ДОНОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ К

УДК632.4:633.11
ДОНОРЫ УСТОЙЧИВОСТИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ К ВОЗБУДИТЕЛЮ
СЕПТОРИОЗА (Septoria tritici Rob. et. Desm.)
Зеленева Ю.В., Судникова В.П., Плахотник В.В.
Среднерусский филиал ФГБНУ «Тамбовский НИИСХ»
E-mail: [email protected]
При проведении гибридологического анализ по установлению закономерности
наследования признака устойчивости пшеницы к S. tritici выявлено, что устойчивость к
патогену является качественным признаком и зависит от генетических свойств донора.
Методом традиционной селекции созданы новые высокоэффективные источники и доноры
яровой пшеницы, не уступающие по основным хозяйственно – ценным признакам и
свойствам районированным в регионе сортам или превосходящие их.
Ключевые слова: селекция, пшеница, септориоз, сорт, линия, гибрид, устойчивость,
восприимчивость.
Результаты проведённого скрининга коллекций яровой пшеницы показали, что
устойчивые к септориозу образцы пшеницы встречаются относительно редко[1].
Проблема определения степени генетического разнообразия по признаку устойчивости
пшеницы к патогену в настоящее время является недостаточно изученной. Чтобы успешно
вести селекцию пшеницы на иммунитет, необходимо не только использовать источники
устойчивости, но и знать закономерности наследования признака резистентности [2]. В связи
с этим, одной из задач нашего исследования было изучение генетического контроля
устойчивости у отобранных нами сортообразцов яровой пшеницы. Предварительные
испытания выделенных потомков на продуктивность и другие хозяйственно-ценные
признаки позволяют создать новые адаптированные к зональным условиям
высокоэффективные источники и доноры устойчивости к стрессовым факторам
биотического характера.
Вид Septoria tritici Rob et Desm является наиболее распространённым видом септориоза
на территории ЦЧР, поэтому изучался генетический контроль устойчивости у сортообразцов
яровой пшеницы по отношению к возбудителю болезни [3, 4, 5].
Для проведения исследований отобраны устойчивые к S.tritici образцы сортов и линий
яровой пшеницы различного географического происхождения с высокоэффективными Lrгенами. В гибридизацию были включены высокоурожайные сорта сильной пшеницы –
Прохоровка, Воронежская 6, Черноземноуральская 2 (таблица 1).
Образцы пшеницы, участвующие в гибридологическом анализе, были испытаны на
устойчивость к возбудителям на протяжении нескольких лет в условиях естественного и
искусственного инфекционного фона.
Результаты эксперимента показали, что отобранные нами сортообразцы яровой
пшеницы проявили высокую устойчивость к септориозу, а значит, могут использоваться в
качестве источников устойчивости к данному патогену.
Таблица 1 Иммунологическая характеристика образцов яровой пшеницы к S. tritici
№
каталога
34439
33425
33879
Сорт
Происхождение
Т – 91 – L - 44
сл. гибрид
сл. гибрид
Бразилия
Колумбия
СИММИТ
Степень поражения S. tritici,
%
Естественный
Искусственный
фон
фон
2013
5
5
10
2014
5
5
10
2013
20
10
20
2014
20
5
20
33886
34416
34414
34622
31162
И – 99
31185
506310
33553
сл. гибрид
Т-91 А-L-16
Т-90 А-L-37
Tena 13
NL 249
Гибридная
линия
сл. гибрид
ND 612
Millaleu
Воронежская 6
Прохоровка
Чернозёмноура
льская 2
Колумбия
Бразилия
Бразилия
Мексика
Непал
Россия
5
5
10
5
5
0
5
5
15
10
5
5
20
15
20
15
20
10
10
20
20
15
20
10
США
США
Чили
Россия
Россия
Россия
10
5
5
50
50
50
10
10
5
45
50
50
15
10
15
60
80
70
15
10
5
60
80
70
После иммунологической оценки исходного материала был проведён анализ первых и
вторых поколений скрещиваний. Реакция гибридов первых и вторых поколений на патоген
дала возможность выявить характер наследования признака устойчивости (таблица. 2).
Анализ первого поколения гибридов показал, что резистентность к виду S. tritici у
включённых в исследования сортообразцов наследовалась как в доминантной, так и в
рецессивной форме.
При инокуляции гибридов первого поколения, где за устойчивую форму к S. tritici взяты
образцы пшеницы к-33553, Чили, к-33879, СИММИТ, к-33886, Колумбия, к-31185, США,
наблюдали преобладание типа реакции устойчивой формы. Расщепление по признаку
устойчивости во втором поколении соответствовало 9R:7S. Это позволяет предположить, что
устойчивость к септориозу обусловлена наличием двух доминантных генов, а также
указывает на комплементарный характер наследования этого признака.
Гибридологический анализ оценки гибридов пшеницы второго поколения образцов к33425, Колумбия и к-34622, Мексика указывает на эпистатический характер наследования
устойчивости к S. tritici, а, кроме того, позволяет сделать предположение о наличии у
резистентного сортообразца двух генов устойчивости (одного рецессивного и одного
доминантного, либо двух доминантных).
При заражении гибридов первого поколения комбинаций к-34439, Бразилия x Л 503, к34416, Бразилия x Л 503, к-506310, США x Л 503 наблюдалось поражение патогеном в
пределах 5-25%, что соответствует градациям устойчивости. Анализ гибридов второго
поколения перечисленных комбинаций скрещиваний выявил расщепление, соответствующее
3R:1S. Можно предположить, что происходит обычное моногибридное расщепление. Однако
если взять во внимание, что у остальных изученных сортов пшеницы признак устойчивости
к септориозу наследуется согласно взаимодействию генов, становится возможным
предположение о наличии кумулятивной полимерии.
Гибриды первого поколения, полученные от скрещивания сортов пшеницы, где в
качестве родительского компонента взяты образцы к-31162, Непал, И-99, к-34414, Бразилия
были восприимчивы к болезни. Анализ характера расщепления гибридов второго поколения
позволил предположить, что в данном случае устойчивость к септориозу определяет
рецессивная аллель одного (в случае моногибридного наследования) или нескольких генов
(при кумулятивной полимерии) (3S:1R).
Таблица 2 Наследование устойчивости к s.tritici гибридами яровой пшеницы
Комбинация
Степень поражения
Всего
Соотношение
Χ2
Р
скрещивания
растений, %
изучено
R:S
34439,
Бразилия×
Прохоровка
33553,
Чили×Воронежская 6
33425,
Колумбия×
Прохоровка
34622,
Мексика×
Воронежская 6
33879,СИММИТ×
Воронежская 6
33886,
Колумбия×Прохоровка
34416,
Бразилия×
Воронежская 6
31162,
Непал×
Чернозеиоуральская 2
31185, США×Л503
506310,
США×
Чернозеиоуральская 2
И
–
99×Чернозеиоуральска
я2
34414,
Бразилия×
Прохоровка
ожидаемое
наблюдаемое
растений
F2
♀
♂
F1
20
80
20
96
80:16
3:1
1,30 0,50 – 0,25
15
80
30
105
65:40
9:7
1,92 0,25 – 0,10
10
80
25
102
78:24
13:3
0,33 0,75 – 0,50
15
80
20
77
65:12
13:3
0,60 0,50 – 0,25
20
80
30
98
58:40
9:7
0,40 0,75 – 0,50
20
80
20
110
70:40
9:7
1,82 0,25 – 0,10
20
80
15
111
89:22
3:1
1,59 0,25 – 0,10
20
80
50-80
90
23:67
1:3
0,07 0,95 – 0,75
15
10
80
80
30
20
100
100
62:38
68:32
9:7
3:1
1,57 0,25 – 0,10
2,61 0,25 – 0,10
10
80
50-80
100
30:70
1:3
1,33 0,25 – 0,10
20
80
60-80
100
27:73
1:3
0,21 0,75 – 0,50
Проведенный гибридологический анализ по установлению закономерности
наследования признака устойчивости пшеницы к S. tritici позволяет заключить, что
устойчивость к данному патогену является качественным признаком и зависит от
генетических свойств донора. Данный признак наследуется преимущественно как
доминантный, редко как рецессивный. Он может контролироваться одним или несколькими
генами и передаётся по правилам неаллельного взаимодействия генов: комплементарности,
эпистаза, полимерии.
По итогам результатов наблюдений и оценок, предусмотренных методическими
рекомендациями по селекции, среди гибридного материала отобраны наиболее ценные
генотипы. К приоритетным признакам и свойствам относили степень устойчивости к группе
стрессовых факторов и урожайность.
С учетом комплекса положительных признаков и свойств в региональную коллекцию
отобрано 239 образцов, для дальнейшей селекционной проработки - 979, в их числе:
- септориозу -233: РЛ31757-22(С), РЛ31-75-2-2(С), St7, St13, St27, St29, St31, St40,
St43, St48 и др.
- бурой ржавчине и септориозу - 178: РЛ 8494, РЛ 2198, РЛ 2848 (09), РЛ 21989 (06),
РЛ 1493(08), РЛ32338-1-57(9), РЛ39809-7-7(S), РЛ 33809-7-48(М), St26, St27и др.
- устойчивых к бурой ржавчине - 456: РЛ2032(08), РЛ2034(08), РЛ1375(08), РЛ300231(М), РЛ34396-2-3(А), РЛ34396-2-16(А), СФР193-12-8-6, РЛ6-4, РЛ16, St-1, St18, St28 и др.
- септориозу -233: РЛ31757-22(С), РЛ31-75-2-2(С), St7, St13, St27, St29, St31, St40,
St43, St48 и др.
По урожайности на уровне стандарта (Фаворит) в питомниках старших поколений
выделено 2 селекционных номера: РЛ6-8, РЛ 26-2-6 (n); превысивших стандарт семь: Л3/09,
Л26-2-5(n), Л26-2-5-1(n), Л10/10, РЛ6, РЛ6-4-2, Л43-9(n).
Таким образом, проведенный гибридологический анализ по установлению
закономерности наследования признака устойчивости пшеницы к S. tritici позволяет
заключить, что устойчивость к данному патогену является качественным признаком и
зависит от генетических свойств донора.
Методом традиционной селекции созданы новые высокоэффективные источники и
доноры яровой пшеницы, не уступающие по основным хозяйственно – ценным признакам и
свойствам районированным в регионе сортам или превосходящие их.
Список литературы:
1. Судникова В.П., Артёмова С.В., Зеленева Ю.В. Патогенный комплекс возбудителей
септориоза пшеницы в Центральном Черноземье и Среднем Поволжье России // АГРО XXI.
– 2007. – №10-12. – С.30-32.
2. Зеленева Ю.В., Судникова В.П. Структура популяций Septoria tritici в центральном
черноземье // АГРО XXI. – 2012. – №4-6. – С.14-16.
3. Зеленева Ю.В., Плахотник В.В., Судникова В.П., Денисова Ю.М. Создание источников
устойчивости яровой пшеницы к опасным болезням и вредителям в условиях центрального
черноземья. Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского.
2015. № 3 (57). С. 20-27.
4. Плахотник В.В., Зеленева Ю.В., Судникова В.П. Источники и высокоэффективные доноры
для селекции яровой пшеницы на устойчивость к стрессовым факторам среды. Вопросы
современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2014. № 1 (50). С. 109113.
5. Влияние сорта на патогенные свойства возбудителя Septoria tritici Rob. et. Desm. в
условиях центрального черноземья. Зеленева Ю.В., Судникова В.П. Вопросы современной
науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2014. № 2 (51). С. 15-20.