ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ К

УДК: 632.4; 633.11; 632.938
ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ К
PUCCINIA STRIIFORMIS WEST.
Шумилов Ю.В., кандидат сельскохозяйственных наук, Волкова Г.В., доктор
биологических наук, Матвеева И.П.
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты
растений»
E-mail: [email protected], [email protected]
Проведена иммунологическая оценка 26 перспективных сортов озимой пшеницы по
типу реакции и степени поражения растений возбудителем желтой ржавчины. В
результате сорта были распределены на группы по степени устойчивости к патогену.
Выделено 11 сортов, обладающих устойчивостью к популяции P. striiformis,
распространенной на Северном Кавказе.
Ключевые слова: желтая ржавчина, пшеница, сорта, источники устойчивости
Введение
В последние годы на юге России увеличилась встречаемость желтой ржавчины
пшеницы (Puccinia striiformis f.sp. tritici), что связано с возделыванием восприимчивых
сортов, образованием агрессивных рас, изменением климата в регионе, заносом инфекции с
сопредельных территорий [1, 2]. Чтобы успешно управлять патосистемой «хозяин-патоген» в
агроэкосистемах, необходимо поддерживать разнообразие по признаку устойчивости во
времени и пространстве с учетом внутрипопуляционных структур патогена [3]. Селекция и
использование устойчивых сортов, защищенных различными генетическими системами,
длительно сохраняющими этот признак и положительно влияющими на стабилизацию
популяций фитопатогенов, является экономически выгодным, экологически безопасным
приемом борьбы с болезнями растений [4].
Целью нашей работы являлась иммунологическая оценка сортов пшеницы к
популяции P. striiformis, распространенной на Северном Кавказе.
Материалы и методы исследований
Материалом исследований послужили 26 новых сортов озимой пшеницы селекции
КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко (г. Краснодар), ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко (г. Зерноград) и
СНИИСХ (г. Михайловск), внесенных в Государственный реестр РФ и проходящих
государственное испытание.
Для изучения иммунных особенностей сортов озимой пшеницы их высевали в
ржавчинном питомнике ВНИИБЗР на делянках площадью 1 м2 в условиях искусственного
инфекционного фона, в 3-кратной повторности, позволяющего получать поражение сортов
даже в годы слабого развития болезни в естественных условиях.
Погодные условия вегетационного сезона 2015 года для желтой ржавчины сложились
благоприятно, однако в естественных условиях патоген фиксировали с незначительным
развитием и распространением. Ранняя, неустойчивая и затяжная весна 2015 года
положительно сказалась на развитии желтой ржавчины на инфекционном питомнике.
Инокуляцию растений возбудителем желтой ржавчины проводили в третьей декаде
марта при температуре плюс 8-10 0С под моросящий дождь, в фазу кущения
урединиоспорами гриба P. striiformis с нагрузкой 10 мг спор/м2 [5]. Инфекционный материал
для оценки взрослых растений в поле на искусственном инфекционном фоне был
представлен различными по вирулентности изолятами P. striiformis, распространенными на
юге России (в Краснодарском, Ставропольском краях, республике Адыгея и Ростовской
области).
Начало проявления было отмечено в начале второй декады апреля. Интенсивное
развитие патогена продолжалось при оптимальных температурах и достаточном количестве
осадков до середины мая (в период колошения растений пшеницы), после чего стало
замедляться и окончательно прекратилось к концу первой декады июня из-за высоких
температур. Первый учет болезни осуществляли в момент первичного проявления,
последующие – с интервалом 10-12 сут до молочно-восковой спелости зерна (не менее трех
учетов). Основными фитопатологическими параметрами оценки сортов на устойчивость к
возбудителю желтой ржавчины были тип реакции растений (балл) по шкале Gassner и Straib
[6] и степень поражения растений (%) по шкале Peterson et al. [7].
Результаты исследований
Результаты иммунологической оценки 26 перспективных сортов озимой пшеницы к
популяции возбудителя желтой ржавчины, обитающей на Северном Кавказе, в
вегетационный сезон 2015 года представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Иммунологическая характеристика сортов озимой пшеницы
относительно возбудителя желтой ржавчины (инфекционный питомник ВНИИБЗР, фаза
молочно-восковой спелости зерна, 2015 г.)
Оригинатор
Тип реакции
Конечная степень
ПКРБ*,
Сорт
сорта
растений, балл
поражения, %
усл.ед.
Березит
СНИИСХ
0
0,0
0,0
Киприда**
ВНИИЗК
1,2
0,7
5,5
Арабеска
СНИИСХ
1
0,9
7,7
Феония
СНИИСХ
1
1,5
10,3
Курень
КНИИСХ
1
0,8
10,5
Дмитрий
КНИИСХ
1(2)
2,2
17,7
Утриш
КНИИСХ
1
2,6
18,3
Диона**
ВНИИЗК
2(1,3)
3,4
27,7
Память – стандарт
КНИИСХ
2,3(1)
5,0
28,6
Калым
КНИИСХ
1
3,6
30,9
Творец
КНИИСХ
3(2)
6,7
32,1
Юка
КНИИСХ
2(1,3)
7,8
42,9
Бригада
КНИИСХ
2,3
9,1
46,8
Краснодарская 99 –
КНИИСХ
2,3
стандарт
9,9
49,9
Васса
КНИИСХ
2,3
9,9
61,1
Дончанка**
ВНИИЗК
2(1)
12,0
66,3
Ксения
СНИИСХ
3
15,0
87,2
Находка
ВНИИЗК
3(2)
20,0
103,7
Вершина
КНИИСХ
2(3)
16,1
106,6
Капитан
ВНИИЗК
3(2)
21,8
107,7
Кипчак
ВНИИЗК
3(2)
15,5
123,1
Лилит
ВНИИЗК
2(3)
39,3
210,8
Бонус
ВНИИЗК
3
41,0
254,5
Капризуля
ВНИИЗК
3
47,5
269,2
Фируза 40
СНИИСХ
3
59,5
278,3
Краля
КНИИСХ
3
40,6
290,1
KAW – контроль по
3,4
80,0
514,2
восприимчивости
* Сорта ранжированы по показателю «площадь под кривой развития болезни»
**Твердые сорта пшеницы
Согласно проведенной оценке, сорта озимой пшеницы по устойчивости к
северокавказской популяции патогена были распределены на следующие группы:
- 1 группа – абсолютно устойчивый сорт Березит с типом реакции 0 баллов (3,9 % от
числа изученных);
- 2 группа – высокоустойчивые сорта (тип реакции 1 балл, степень поражения от 0,6
до 3,6 %; ПКРБ составляла от 5,0 до 30,9 усл. ед.) – Арабеска, Калым, Курень, Утриш,
Феония (5 сортообразцов или 19,2 %);
- 3 группа – устойчивые сорта (тип реакции 1(2); 1,2 и 2(1) балла, степень поражения
от 0,7 до 12,0 %; ПКРБ от 5,5 до 66,3 усл. ед.) – Киприда, Дмитрий, Дончанка (3
сортообразца или 11,5 %);
- 4 группа – слабовосприимчивые сорта (тип реакции 2(3); 2,3 балла, степень
поражения от 3,4 до 39,3 %; ПКРБ от 27,7 до 210,8 усл. ед.) – Бригада, Васса, Вершина,
Диона, Капитан, Кипчак, Краснодарская 99, Лилит, Находка, Память, Творец, Юка (12
сортообразцов или 46,2 %);
- 5 группа – восприимчивые сорта (тип реакции 3; 3,4 балла, степень поражения от
15,0 до 63,0 %; ПКРБ от 87,2 до 300,9 усл. ед.) – Бонус, Капризуля, Краля, Ксения, Фируза 40
(5 сортообразцов или 19,2 %).
Контрольный по восприимчивости сорт Kaw был поражен патогеном на 80 %, имел
тип реакции 3, 4 балла и ПКРБ 514,2 усл. ед.
Большая часть (65,4 %) оцененных сортов относится к слабовосприимчивым и
восприимчивым. 30,7 % сортов имели высокоустойчивую и устойчивую реакцию на
заражение желтой ржавчиной. Один сорт был абсолютно устойчивым к патогену.
Выводы
Проведенная оценка сортов озимой пшеницы позволила выявить 9 устойчивых сортов
к северокавказской популяции P. striiformis из 26 изученных. Они рекомендуются для
использования, как в производстве, так и в селекционной практике, как источники
устойчивости против патогена. Однако, учитывая их устойчивый тип реакции, они относятся
к сортам со специфической устойчивостью и будут оставаться устойчивыми до тех пор, пока
в популяции не накопятся патотипы, способные их поразить. В среднем этот срок составляет
3-5 лет. Поэтому необходимо ограничение их использования во времени и пространстве (т.е.
своевременная сортосмена). Большую ценность представляют три сорта из четвертой
группы. Так как по типу реакции (2,3 балла) и степени поражения (до 50 %) они относятся к
сортам с неспецифической устойчивостью, и будут сокращать период накопления
вирулентности в популяции гриба, снижать селективное давление на патоген и уменьшать
риск эпифитотий.
Список литературы
1. Шумилов, Ю.В. Изучение генетического разнообразия растения-хозяина к
закавказской популяции возбудителя желтой ржавчины пшеницы (Puccinia striiformis West. f.
sp. tritici Erikss. et Henn.) / Ю.В. Шумилов, Г.В. Волкова, Т.С. Иванова // Политематический
сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета
(Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2012. – №77(03).
–
Шифр
Информрегистра:
0421200012\0183.
Режим
доступа:
http://ej.kubagro.ru/2012/03/pdf/35.pdf.
2. Шумилов, Ю.В. Желтая ржавчина пшеницы требует особого внимания / Ю.В.
Шумилов, Г.В. Волкова // Защита и карантин растений, 2013. - № 8. – С. 13-14.
3. Жученко, А.А. Адаптивная система селекции растений (эколого-генетические
основы) / А.А. Жученко. – М.: Издательство «Агрорус», 2001. – Т. 2. – С. 785-1489.
4. Анпилогова, Л.К. Теоретические и методологические принципы создания
ржавчиноустойчивых сортов пшеницы / Л.К. Анпилогова, О.Ю. Шаповалова, Г.И. Левашова,
О.Ф. Ваганова, М.С. Соколов // Агрохимия. – 2002. - № 5. – С. 77-88.
5. Анпилогова, Л.К. Методы создания искусственных инфекционных фонов и оценки
сортообразцов пшеницы на устойчивость к вредоносным болезням (фузариозу колоса,
ржавчинам, мучнистой росе) / Л.К. Анпилогова, Г.В. Волкова // РАСХН ВНИИБЗР. –
Краснодар, 2000. – 28 с.
6. Gassner, G. Die Bestimmung der biologischen Rasses des Weizengelbrostes (Puccinia
glumarum f.sp. tritici (Schm.) Erikss. and Henn.) / G. Gassner, W. Straib // Arb. Biol. Reichsanst,
1932. - № 21. – P. 141-164.
7. Бабаянц, Л. Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к
болезням в странах-членах СЭВ / Л. Бабаянц, А. Мештерхази, Ф. Вехтер, Н. [и др.] – Прага,
1988. – 321 с.