doi: 10.15389/agrobiology.2017.3.561rus
УДК 633.11:631.524.86
СОРТА ПШЕНИЦЫ (Triticum L.) ИЗ КОЛЛЕКЦИИ GRIN (США) ДЛЯ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИИ НА ДЛИТЕЛЬНУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ
К СЕПТОРИОЗУ
Т.М. КОЛОМИЕЦ, Л.Ф. ПАНКРАТОВА, Е.В. ПАХОЛКОВА
В настоящее время септориоз — одно из наиболее вредоносных и экономически значимых заболеваний пшеницы в зерносеющих регионах мира, особенно в странах с умеренным климатом. Потери от болезни в эпифитотийные годы могут достигать 30-40 %. В России септориоз занимает доминирующее положение в комплексе грибных болезней зерновых культур. В представленной работе мы впервые определили параметры частичной устойчивости у сортов пшеницы (род Triticum) из коллекции Germplasm Resources Information Network (GRIN, США) c использованием стабильных штаммов возбудителей Septoria tritici и Stagonospora nodorum. Целью наших исследований был отбор сортов пшеницы с длительной устойчивостью к септориозу на основании результатов полевых и лабораторных опытов. В инфекционном питомнике в Центральном регионе России (Московская обл., 2009-2015 годы) на искусственном фоне заражения изучали динамику развития септориоза на сортах пшеницы из коллекции GRIN. Исследовали 2117 образцов из разных генетических групп — 20 диплоидных (2n = 14), 409 тетраплоидных (2n = 28), 1688 гексаплоидных (2n = 42), а также 397 селекционных образцов от скрещивания Triticum aestivum с Aegilotriticum sp. Определяли площадь под кривой развития болезни, рассчитывали индекс устойчивости (ИУ). Для лабораторных исследований отбирали сорта, характеризующиеся замедленным развитием болезни в поле, то есть с высоким и средним ИУ. Растения таких сортов выращивали в камерах лаборатории искусственного климата до фазы полностью развернувшегося 3-го листа. Фрагменты листьев инокулировали изолятами S. tritici и St. nodorum, нанося каплю споровой суспензии. Сортообразцы делили на группы по продолжительности латентного периода и размеру инфекционных пятен. Среди гексаплоидных форм был отобран 191 образец T. aestivumsubsp. aestivum с высоким индексом устойчивости к болезни и 1 — T. aestivum subsp. spelta;среди тетраплоидной пшеницы 8 — T. turgidumsubsp.durum, 2 — T. turgidum subsp. turgidum, 3 — T. turgidum subsp. dicoccon, 3 — T. timopheevii subsp. timopheevii; среди диплоидной пшеницы 4 — T. monococcum subsp. aegilopoides. Идентифицировано 11 линий с замедленным развитием болезни, полученных от скрещивания T. aestivum с Aegilotriticumsp. Наибольшее число (34,5 %) устойчивых гексаплоидных сортов пшеницы выявили в Североамериканской эколого-географической группе у вида T. aestivum subsp. aestivum (77 сортообразцов из США и 18 — из Канады). Отобранные образцы тетраплоидной пшеницы T. turgidumsubsp.durumбыли представлены сортами из Северной и Центральной Америки, виды T. turgidum subsp. turgidum, T. timopheevii subsp. timopheevii, T. turgidum subsp. dicoccon — образцами из Европы и Азии. Обнаружены образцы диплоидной пшеницы T. monococcum subsp. aegilopoides из Ирака и Венгрии с высоким индексом устойчивости к септориозу. Замедленным развитием болезни характеризовались также синтетические линии пшеницы из США и Мексики. Выявлены сорта пшеницы с частичной устойчивостью к болезни: 10 — к возбудителю S. tritici, 40 — к St. nodorum. Особый интерес для селекции сортов с длительной устойчивостью к септориозу представляют сортообразцы PI 494096 Tadinia, Cltr 17904 Owens, Cltr 15645 II-62-4 (США); VIR 63915 Flame (Великобритания); Cltr 14492 Azteca, PI 520555 Alondora ‘S’ (Мексика); PI 404115 Timson (Австралия); Cltr 11765 Chinese 166 (Германия); PI 422413 CNT 1 (Бразилия); PI 168724 Benvenuto, Cltr 15378 Piamontes, PI 344468 Piamontes Inta (Аргентина); PI 306551 № 2944 (Румыния); PI 355706 № 69Z5.715 (Азербайджан); PI 355560 SK 1B (Швейцария); PI 94743 № 290 (Россия).
Ключевые слова: септориоз, Septoria tritici, Stagonospora nodorum, частичная устойчивость, длительная устойчивость, Triticum, диплоидная, тетраплоидная и гексаплоидная пшеница, синтетические линии, коллекция Germplasm Resources Information Network (GRIN).
T.M. Kolomiets, L.F. Pankratova, E.V. Pakholkova
Septoria tritici blotch (STB) or Stagonospora nodorum blotch (SNB) are among the most harmful and economically significant diseases of wheat in the grain growing regions of the world, especially in the countries with a temperate climate. In epiphytotic years the losses from the disease can reach 30-40 %. In Russia the diseases holds a dominant position in a pathogenic complex of fungus diseases of grain crops. In this paper we first determined the parameters of partial resistance in the cultivars of wheat (genus Triticum) from the collection of the Germplasm Resources Information Network (GRIN, USA) using the stable strains of Septoria tritici and Stagonospora nodorum pathogens. The aim of our study was to select wheat varieties with long-term resistance to blotch based on field and laboratory tests. A long-term study (2009-2015) of the disease development on the wheat cultivars from GRIN Collection were conducted at artificial infection in infection nursery (Central region of Russia, Moscow Province). The samples studied belonged to various genetic groups. A total of 20 samples were diploids (2n = 14), 409 samples were tetraploids (2n = 28), 1688 samples were hexaploids (2n = 42), and also 397 lines derived from crossing of Triticum aestivum with Aegilotriticum were tested. The area under disease progress curve was determined, and the index of resistance (IR) was calculated. The cultivars, that characterized by slow development of the disease in the field, i.e. with high-and middle IR, were selected for laboratory studies. The plants were grown in artificial climate chambers till the 3rd leaf fully unfolded. Pieces of leaves were inoculated by a drop of spore suspension of S. tritici (4 isolates) or St. nodorum (4 isolates), 10 replications per each variety-to-pathotype combination. The samples were grouped according to the latent period length and size of infectious spots. As a result, 191 samples of T. aestivum subsp. aestivum and a sample of T. aestivum subsp. spelta with a high index of resistance to the disease were selected among hexaploid wheat; 16 samples were found in tetraploid wheat, including 8 samples of T. turgidum subsp. durum, 2 samples of T. turgidum subsp. turgidum, 3 samples of T. turgidum subsp. dicoccon, 3 samples of T. timopheevii subsp. timopheevii; and 4 samples were selected from diploid wheat T. monococcum subsp. aegilopoides. Eleven lines derived from crossing of T. aestivum and Aegilotriticum sp. showed the slowed-down in the disease development. The selected hexaploid wheat cultivars were mostly from North American ecology-geographical group of T. aestivum subsp. aestivum, including 77 cultivars from the USA and 18 — from Canada (34.5 % in total). Selected tetraploid wheat samples of T. turgidum subsp. durum were from North and Central America, and those of T. turgidum subsp. turgidum, T. timopheevii subsp. timopheevii and T. turgidum subsp. dicoccon from Europe and Asia. The samples from Iraq and Hungary with a high index of blotch resistance were found among diploid wheat T. monococcum subsp. aegilopoides. The synthetic lines of wheat from the USA and Mexico were also characterized by a slowed-down development of the disease. Thus the wheat cultivars with partial resistance have been revealed, including 10 cultivars with partial resistance to Septoria tritici blotch and 40 cultivars — to Stagonospora nodorum blotch. The accessions PI 494096 Tadinia, Cltr 17904 Owens, Cltr 15645 II-62-4 (USA), VIR 63915 Flame (England), Cltr 14492 Azteca, PI 520555 Alondora ‘S’ (Mexico), PI 404115 Timson (Australia), Cltr 11765 Chinese 166 (Germany), PI 422413 CNT 1 (Brazil), PI 168724 Benvenuto, Cltr 15378 Piamontes, PI 344468 Piamontes Inta (Argentina), PI 306551 2944 (Romania), PI 355706 69Z5.715 (Azerbaijan), PI 355560 SK 1B (Switzerland), PI 94743 290 (Russia) are of special interest for breeding as a source of long term resistance.
Keywords: Septoria tritici blotch, STB, Stagonospora nodorum blotch, SNB, partial resistance, long-term resistance, Triticum L., diploid, tetraploid and hexaploid wheat, synthetic lines, the Germplasm Resources Information Network (GRIN) Collection.
ФГБНУ Всероссийский НИИ фитопатологии, |
Поступила в редакцию |
