Evolution of virulence in population of flax rust pathogen Melampsora lini (Pers.) Lev. in conditions of Russia

Cover Page
Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract


Background. Rust is a dangerous flax disease, which reduces the yield and quality of products. The choice of methods of breeding for resistance should be based on knowledge of the processes occurring in the fungi population, and leading to changes in its virulence. Materials and methods. The article describes the results of over then 40 years observation of the flax rust pathogen Melampsora lini (Pers.) Lev. populations’ virulence during the study of resistance of accessions from VIR world flax collection on artificial infectious background. Late sparse sowings were infected by last year’s infected with fungi straw. The method of this background creation allows one to maintain a natural flow of race-forming process. Results. Susceptibility of 45 relatively resistant accessions from 1978 to 2011 is presented. The significant narrowing of the fungi populations’ virulence, caused by the spread in flax sowing zone cultivars with polygenic resistance, providing a calm epidemiological situation for several decades, was shown. Now under the influence of the distribution of varieties with different types of resistance, fungi turned into depression. Conclusion. The modern trend of breeding, mainly aimed at the creation of varieties with vertical resistance, and in the absence of control over the originality of their R-genes can lead to a new round of the disease development.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Sofya Nikolaevna Kutuzova

N. I. Vavilov All-Russia Institute of Plant Industry (VIR)

Email: s.kutuzova@vir.nv.ru
Main researcher, Department of Oil and Fiber Crops Genetic Resources

Elizaveta Alexandrovna Porokhovinova

N. I. Vavilov All-Russia Institute of Plant Industry (VIR)

Email: e.porohovinova@vir.nw.ru
Senior researcher, Department of Oil and Fiber Crops Genetic Resources

Nina Borisovna Brutch

N. I. Vavilov All-Russia Institute of Plant Industry (VIR)

Email: n.brutch@vir.nw.ru
Leading researcher, Department of Oil and Fiber Crops Genetic Resources

References

  1. Земит В. А. (1949) Об иммунитете сортов льна-долгунца к ржавчине. Селекция и семеноводство. № 9: С. 54-59.
  2. Ивантер Э. В., Коросов А. В. (2003) Введение в количественную биологию. Петрозаводск: Петр. ГУ.
  3. Крылова Т. В. (1970) Об оценке устойчивости льна-долгунца к ржавчине. Наука - льноводству. Торжок: С. 366-370.
  4. Крылова Т. В. 1981. Физиологические расы Melampsora lini (Pers.) Lev. Микология и фитопатол. В. 15 (5): С. 414-418.
  5. Крылова Т. В. (1994) Вирулентность местной популяции возбудителя ржавчины льна-долгунца. Сборник науч. трудов ВНИИЛ. В. 28-29: С. 47-56.
  6. Крылова Т. В. (2000) Устойчивые сорта - основа защиты льна-долгунца от ржавчины. Современные проблемы льноводства на С.-З. РФ. Псков: С. 28-29.
  7. Крылова Т. В. (2002) Устойчивость сортов льна-долгунца к ржавчине. Селекция, семеноводство и агротехника возделывания льна-долгунца. Науч. тр. ВНИИЛ. Торжок. В. 30, Т. 1: С. 39-44.
  8. Кутузова С. Н. (1975) Коллекция льна-долгунца как источник устойчивости к ржавчине. Тр. по прикл. бот., ген. и сел. Т. 55. В. 1. С. 240-245.
  9. Кутузова С. Н. (1979) Устойчивость районированных сортов льна к ржавчине. Лен и конопля. № 2: С. 13-15.
  10. Кутузова С. Н. (1985) Развитие популяции ржавчины льна в Нечерноземной зоне СССР и ее вирулентность. Бюлл. ВИР. № 154: С. 65-70.
  11. Кутузова С. Н. Куликова А. Е. (1985) Эффективность сортов-дифференциаторов ржавчины льна (набор Флора) против местной популяции гриба. Бюлл. ВИР № 154. С. 58-62.
  12. Кутузова С. Н. (1994) Генетические основы длительной устойчивости сортов льна к ржавчине. Генетика. Т. 5 (10): С. 1363-1373.
  13. Кутузова С. Н. (2005) Доноры устойчивости льна-долгунца к ржавчине. Идентифицированный генофонд растений и селекция. СПб.: ВИР; С. 390-405.
  14. Кутузова С. Н. (2012) Генетическая природа устойчивости отечественных сортов льна-долгунца к возбудителю ржавчины Melampsora lini (Pers.) Lev. С.-х. биология. В. 5: С. 70-77.
  15. Кутузова С. Н. (2014) Генетические основы селекции льна на устойчивость к ржавчине. СПб.: ВИР.
  16. Лошакова Н. И., Павлова Л. Н. (2010) Состояние и перспективы исследований по иммунитету льна-долгунца к болезням. Научные достижения - льноводству. Материалы науч.-практич. конференц. (ВНИИЛ - 80 лет). Тверь: С. 109-118.
  17. Методические указания. Изучение коллекции льна (1988) Сост.: Кутузова С. Н., Питько Г. Г. Л.: ВИР.
  18. Наследов А. Д. (2005) SPSS: Компьютерный анализ данных в психологии и социальных науках. СПб.: Питер.
  19. Павлова Л. Н. (2010) Этапы развития селекционной работы по льну-долгунцу: достижения и основные направления. Научные достижения - льноводству. Тверь. С. 39-45.
  20. Пересыпкин В. Ф., Пожар З. А Корниенко А. С. и др. (1986). Болезни технических культур. / Под ред. В. Ф. Пересыпкина. М: Агропромиздат.
  21. Попова Т. (1935) Борьба с ржавчиной льна. Лен и конопля. № 5. С. 14-17.
  22. Тарр С. (1975) Основы патологии растений. М: Мир.
  23. Флор Г. Г. (1956) Увядание, ржавчина и пасмо льна. Болезни растений. Мин. Земл. США: С. 811-816.
  24. Флор Г. Г. (1962) Генетическое регулирование взаимодействий хозяина и паразита при болезнях, вызываемых ржавчинными грибами. Проблемы и достижения фитопатологии. М.; С. 149-159.
  25. Anderson P. A., Lawrence G. L., Morrish B. C., Ayliffe M. A. et al. (1997) Inactivation of the flax rust resistance gene M associated with loss of a repeated unit within leucine-rich repeat coding region. The Plant Cell. V. 9: P. 641-651.
  26. Bo T. Y., Ma J. J., Chen J X., Miao T. Y., et al. (2008) Identification of specific molecular markers linked to the rust resistance gene M4 in flax. Austral. Plant Path. V. 37: P. 417-420.
  27. Dodds P. N., Lawrence G. L., Ellis J. G. (2001a) Contrasting models of evolution acting on the complex N locus for rust resistance in flax. The Plant Journal. V. 27 (5): P. 439-453.
  28. Dodds P. N., Lawrence G. L., Ellis J. G. (2001b) Six amino acid changes confined to the leucine-rich repeat β-strand/β-turn motif determine the difference between the P and P2 rust resistance specificities in flax. The Plant Cell. V. 13: P. 163-178.
  29. Ellis J. G., Lawrence G. J., Luck J. E., Dodds P. N. (1999) Identification of regions in alleles of the flax rust resistance gene L that determine differences in gene-for-gene specificity. The Plant Cell. V. 11: P. 495-506.
  30. Ellis J. G., Lawrence G. J., Dodds P. N. (2007) Further analysis of gene-for-gene disease resistance specificity in flax. Molecular. Path. V. 8 (1): P. 103-109.
  31. Flor H. H. (1942) Inheritance of pathogenicity in Melampsora lini. Phytopathology V. 32: P. 653-669.
  32. Flor H. H. (1946) Genetis of pathogenecity in Melampsora lini. J. Agric. Res.VF. 73. P. 335-359.
  33. Flor H. H. (1953) Epidemiology of flax rust in the North Central States. Phytopathology. V. 43 (11): P. 524-628.
  34. Flor H. H. (1955) Host - parasite interaction in flax rust - its genetic and other implications. Phytopath. V. 45 (12): P. 680-685.
  35. Hoes J. A. Zimmer D. E. (1976) New North American races of flax rust, probable products of natural hybridization. Plant dis. Rep. V. 60. N 12. P. 1010-1013.
  36. Hausner G., Rashid K. Y., Kenaschuk E. O., Procunier J. D. (1999a) The development of co-dominant PCR/RFLP based markers for the flax rust resistance alleles of the L locus. Genome. V. 42: P. 1-8.
  37. Hausner G., Rashid K. Y., Kenaschuk E. O., Procunier J. D. (1999b) The identification of a cleaved amplified polymorphic (CAPS) marker for the flax rust resistance gene M3. Canadian J. of Plant Pathology. V. 21: P. 187-192.
  38. Hammond-Kosack K. E., Jones J. D. G. (1997) Plant disease resistance genes. Annual Review. Plant Molecular Biology. V. 48: P. 575-607.
  39. Islam M. R., Shepherd K. W. (1991) Present status of genetics of rust resistance in flax. Euphytica. V. 55: P. 255-267.
  40. Leonard K. J., Czochor R. J. (1978) In response to selection pressures and plant pathogens: stability of equilibria. Phytopath. V. 68, (7): P 971-973.
  41. Misra D. P., Prasada R. (1966) Status of linseed - rust races in India and cources of resistance. Ind. Phytopath. V. 19. (2): P. 184-188.
  42. Ravensdale M., Nemri A., Thrall P. H., Ellis J. G., Dodds P. N. (2011) Co-evolutionary interactions between host resistance and pathogen effector genes in flax rust disease. Mol. Plant Pathol. V. 12 (1): P. 93-102.
  43. StatSoft, Inc. (2013) Electronic Statistics Textbook. Tulsa, OK: StatSoft. Дата обращения 20.10.2013. WEB: http://www.statsoft.com/textbook.
  44. Wiсks Z. W. (1978) A search for rust genes in related species. Flax Inst. of the U. S.: P. 13-14.

Statistics

Views

Abstract - 569

PDF (Russian) - 290

Cited-By


PlumX


Copyright (c) 2015 Kutuzova S.N., Porokhovinova E.A., Brutch N.B.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies