Ефективність відомих генів стійкості пшениці Triticum aestivum L. до збудника бурої іржі пшениці Puccinia triticina Eriks. у 2019–2020 рр.

Автор(и)

  • Галина Михайлівна Лісова Інститут захисту рослин Національної аграрної академії наук України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18523/2617-4529.2023.6.17-26

Ключові слова:

пшениця, бура іржа пшениці, гени стійкості, стійкість

Анотація

Збудник бурої іржі пшениці поширений на всій території України, що зумовлює необхідність дослідження ефективності генів стійкості рослини-господаря. Визначено ефективність відомих генів стійкості пшениці до збудника бурої іржі у 2019–2020 рр. в умовах дії популяції патогену, типової для зони Правобережного Лісостепу України. Оцінювання проводили після епіфітотії 2018 р. на серії майже ізогенних ліній пшениці сорту Thatcher та сортах, які розширюють основний набір генів. За результатами досліджень виявлено різний рівень експресії генів стійкості, що дало змогу виокремити кілька груп: 1) гени, здатні зумовити дуже високий рівень стійкості до всіх місцевих рас збудника (9 балів – ознаки хвороби відсутні; 8 балів – поодинокі некротичні плями), – Lr9, Lr18, Lr19, Lr21, Lr25, Lr27+31, Lr28, Lr35, Lr41, Lr43+24, Lr50, LrTm; 2) гени, що зумовлюють стійкість, – рослини незначно уражуються патогеном (8 балів – поодинокі некротичні плями та уредініопустули інтенсивністю до 5 %; 7 балів – уредініопустули інтенсивністю до 10 %; 6 балів – дрібні і середні уредініопустули інтенсивністю до 15 %) – Lr22а, Lr32, Lr34, Lr42, Lr43, Lr46; 3) гени стійкості, рівень експресії яких визначено як лабільний (гетерогенний), – Lr2a, Lr2b, Lr12, Lr14a, Lr14b, Lr20, Lr23, Lr24, Lr39, Lr40. Остання група генів стійкості має мінливий характер і залежить від рівня інфекційного навантаження та рівня вірулентності популяції патогену загалом. Виокремлені гени стійкості варто використовувати в селекційному процесі із врахуванням особливостей останньої групи. Неефективними до дії всіх рас популяції збудника бурої іржі пшениці в зоні Правобережного Лісостепу України є гени Lr1, Lr2c, Lr3, Lr3ka, Lr3bg, Lr10, Lr11, Lr13, Lr15, Lr16, Lr17, Lr26, Lr29, Lr30, Lr33, Lr37, LrB. Якщо вони пов’язані з корисними ознаками, їх використання в селекції потребує пірамідування з іншими більш ефективними генами стійкості.

Біографія автора

Галина Михайлівна Лісова, Інститут захисту рослин Національної аграрної академії наук України

Лісова Галина Михайлівна – кандидат біологічних наук, старша наукова співробітниця Інституту захисту рослин Національної аграрної академії наук України, завідувачка лабораторії імунітету сільськогосподарських рослин до хвороб

Посилання

  1. Bolton MD, Kolmer JA, Garvin DF. Wheat leaf rust caused by Puccinia triticina. Molecular Plant Pathology. 2008;9(5):563–75. DOI: 10.1111/j.1364-3703.2008.00487.x
  2. Bhardwaj SC, Kumar S, Gangwar OP, Prasad P, et al. Physiologic specialization and genetic differentiation of Puccinia triticina causing leaf rust of wheat on the Indian subcontinent during 2016 to 2019. Plant Disease. 2021;105:1992–2000. DOI: 10.1094/PDIS-06-20-1382-RE
  3. Selim ME, Makhlouf AH, Ahmed GA. Relation between resistance to leaf rust and fusarium crow rot diseases in some Egyptian wheat cultivars. Alexandria Science Exchange Journal. 2021;42(2):453–65. DOI: 10.21608/asejaiqjsae.2021.176091
  4. Babayants OV, Babayants LT. Foundations of breeding and methodology for assessing wheat resistance to pathogens. Odesa: BMB; 2014. 401 p. Russian.
  5. Galaev AV. Effectiveness of different resistance genes to leaf rust and their combinations in interline hybrids of spring bread wheat (Triticum aestivum L.) in South Ukraine. Collected scientific articles of PBGI–NCSCI [Internet]. 2016;28(68): 109–122. Available from: http://sgi.in.ua/data/documents/Zbirnik-naukovih-prac-SGI_NCNS-28-2017_1.pdf. Ukrainian.
  6. Kovalyshyna H, Dmytrenko Y, Tonkha O, Makarchuk O, Demydov О, Humeniuk О, et al. Diversity of winter common wheat varieties for resistance to leaf rust created in the V. M. Remeslo Myronivka Institute of Wheat. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Science. 2020;14:1001–1007. DOI: 10.5219/1447
  7. Lisovyi M, Lisova G. The coevolution of a host-plant and pathogen – research and a practical implementation. Plant Protection and Quarantine. 2017;63:104–118. DOI: 10.36495/1606-9773.2017.63.104-118. Ukrainian.
  8. McIntosh RA, Wellings CR, Park RF. Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes [Internet]. Australia, Victoria: CSIRO Publ.; 1995. Available from: https://ebooks.publish.csiro.au/content/wheat-rusts DOI: 10.1071/9780643101463
  9. McIntosh RA, Yamazaki Y, Devos KM, Dubcovsky J, et al. Catalogue of gene symbols for wheat [Internet]. 2003. Available from: http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/top/top.jsp
  10. McIntosh RA, Yamazaki Y, Dubcovsky J, Rogers J, et al. Catalogue of gene symbols for wheat [Internet]. 2013. Available from: http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/symbolClassList.jsp
  11. McIntosh RA, Dubcovsky J, Rogers J, Morris C, Appels R, Xia XC. Catalogue of gene symbols for wheat: 2015-2016 supplement [Internet]. Available from: https://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/macgene/supplement2015.pdf
  12. Lisova GM. Expression peculiarity of wheat resistance genes to the causal organism of the leaf rust in the conditions of Forest-Steppe of Ukraine in 2000-2010. Plant Protection and Quarantine [Internet]. 2012;58:97–106. Available from: http://zkr.ipp.gov.ua/index.php/journal/issue/view/7/58-pd.Ukrainian.
  13. Kolmer JA, Long DI, Hughes ME. Physiological specialization of Puccinia triticina on wheat in the United States in 2005. Plant Disease. 2007;91(8):979–84. DOI: 10.1094/PDIS-91-8-0979
  14. El-Orabey WM, Sallam ME, Omara RI, Abd El-Malik NI. Geographical distribution of Puccinia triticina physiologic races in Egypt during 2012-2014 growing seasons. African Journal of Agricultural Research. 2015;10(45):4193–203. DOI: 10.5897/AJAR2015.10298
  15. Wuike RV, Thakare CS. Hasabnis SN, et al. Leaf rust virulence pattern in peninsular India during 1997-98. J. Maharashtra Agr. Univ. 1999;24(1):50–52.
  16. Long DL, Kolmer JA, Leonard KJ, Hughes ME. Physiologic specialization of Puccinia triticina on wheat in the United States in 2000. Plant Disease [Internet]. 2002;86(9):981–6. Available from: https://apsjournals.apsnet.org/doi/epdf/10.1094/PDIS.2002.86.9.981
  17. Roelfs AP, Singh RP, Saari EE. Rust Diseases of Wheat: Concepts and methods of disease management [Internet]. Mexico, D.F.: CIMMYT; 1992. 81 p. Available from: http://hdl.handle.net/10883/1153
  18. Lisovyi MP, Lisova GM. Ecological analysis of the components of the integrated method of plant protection in the 21st century. Herald of Agrarian Science. 2007;2:25–8. Ukrainian.
  19. Lillemo M, Asaf B, Singh RP, Huerto-Espino J, et al. The adult plant rust resistance loci Lr34/Yr18 and Lr46/Yr29 are important determinants of partial resistance to powdery mildew in bread wheat line Saar. Theor Appl Genet. 2008;116:1155–66. DOI: 10.1007/s00122-008-0743-1

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-03

Як цитувати

1.
Лісова ГМ. Ефективність відомих генів стійкості пшениці Triticum aestivum L. до збудника бурої іржі пшениці Puccinia triticina Eriks. у 2019–2020 рр. NRPBE [інтернет]. 03, Серпень 2023 [цит. за 24, Червень 2024];6:17-26. доступний у: http://nrpbe.ukma.edu.ua/article/view/285720