Генетическое разнообразие перспективных образцов яровой мягкой пшеницы российской и казахстанской селекции по устойчивости к бурой и желтой ржавчинам

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследования проводили с целью характеристики устойчивости к бурой и желтой ржавчинам у перспективных образцов яровой мягкой пшеницы и оценки их разнообразия по Lr и Yr генам устойчивости для выявления ценных генотипов. Материал для исследования включал 36 новых сортов и линий (23 российской и 13 казахстанской селекции). В лабораторных условиях проводили оценку ювенильной устойчивости с использованием тест-клонов и популяций, различающихся по вирулентности. Резистентностью к бурой ржавчине в фазе проростков характеризовались 42 % образцов. С использованием специфичных ПЦР маркеров была проведена идентификация 20 Lr-генов. Положительными контролями служили изогенные линии Thatcher c идентифицируемыми генами. У яровых образцов выявлены высокоэффективные в России и Казахстане гены Lr24 (3 образца), LrAgi2 (3), частично утратившие эффективность гены Lr9 (4), Lr19 (6), малоэффективные гены Lr1 (7), Lr3 (13), Lr10 (4), Lr26 (12) и Lr34 (4) и пшенично-ржаная транслокация 1AL.1RS (4) с генами устойчивости к бурой, стеблевой и желтой ржавчинам. Устойчивые образцы несли по два и более Lr-генов. По результатам фитопатологического тестирования высокоустойчивых образцов ко всем изученным региональным популяциям возбудителя желтой ржавчины не выявлено. При использовании молекулярных маркеров не обнаружено образцов с высокоэффективными генами Yr5, Yr10, Yr15, Yr17, Yr24. Малоэффективные гены Yr9 и Yr18 идентифицированы у 30 % и 8 % линий соответственно. Результаты проведенного анализа свидетельствуют об успехах в селекции на устойчивость к бурой ржавчине и необходимость опережающей селекции на устойчивость к желтой ржавчине с привлечением эффективных доноров.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. И. Гультяева

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Автор, ответственный за переписку.
Email: eigultyaeva@gmail.com

доктор биологических наук

Россия, 196608, Санкт-Петербург-Пушкин, ш. Подбельского, 3

Е. Л. Шайдаюк

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: eigultyaeva@gmail.com

кандидат биологических наук

Россия, 196608, Санкт-Петербург-Пушкин, ш. Подбельского, 3

В. В. Веселова

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: eigultyaeva@gmail.com
Россия, 196608, Санкт-Петербург-Пушкин, ш. Подбельского, 3

М. М. Левитин

Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений

Email: eigultyaeva@gmail.com

доктор биологических наук, академик РАН

Россия, 196608, Санкт-Петербург-Пушкин, ш. Подбельского, 3

Список литературы

  1. Virulence characterization of Puccinia striiformis f. sp. tritici collections from six countries in 2013 to 2020 / X. Chen, M. Wang, A. Wan, et al. // Canadian Journal of Plant Pathology. 2021. Vol. 43. No. 2. P. 308–322. doi: 10.1080/07060661.2021.1958259.
  2. Левитин М. М. Распространение болезней растений в условиях глобального изменения климата // Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков. 2016. С. 97–100.
  3. Генетическая защищенность сортов озимой пшеницы от ржавчинных болезней / Л. А. Беспалова, И. Б. Аблова, Ж. Н. Худокормова и др. // Рисоводство. 2019. Т. 4. № 45. С. 30–37.
  4. Gultyaeva E., Shaydayuk E., Gannibal P. Leaf rust resistance genes in wheat cultivars registered in Russia and their influence on adaptation processes in pathogen populations // Agriculture. 2021. Vol. 11. No. 4. Article 319. URL: https://www.mdpi.com/2077–0472/11/4/319 (дата обращения: 15.12.2023). doi: 10.3390/agriculture11040319.
  5. Зеленева Ю.В., Судникова В. П., Бучнева Г. Н. Иммунологическая характеристика сортов озимой мягкой пшеницы в условиях ЦЧР // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2022. № 96. С. 95–99. doi: 10.21515/1999-1703-96-95-99.
  6. Получение и характеристика линии мягкой пшеницы (Тулайковская 10×Саратовская 29) с интрогрессией хромосомы пырея Thinopyrum intermedium 6Agi2 / Ю. Н. Иванова, К. К. Розенфрид, А. И. Стасюк и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021. Т. 25. Вып. 7. C. 701–712. doi: 10.18699/VJ21.080.
  7. Gultyaeva E. I., Shaydayuk E. L., Kosman E. Virulence diversity of Puccinia striiformis f. sp. tritici in common wheat in Russian Regions in 2019–2021 // Agriculture. 2022 V. 12 No. 11. Article 1957. URL: https://www.mdpi.com/2077–0472/12/11/1957 (дата обращения: 15.12.2023). doi: 10.3390/agriculture12111957.
  8. Шаманин В. П., Потоцкая И. В., Кузьмин О. Г. Скрининг сортов яровой мягкой пшеницы питомника КАСИБ к бурой и стеблевой ржавчине в условиях Западной Сибири // Вестник Казанского ГАУ. 2017. Т. 4. № 46. С. 61–66. doi: 10.12737/article_5a5f06807861a9.60475518.
  9. Агеева Е. В., Капко Т. Н., Советов В. В. Изучение устойчивости к некоторым заболеваниям сортов и линий яровой пшеницы питомника КАСИБ-22 // Письма в Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023. Т. 9. Вып. 1. С. 21–29. doi: 18699/LettersVJ-2023-9-04.
  10. Оценка коллекции сортов сети КАСИБ в условиях южной лесостепи Западной Сибири / В. Е. Пожерукова, В. П. Шаманин, М. С. Гладких и др. // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2019. Т. 1. № 33. С. 30–37.
  11. Гультяева Е. И., Шайдаюк Е. Л., Рсалиев А. С. Идентификация генов устойчивости к бурой ржавчине у образцов яровой мягкой пшеницы российской и казахстанской селекции // Вестник защиты растений. 2019. № 3. С. 41–49. doi: 10.31993/2308-6459-2019-3(101)-41-49.
  12. Gultyaeva E. I., Shaydayuk E. L. Resistance of modern Russian winter wheat cultivars to yellow rust // Plants. 2023. Vol. 12. No. 19. Article 3471. URL: https://www.mdpi.com/2223–7747/12/19/3471 (дата обращения: 15.12.2023). doi: 10.3390/plants12193471.
  13. McIntosh R. A., Wellings C. R., Park R. F. Wheat rusts. An atlas of resistance genes. CSIRO Australia: Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, the Netherlands, 1995. 213 p.
  14. Mas Wheat. URL: https://maswheat.ucdavis.edu/ (дата обращения 20.02.2024).
  15. Rani R., Singh R., Yadav N. R. Evaluating stripe rust resistance in Indian wheat genotypes and breeding lines using molecular markers // Comptes Rendus Biol. 2019. Vol. 342. P. 154–174. doi: 10.1016/j.crvi.2019.04.002.
  16. Chawla V. Genetic diversity of bread wheat genotypes (Triticum aestivum L.) revealed by microsatellite SSR markers for leaf and stripe rust resistance // J. Pharmacogn. Phytochem. 2019. Vol. 8. P. 86–93.
  17. Фенотипическая изменчивость селекционных линий мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по элементам структуры урожая в экологических условиях Западной Сибири и Татарстана / А. И. Стасюк, И. Н. Леонова, М. Л. Пономарева и др. // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56. № 1. С. 78–91. doi: 10.15389/agrobiology.2021.1.78rus.
  18. Характеристики сортов растений, впервые включенных в 2023 году в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию: официальное издание. М: ФГБНУ «Росинформагротех»;2023. 326 с.
  19. Kokhmetova A., Rsaliyev Sh., Atishova M., et al. Evaluation of wheat germplasm for resistance to leaf rust (Puccinia triticina) and identification the sources of Lr-resistance genes using molecular markers // Plants. 2021. Vol. 10. No. 7. Article 1484. URL: https://www.mdpi.com/2223–7747/10/7/1484 (Дата обращения 15.12.2023). doi: 10.3390/ plants10071484.
  20. Postulation of Yr resistance genes to stripe rust in 12 commercial wheat cultivars of Russian breeding / I. Matveeva, G. Volkova, Y. Kim, et al. // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2023. Vol. 15. No. 4. P. 158–179. doi: 10.12731/2658-6649-2023-15-4-158-179.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Электрофореграммы ПЦР образцов яровой пшеницы КАСИБ-22 с маркерами SCS5 (а), Sr24≠50 (b), SCM9 (c) и МF2/MR1r2 (d): М – маркер молекулярного веса (100bp, Диалат); 1…36 – образцы яровой пшеницы согласно перечню в табл. 1.

Скачать (539KB)

© Российская академия наук, 2024