчивости образцов мягкой пшеницы Закавказья, мы считаем, что их полевая устойчивость обусловлена устойчивостью неспецифической.

Староместные закавказские и русские пшеницы созданы в результате народной селекции, осуществляемой в форме отборов растений с улучшенной урожайностью, соответственно и устойчивостью. Возможно также, что староместные сорта представляют собой популяции, содержащие формы растений, разнородные по системам генов неспецифической устойчивости. Селекция чистолинейных сортов на основе гибридизации разрушила систему взаимодействующих генов устойчивости. и баланс генотипов староместных сортов-популяций, что привело к снижению уровня неспецифической устойчивости у современных селекционных пшениц. Староместные пшеницы не могли удовлетворить производство по урожайности, а повысить ее без гибридизации было бы невозможно. Однако усилия селекционеров достичь высокой урожайности привели к утрате неспецифической устойчивости.

По дачным П.М.Жуковского пшеница T.persicum является эндемичным видом Закавказья. Отсюда понятно, почему образцы этого вида .также характеризовались высокой неспецифической устойчивостью к бурой ржавчине. Родиной твердой пшеницы (Т.durum) является Средиземноморье, где инфекционный фон также достаточно жест-гай. Возможно, это и является причиной частой встречаемости образцов этого вида с высокой неспецифической устойчивостью. Предполагается, что родиной видов Т.dicoccoides и T.dicoccum являются восточное Средиземноморье и Юго-Западная Азия - районы с засушливым климатом, который не способствует развитию бурой ржавчины и,следовательно, отбору устойчивых к болезни растений. Не исключено, что окультуривание двузернянки сопровождалось отбором более устойчивых форм и поэтому T.dicoccum более устойчив, чем Т.dicoccoides.

ВЫВОДЫ

1. Впервые с использованием разработанного нами набора сортов-дифференциаторов установлено, что на территории СНГ существуют изолированные популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы: европейская, закавказская, азиатская (Зауралье, Северный Казахстан, Западная Сибирь). Подтверждено существование среднеазиатской популяции. Степень изоляции популяций различна: вероятность миграции между европейской и закавказской популяциями выше, чем вероятность миграции между азиатской и европейской популяциями. Популяции патогена различаются по темпу изменчивости: азиатская популяция более стабильна, чем закавказская и европейская.

2. Предложена схема территориального размещения генов устойчивости пшеницы к бурой ржавчине на территории СНГ: в регионах Кавказа (Предкавказье и Закавказье) рекомендуется использовать в селекции различные наборы генов устойчивости. Одни и те же гены устойчивости могут быть использованы в европейской и азиатской : частях СНГ; в зоне Поволжья использовать набор генов устойчивости, независимый от всех прочих наборов.

3. Определены закономерности естественного отбора в популяциях возбудителя бурой ржавчины пшеницы:

а) В результате анализа состава природных и модельных популяций показано, что естественный отбор может вызвать кардинальные изменения популяций в течение одного вегетационного сезона. Это свидетельствует о том, что в целях изучения структуры природных популяций необходим непрерывный контроль представленности фенотипов.

б) На растениях-хозяевах, обладающих частично эффективными генами расоспецифической устойчивости, отбираются фенотипы имеющие низкую частоту встречаемости при этом выявляется скрытое разнообразие природных популяций по фенотипическому составу.

в) Впервые установлено, что неспецифическая устойчивость дифференцированно влияет на отбор по признакам вирулентности: отбору подвержены клоны гриба, различающиеся по аллелям вирулентности pi, р2а. Определена корреляция между уровнем неспецифической устойчивости образцов мягкой и тетраплоидной пшеницы и частотой встречаемости клонов гриба, авирулентных к Lrl, LrBa. Изменчивость по другим генам вирулентности (Р2Ь, Р2с, РЗ, РЗка, P3bg, PIO, P14a, P14b, P16, Pl?, P18) не выявлена. На образцах твердой

пшеницы отбираются клоны с аллелями авирулентности Р1, Р2а, независимо от степени неспецифической устойчивости образца,

г) На образцах пшеницы с высоким уровнем неспецифической устойчивости вне зависимости от генотипа вирулентности селективное преимущество в отборе имеют "местные" клоны патогена, адаптированные к генотипу пшеницу. Клоны, происшедшие из мест географически отдаленных от места происхождения и выращивания сорта пшеницы, вытесняются из популяции, что может свидетельствовать об уровне вероятности закрепления клонов-иммигрантов в местной популяции. Вскрытое явление низкой адаптированности клонов-иммигрантов к местным сортам с неспецифической устойчивостью свидетельствует о том, что генетическая разнородность по этому типу устойчивости может служить фактором сдерживания распространения эпифито-тий.

4. Создан банк источников и доноров расоспецифической и неспецифической устойчивости:

а) В результате проведения скрининга по устойчивости коллекций из 1684 образцов озимой и яровой мягкой пшеницы и 1724 образцов эгилопсов создан банк источников устойчивости к бурой ржавчине. Выделено 340 устойчивых в фазе проростков образцов пшеницы; V это свидетельствует о том, что коллекция озимой пшеницы представляет обширный материал для поиска эффективных генов устойчивости к Оурой ржавчине. Показано, что виды Ае£Порз различаются по частоте встречаемости образцов устойчивых к популяциям возбудителя бурой ржавчины; их доля колеблется от 0% (Ае.и-ШаНз, Ae.bic.or-Мб) до 100% (Ае.эреИ^йез, Ае.аизЬег!, Ae.mut.ica).

б) В результате проведения гибридологического анализа наследования устойчивости 43 образцов озимой и яровой мягкой пшеницы определены образцы с известными эффективными генами Ьг9, Ьг19, Ьг23 и Ьг24: выявлено 11 эффективных генов устойчивости к бурой ржавчине мягкой пшеницы, отличающихся от перечисленных эффективных генов; все они могут быть рекомендованы для использования в практической селекции.

в) Определено, что встречаемость сортов с высокой неспецифической устойчивостью среди староместных европейских и закавказских сортов мягкой пшеницы, прошедших путь длительного сосуществования с популяцией патогена, значимо выше, чем среди сортов сов-

ременной селекции. Высокой частотой встречаемости образцов с неспецифической устойчивостью характеризуются виды пшеницы T.persi-сш!. T.dicoccum. Т.duran.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Михайлова Л.А., Квитко К.В. Лабораторные методы культивирования возбудителя бурой ржавчины пшеницы Puccinia recóndita Rob.ex Desm.f.sp.tritici // Микология и фитопатология.-1970.-

Т.4., вып.3.-С.269-273.

2. Михайлова Л.А., Дмитриев А,П. Действие ультрафиолетовых и рентгеновских лучей на выживаемость спор Puccinia recóndita Rob. ex Desm.f.sp.tritici(=Puccinía triticina Eriks.) // Микология и фитопатология.-1971.-T.5.,выл.2.-С.200-203.

3. Михайлова Л.А. Анализ дербентской популяции Puccinia triticina Eriks. по признаку вирулентности к сортам Аврора и Кавказ // Микология и фитопатология.-1972.-Т.б.,вып.1.-С.61-62.

4. Mikhailova L.A.,"Berl3andTKo2hevnikov V.M. Determinatiori of genotypes oi ieaf rust races predominant in Derbent.population by isogenic wheat línes with different genes for resistance // Proceedings of the European and Mediterranean Cereal Rusts Conference, ¡1, Praha. Czechoslovakia.-1972.- C. 171-175.

5. Каталог образцов пшеницы, характеризующихся определенными генами устойчивости к бурой ржавчине./ Сост. Берлянд-Кожевников

B.М., Михайлова Л.А., Бороданенко Н.К. -Л., 1973,- Вып.111. -75с.

6. Михайлова Л. А. Генетика вирулентности ржавчинных грибов /7 Генетика и селекция болезнеустойчивых сортов культурных растений.- М.: Наука, 1974.- С. 3-16.

7. Берлянд-Кожевников В.М., Михайлова Л.А., Бороданенко Н.К. Генетическая характеристика устойчивости образцов пшеницы коллекции ВИР к 77, 151, 202 расам бурой ржавчины // Микология и фитопатология. -1975.- Т.9.,вьш.2.- С.109-113.

8. Берлянд-Кожевников В.М,, Михайлова Л.А., Левитин М.М. Генетика ржавчинных грибов в связи с селекцией зерновых культур на болезнеустойчивость // Ржавчина хлебных злаков.- М. .-Колос.-1975.-

C.67-79.

9. Mikhailova L.A. The influence of coraron and durum wheats properties on the composltion of the clones of leaf rust. pathogen // Тез.докл. XII Международного Ботанического конгресса. -1975.-Т.П.-С.493.

10. Михайлова Л.А.. Бороданенко Н.К. Механизмы популяционной изменчивости возбудителя бурой ржавчины пшеницы /7 Сельскохозяйственная биология.-1976.- Т.XI, N. 1.- С.53-58.

11. Дмитриев А,П., Михайлова Л.А, Шеломова Л.Ф., Деревянкин А.И. Исследование расового и генотшшческого состава дербентской популяции Puccinia recóndita Rob.ex Desm.f.sp.tritici в 1972-1973 гг./7 Микология и фитопатология.-1976.- Т.10, вып.4.-С.302-308.

12. Дмитриев А.П., Михайлова Л.А., Верлянд-Кожевников В.М. Влияние концентрации уредоспор возбудителя бурой ржавчины на инокуляцию растений пшеницы // Микология и фитопатология.-1976.

-Т.10, вып.1.-С. 23-28.

13. Метревели Т.Г., Михайлова Л.А. Генотипический состав популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы в Грузии // Сообщения Академии наук Грузинской ССР.- 1976.- Т.84, N3.-С.713-716.

14. Михайлова Л.А., Горлов В.М. Отбор в природных и модельных популяциях возбудителя бурой ржавчины пшеницы Puccinia recóndita Rob.ex Desm.f.sp.tritici // Микология и фитопатология.-1976.-Т.10, вып.б.- С.535-536.

15. Михайлова Л.А. Генетика ржавчинных грибов // Генетические основы устойчивости растений к болезням.- Л.:"Колос".-1977.-

С.83-94.

16. Михайлова Л.А., Метревели Т.Г. Влияние неспецифической устойчивости пшеницы на отбор клонов в популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы /7 Микология и фитопатология.-1979.-Т.13, еып.1.- С.49-52.

17. Guseva N.N., LevitinM.M., Mikhailova L.A. Genetic mechanisms of variability of phytopathog-enic fungí // Acta Phytopatho-iogica Academice Scientarum Hungaricae.-1979.- Vol.14, N 3-4,-

P. 441-447.

18. Экспресс-методы диагностики устойчивости растений к болезням: Методические указания / Сост. Гусева Н.Н., Михайлова Л.А... Громова Б.Б. и др. Л.,ВйЗР, 1980.-27 с.

19. Метревели Т.Г., Михайлова Л.А. Ареалы популяций Puccinia recóndita /7 Труды ВИЗР.-1981.-Т.67.- С. 15-19.

20. Михайлова Л.А.. Плотникова Ю.М. Образование первичных инфекционных структур и пустул Puccinia recóndita Rob.ex Desm.f.sp. tritici на видах и сортах пшеницы // Труды ВИЗР.-1981.- Т.67.-

С.46-49.

21. Михайлова Л, А., Шеломова Л.Ф., Фокина И.Г. Особенности отбора спонтанных и индуцированных мутантов Puccinia recóndita Rob.ex Desm.f.sp.tritici /У Микология и фитопатология.-1981.-Т. 15,вып.2.- С.138-142.

22. Одинцова И.Г., Михайлова Л.А. Лабораторный метод определения неспецифической устойчивости пшеницы к бурой ржавчине // Сельскохозяйственная биология.-1981.- Т.XVI, N 1.- С.137-141.

23. Левитин М.М., Михайлова Л.А. Проблемы изменчивости фито-патогенных грибов // Труды XIV Международного генетического конгресса "Генетика и благосостояние человечества".-1981.- М: Наука. -С.554-560.

24. Методические указания по изучению изменчивости популяций фитопатогенных грибов / Сост. Левитин М.М., Михайлова Л.А., Афа-насенко О.С. ВАСХНИЛ, ШЗР,- Л., 1981.- 55 с.

25. Одинцова И.Г., Михайлова Л.А. Ограничения для применения метода идентификации генов устойчивости к болезням с помощью клонов фитопатогеноБ с известной вирулентностью /У Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции /ВИР.-1982.- Т.71.- С. 35-40.

26. Михайлова Л.А., Одинцова И.Г., Афанасенко О.С. Генетика взаимоотношений паразита и хозяина // Методы экспериментальной микологии. Киев: Наукова думка, 1982.- С.358-375.

27. Михайлова Л.А., Метревели Т.Г. Конкурентоспособность штаммов возбудителя бурой ржавчины пшеницы /7 Микология и фитопатология. -1982.- Т.16, вып.5,- С.439-443.

28. Михайлова Л.А. Генетика популяций фитопатогенных грибов // Изменчивость фитопатогенных микроорганизмов. М. .-Колос, 1983.-

С.39-51.

29. Михайлова Л.А., Богуславский Р.Л. Горизонтальная устойчивость видов пшеницы к бурой ржавчине // Сельскохозяйственная биология.-1984.- N. 6.- С.78-80.

30. Михайлова Л.А., Васильев С.В. Ареалы популяций возбудителя листовой ржавчины пшеницы // Микология и фитопатология.-1985.-Т.19, вып.2.-С.158-163.

31. Абдуллаев K.M.. Михайлова Л.А., Одинцова И.Г. Состав популяции Puccinia recóndita Rob.ex Desm.f.sp.tritici на тритикале и пшенице /V Сб. научных трудов по прикл.ботанике, генетике и селекпии /ВИР.-1985.-Т.98.-С.24-28.

32. Идентификация генов устойчивости пшеницы к ржавчинным заболеваниям; Метод, указания / Сост. Одинцова И.Г., Смирнова Л.А., Михайлова Л.А., Анпилогова Л.К., Кузнецова Е.В.. ВАСХНМЛ, ВИР -Л., 35 с.

33. Михайлова Л.А., Метревели Т.Г. Структура популяции Puccinia recóndita Rob.ex Desm.f.sp.tritici на разных видах пшеницы /7 Микология и фитопатология.-1986.- Т.20, вып.2.- С.138-142.

34. Перечень образцов мировой коллекции озимой пшеницу. Исходный материал для селекции в орошаемой зоне Северного Кавказа / Сост. Новикова М,В., Михайлова Л.А., Градчанинова О.Д и др. ВАСХ-НИЛ,ВИР -Л.,1987,- 130 с.

35. Новикова М.В., Градчанинова О.Д., Михайлова Л.А., Ахмедов А.Ш., Сербии A.A. Результаты изучения коллекции озимой мягкой пшеницы в условиях Шного Дагестана на орошении /У Сб. научных трудов по прикладной ботанике, генетике и селекции /' ВИР - Л.-1987.-Т.111.- С. 8-13.

36. Михайлова Л.А., Тырышкин Л.Г., Дерева Т.Г. Наследование устойчивости к бурой ржавчине у некоторых сортов озимой и яровой пшеницы // Генетика.-1987,- T.XXI31, N 11.- С.2047-2053.

37. 6useva N.N., Wikhailova L.А,, Afanasenko O.S., Tyryshkin L.G. Principles and methods for differentation of phytopathogenic fungus populations // Tag.-Вег. Akad. Landwirtsch.-Wiss. DDR Berlin 1988.-Bd271,N 8,- S.229-230.

38. Методические указания по изучению популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы и генетики устойчивости/ Сост. Михайлова Л.А., ТЫРЫШКИН Л.Г. ВАСХНЙЛ,ВЙЗР.-Л., 1988.-18 с.

39. Одинцова И.Г., Михайлова Л.А. Горизонтальная устойчивость пшеницы к бурой ржавчине, связанная с незффективнными генами вер-тшеальной устойчивости: Сообщение 1. Устойчивость моногенных линий пшеницы серии Тэтчер /У Генетика.-1988.- Т.XXIV., N6.- С.1041-1047.

40. Одинцова И.Г., Михайлова Л.А. Горизонтальная устойчивость пшеницы к бурой ржавчине, связанная с неэффективными генами вертикальной устойчивости: Сообщение 2. Специфичность взаимодействия паразита и .хозяина //' Генетика.-1988. - Т.XXIV., N9,- С. 1624-1631.

41. Михайлова Л.А... Тырышкин Л.Г. Обоснование территориального размещения генов устойчивости и исследование популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы // Теоретические основы иммунитета растений к болезням.- Л..1988.- С.45-55.

42. Михайлова Л.А., Тырышкин Л.Г., Гусева H.H. Исследование популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы /У Защита растений.-•1988.-Т.?.- С. 18-19.

43. Идентификация генов устойчивости пшеницы к грибным заболеваниям: Метод, указания Одинцова И.Г., Смирнова Л. А... Михайлова Л.А., Анпилогова Л.К., Кузнецова Е.В. ВАСХНИЛ, ВИР.-Л., 1989.-35 с.

44. Тырышкин Л.Г., Михайлова Л.А. Структура популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы.1. Подбор сортов-дифференциаторов // Микология и фитопатология.-1989.- Т.23, вып.4.- С. 396-402.

45. Михайлова Л.А., Тырышкин Л.Г. Структура популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы. II. Оценка степени сходства популяций на территории СССР // Микология и фитопатология.- 1989.- Т.23, вып.5,- С.458-464.

46. Михайлова Л.А., Абдуллаев K.M., Гафаров Н. Наследование устойчивости к бурой ржавчине у сортов озимой пшеницы из США // Вестник с.-х. науки.-1990.- N6.-С.12-16.

4?, Михайлова Л.А., Абдуллаев K.M., Тырышкин Л.Г. Исследование взаимодействия генов вертикальной устойчивости к бурой ржавчине пшеницы // Сб.научных трудов по прикладной ботанике, генети-и селекции /ВИР.-1990.-Т.'132.-С.20-25.

48. Михайлова Л.А., Тырышкин Л.Г., Одинцова И.Г. Частота ави-рулентных клонов в популяции возбудителя бурой ржавчины как показатель эффективности гена устойчивости // Вюлл. ВИЗР.- 1991.-N.75.- С.30-35.

49. Гультяева Е.И., Михайлова Л.А., Одинцова И.Г. Генетический анализ устойчивости к бурой ржавчине линий мягкой пшеницы, производных Agropyron elongatum // Сб. научных трудов по прикладной ботанике, генетике и селекции / ВИР.-1993,- Г. 14?.-С. 32-35.

50. Михайлова Л.А., Тырышкин Л.Г. Популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы // Успехи современной генетики.- 1994.- Выл.19.-М.:Наука.- С.81-94.

51. Михайлова Л.А., Гультяева Е.И. Гены устойчивости пшеницы к бурой ржавчине и предложения к их территориальному размещению

// Генетика.-1994.- Т.30.-С.102.

52. Mikhailova L.. Mikhova S., Dencbev N., Gultyaeva E. Studies of resistance to some diseases of wheat samples from Institute for wheat and sunflower "Dobroudja" // Plant Sciences.- Sofia." '1994.-Vol.XXXI, N.7. - P.60-63.

53. Михайлова Л.А. Структура популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницу. III. Оценка степени сходства популяций на территории СНГ в 1988-1990 rr. // Микология и фитопатология.-1995.-Т.29. вып.З.- С.45-51.

54. Михайлова Л.А. Структура популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы. IV. Оценка степени сходства популяций на территории СНГ в 1991-1993 гг. // Микология и фитопатология.-1995.-

Т.29,выл.4.- С.48-52.

55. Mikhailova, L. The study of population areas of Puccinia recóndita f.sp.tritici and paths of spore migration in connection with possibilities of epiphytotia control // Proceedings Int.Symp. 75 Years of Phytopathological and Resistance Research at Aschers-1eben.-Aschers1eben. Germany.-1995.-S.363-365.

56. Mikhailova L.A, The Puccinia recóndita f.sp.tritici populations in Russia and neighbouring countries // Abstracts Adaptation in Plant Breeding XIV EUCARPIA Congress. Jyvaskyla, Finland.- 1995.- P.47

57. Михайлова Л.А. Структура популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы на территории СНГ. V. Ареалы популяций и направления миграции спор /'/ Микология и фитопатология.-1996.- Т.30, вып.4.- С. 84-90.

58. Михайлова Л.А., Абдуллаев К.М., Шеломова Л.Ф. Изменения популяции Puccinia recóndita Rob. ex Desm.f.sp.tritici в Дербенте (Дагестан) в 1970-1995 годах .// Микология и фитопатология

Св печати].

59. Павлова Т.В., Михайлова Л.А. Роль миграции спор возбудителя бурой ржавчины пшеницы Puccinia recóndita Rob. ex Desm.f.sp. tritici в формировании популяций и возникновении эпифитотий /У Микология и фитопатология Ев печати].

АО СКВ "Индикатор". Зак. IJJ/8 Тир.70 экз. Тел.252-46-66.