Сельскохозяйственная биология, 2016, том 51, № 3, с. 299-309.

doi: 10.15389/agrobiology.2016.3.299rus

УДК 633.1:632.4:632.938.1:631.522/.524

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ (Triticum aestivum L.) ПО УСТОЙЧИВОСТИ К НАИБОЛЕЕ ВРЕДОНОСНЫМ ВОЗБУДИТЕЛЯМ ГРИБНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

М.И. КИСЕЛЕВА¹, Т.М. КОЛОМИЕЦ¹, Е.В. ПАХОЛКОВА¹,
Н.С. ЖЕМЧУЖИНА¹, В.В. ЛЮБИЧ²

Генетическая однородность пшеницы с неэффективными генами расоспецифической устойчивости к микопатогенам в сочетании с характерной для последних способностью проявлять значительную вариабельность вирулентности и высокую частоту изменчивости повсеместно приводит к увеличению потерь урожая этой культуры от грибных болезней. Поэтому главный элемент в стратегии интегрированной защиты растений, направленной на снижение риска загрязнения окружающей среды фунгицидами, — это создание сортов с высокой и длительно сохраняемой устойчивостью. Обновляемый набор таких сортов, сохраняющих эффективность в различных агросистемах, при территориальном планировании их размещения в посевах позволил бы эффективнее обеспечивать защиту от микопатогенов и максимально долго поддерживать условия, не благоприятствующие распространению новых генов патогенности. Мы впервые выполнили комплексную оценку устойчивости к основным грибным патогенам у образцов разного эколого-географического и селекционного происхождения из трех коллекций — мировой коллекции ВИР  (Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, г. Санкт-Петербург), Краснодарского НИИ сельского хозяйства (КНИИСХ, юг России) и Московского НИИ сельского хозяйства «Немчиновка» (МНИИСХ, средняя полоса России). Целью исследований было изучение образцов озимой пшеницы и отбор источников и доноров устойчивости к неблагоприятным биотическим факторам, в том числе к наиболее известным и вредоносным возбудителям бурой ржавчины (Puccinia triticina Eriks.), стеблевой ржавчины (P. graminis Pers.), мучнистой росы (Blumeria graminis (DC.) Speer f. sp. tritici Marchal.), септориоза (Septoria tritici Rob. et Desm. и Stagonospora nodorum Berk.) из коллекций ВИР, КНИИСХ и МНИИСХ. Из 158 коллекционных сортов озимой мягкой пшеницы (по 100 растений для каждого сорта) полевую устойчивость к бурой ржавчине проявили 8,9 %, к стеблевой ржавчине — 5,1 %, к септориозу — 1,3 %. Устойчивых к мучнистой росе образцов пшеницы выявлено не было. На основании оценки всходов на устойчивость к бурой ржавчине в контролируемых условиях камер искусственного климата и взрослых растений — в инфекционном питомнике определили образцы пшеницы с возрастной и ювенильной устойчивостью. Установлены различия в поражаемости сортов озимой пшеницы украинской селекции в зависимости от зоны возделывания. Особую ценность для селекции имеют сорта с устойчивостью к двум и более патогенам. Сорта Юнона, Таня (КНИИСХ), Богданка (Белгородская обл.) проявили устойчивость к бурой и стеблевой ржавчине. Сорта Borvij, Zagrava odes'ka (Украина), Catalus (Германия) проявили признаки частичной устойчивости к бурой ржавчине и умеренную восприимчивость к септориозу. Особый интерес в качестве источников генов устойчивости к Septoria tritici и Stagonospora nodorum представляют сорта Gyrmyzy Gjul’ 1 (Азербайджан), Catalus (Германия). Образец KS 93450 (США) сочетал признаки частичной устойчивости к бурой ржавчине, умеренную восприимчивость к септориозу и устойчивость к стеблевой ржавчине. Указанные образцы могут быть рекомендованы для дальнейшего использования в селекции на устойчивость к перечисленным возбудителям.

Ключевые слова: мягкая пшеница (Triticum aestivum L.), сорт, патоген, Puccinia triticina, Puccinia graminis, Blumeria graminis, Septoria tritici, Stagonospora nodorum, селекция, расоспецифическая, частичная, возрастная устойчивость.

Полный текст

THE DIFFERENTIATION OF WINTER WHEAT (Triticum aestivum L.) CULTIVARS FOR RESISTANCE TO THE MOST HARMFUL FUNGAL PATHOGENS

M.I. Kiseleva¹, T.M. Kolomiets¹, E.V. Pakholkova¹,
N.S. Zhemchuzhina¹, V.V. Lubich²

Genetic homogeneity of wheat crops possessing inefficient resistance genes, together with large variability in the mycopathogen virulence result in increasing losses of the harvest from fungal diseases worldwide. Therefore, the persistent long-term resistance varieties are the main element in the strategy of integrated plant protection aimed at reducing risk of environmental pollution by fungicides. Updating the set of such varieties preserving efficiency in different agricultural systems, the regional planning of their placement in crops would be more effective to provide protection against mycopathogens and to constrict the spread of new virulence genes. We first performed a comprehensive assessment of resistance to major fungal pathogens for winter wheat varieties of different eco-geographical and breeding origin from the VIR World Collection (N. I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, St. Petersburg), the collections of Krasnodar Research Institute of Agriculture (KNIISH, South of Russia) and Nemchinovka Moscow Research Institute of Agriculture (MRIA, Central Russia). The goal was to select the donors of resistance to adverse biotic factors, including the most harmful diseases: brown rust (Puccinia triticina Eriks.), stem rust (P. graminis Pers.), powdery mildew (Blumeria graminis (DC.) Speer f. sp. tritici Marchal.), Septoria (Septoria tritici Rob. et Desm. and Stagonospora nodorum Berk.) from the collections of VIR, KNIISH and MRIA. Among 158 winter wheat cultivars the field resistance to leaf rust has been showed in 8.9 %, to stem rust in 5.1 %, and to Septoria spp. in 1.3 %. No wheat cultivars were resistant to powdery mildew. Evaluation of wheat seedling resistance to leaf rust in a climatic chambers allowed to identify samples with adult and race-specific resistance. The Ukrainian varieties differed geographically in resistance to the leaf rust. The varieties resistant to two or more pathogens were the most important. Cultivars Junona, Tanya (KNIISH), Bogdanka (derived from Belgorod region.) have been possessed the resistance to leaf and stem rust. Cultivars Borvij, Zagrava odes’ka (Ukraine), Catalus (Germany) were partial resistant to leaf rust and moderate susceptible to Septoria spp. Cultivars Gyrmyzy Gjul’ 1 (Azerbaijan), Catalus (Germany) were important due to their combined resistance to Septoria tritici and Stagonospora nodorum. KS 93450 (USA) has combined partial resistance to leaf rust, moderate susceptibility to Septoria spp. and stem rust resistance. These samples can be further used in breeding.

Keywords: winter wheat, Triticum aestivum L., cultivar, pathogen, Puccinia triticina, Puccinia graminis, Blumeria graminis, Septoria tritici, Stagonospora nodorum, selection, race-specific, partial, adult plant resistance.

Оформление электронного оттиска