vestngauВестник университета биотехнологийVestnik University of biotechnologiy3033-8433Publishing Centre “Zolotoy Kolos” of Novosibirsk State Agrarian University10.31677/2072-6724-2024-70-1-150-160vestngau-2251Research ArticleАГРОНОМИЯAGRONOMYУстойчивость образцов яровой мягкой пшеницы мировой коллекции VIR к Puccinia recondite в условиях Оренбургского ПредуральяResistance of samples of spring soft wheat of the world collection VIR to Puccinia recondite b conditions of the Orenburg cisdural RegionТимошенковаТ. А.TimoshenkovaT. A.

Т.А. Тимошенкова, кандидат сельскохозяйственных наук 

Оренбург

T.A. Timoshenkova, PhD in Agricultural Sciences 

Orenburg

tim2233@mail.ruФедеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАНРоссияFederal Scientific Center for Biological Systems and Agricultural Technologies of the Russian Academy of SciencesRussian Federation20241704202401150160Copyright © Тимошенкова Т.А., 20242024Тимошенкова Т.А.Timoshenkova T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestngau.elpub.ru/jour/article/view/2251

В условиях степной зоны Оренбургской области актуальна проблема повышения устойчивости зернового производства к абиотическим и биотическим стресс-факторам. Опасным биотическим стрессом для растений пшеницы является бурая листовая ржавчина. При постоянном процессе формообразования в природе необходим поиск источников и доноров устойчивости к патогенам в конкретных условиях региона возделывания для включения в селекционный процесс. С целью изучения особенностей популяции Puccinia recondite, исследования генетического разнообразия мировой коллекции яровой мягкой пшеницы и выделения источников устойчивости к бурой листовой ржавчине в условиях степи Оренбургского Предуралья в 2017–2022 гг. проведена полевая оценка 140 образцов. При учёте поражённости бурой ржавчиной использовали методики ВИР и ВИЗР. В исследованиях образцов P. recondite установлена распространённость популяций патогенна, вирулентных к генам Lr 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bq, 3ka, 11, 14a, 14b, 15, 17, 18, 20 и Lr 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bq, 3ka, 9, 11, 14a, 14b, 15, 17, 18, 20. Данные популяции авирулентны к генам Lr 9, 16, 19, 24, 44 и Lr 16, 19, 24, 44. Высокую ювенильную устойчивость проявили сорта Лавруша, Новосибирская 91, Сибирская 16, ОмГАУ-90 (западно-сибирская экогруппа), Спурт и Тулайковская 108 (лесостепная волжская экогруппа), Ажурная (степная южная экогруппа), Актюбе 3 (степная восточная экогруппа), Hoffman (североамериканская экогруппа) и Челяба 75 (лесостепная восточная экогруппа). В полевых условиях не поражались бурой листовой ржавчиной образцы к-64365 Таёжная нива; к-64867 Новосибирская 44; к-64886 Актюбе 27; к-64976 CDC Merlin; к-64998 Фаворит; к-65006 Hoffman; к-65007 GNS-28; к-65128 Алтайская 110; к-65139 Саратовская 74; к-65145 Волхитка; к-65147 Скороспелка 98; к-65253 Омская 41; к-65269 Pin Chum 11; к-65449 Мерцана и к-65450 Ярица. Выделенные образцы рекомендуется использовать для селекционного улучшения яровой мягкой пшеницы в условиях Оренбургской области.

In the conditions of the steppe zone of the Orenburg region, the problem of increasing the resistance of grain production to abiotic and biotic stress factors is relevant. A dangerous biotic stress for wheat plants is leaf rust. With the constant process of morphogenesis in nature, it is necessary to search for sources and donors of resistance to pathogens in the specific conditions of the cultivation region for inclusion in the breeding process. To study the characteristics of the Puccinia recondite population, the genetic diversity of the world collection of spring soft wheat, and identify sources of resistance to leaf rust in the steppe conditions of the Orenburg Cis-Urals in 2017–2022. A field assessment of 140 samples was carried out. When considering the incidence of leaf rust, we used the methods of VIR (N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Growing) and VIZR (All-Russian Research Institute of Plant Protection). Studies of P. recondite samples have established the prevalence of pathogenic populations virulent to the genes Lr 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bq, 3ka, 11, 14a, 14b, 15, 17, 18, 20 and Lr 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bq, 3ka, 9, 11, 14a, 14b, 15, 17, 18, 20. These populations are avirulent to the genes Lr 9, 16, 19, 24, 44 and Lr 16, 19, 24, 44. High Juvenile resistance was demonstrated by the varieties Lavrusha, Novosibirskaya 91, Sibirskaya 16, OmGAU-90 (West Siberian eco group), Spurt and Tulaikovskaya 108 (forest-steppe Volga eco group), Azhurnaya (steppe southern eco group), Aktyube 3 (steppe eastern eco group), Hoffman (North American eco group) and Chelyaba 75 (forest-steppe eastern eco group). Under field conditions, samples k-64365 Taiga Niva were not affected by brown leaf rust; k-64867 Novosibirskaya 44; k-64886 Aktobe 27; k-64976 CDC Merlin; k-64998 Favorite; k-65006 Hoffman; k-65007 GNS-28; k-65128 Altaiskaya 110; k-65139 Saratovskaya 74; k-65145 Volkhitka; k-65147 Skorospelka 98; k-65253 Omskaya 41; k-65269 Pin Chum 11; k-65449 Mertsana and k-65450 Yaritsa. The selected samples are recommended for breeding improvement of spring soft wheat in the conditions of the Orenburg region.

яровая мягкая пшеницабурая листовая ржавчинаустойчивостьвирулентностьсортообразецspring soft wheatbrown leaf rustresistancevirulencevariety specimenReferencesЛухменёв В.П. Защита зерновых культур от вредителей болезней и сорняков на Южном Урале. – Оренбург: Изд. центр ОГАУ, 2000. – С. 44–57.Lukhmenev V.P., Zashchita zernovykh kul’tur ot vrediteley bolezney i sornyakov na Yuzhnom Urale (Protection of grain crops from pests, diseases and weeds in the South Urals), Orenburg: OSAU Publishing Centre, 2000, pp. 44–57.Пересыпкин В.Ф. Болезни зерновых культур. – М.: Колос, 1979. – 280 с.Peresypkin V.F., Bolezni zernovykh kul’tur (Diseases of cereal crops), Moscow: Kolos, 1979, 280 p.Колесниченко Т.В. Анализ вредоносности и распространённости бурой ржавчины в Краснодарском крае на 2018–2022 // Тенденции развития науки и образования. – 2022. – № 90–4. – С. 17–19.Kolesnichenko T.V., Tendentsii razvitiya nauki i obrazovaniya, 2022, No. 90–4, pp. 17–19. (In Russ.)Лухменёв В.П. Разработка интенсивной технологии возделывания зерновых культур, кукурузы на зерно в юго-западной зоне Оренбургской области // Обзор результатов научных исследований по защите растений в научных учреждениях Европейской части РСФСР за 1988 год: Информация ВНИИЗР. – Воронеж, 1988. – С. 36.Lukhmenev V.P., Obzor rezul’tatov nauchnykh issledovaniy po zashchite rasteniy v nauchnykh uchrezhdeniyakh Evropeyskoy chasti RSFSR za 1988 god: Informatsiya VNIIZR (Review of the results of scientific research on plant protection in scientific institutions of the European part of the RSFSR for 1988: Information from VNIIZR), Voronezh, 1988, p. 36. (In Russ.)Структура популяций листовых патогенов яровой пшеницы в западно-азиатских регионах России и Северном Казахстане в 2017 г. / Е.И. Гультяева, Н.М. Коваленко, В.П. Шаманин [и др.] // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2018. – Т. 22, № 3. – С. 363–369. – DOI: 10.18699/VJ18.372.Gultyaeva E.I., Kovalenko N.M., Shamanin V.P. [et al.], Vavilovskiy zhurnal selektsii i genetiki, 2018, Vol. 22, No. 3, pp. 363–369, DOI: 10.18699/VJ18.372. (In Russ.)Кекало А.Ю, Зарганян Н.Ю., Немченко В.В. Распространение фитопатогенов на зерновых яровых культурах в Уральском регионе // Аграрный вестник Урала. – 2022. – № 11 (226). – С. 14–22.KekaloA.Yu., ZarganyanN.Yu., Nemchenko V.V., Agragnyy vestnik Urala, 2022, No. 11 (226), pp. 14–22. (In Russ.)Максимович М.М. Селекция и семеноводство полевых культур. – М: Сельхозиздат, 1962. – 408 с.Maksimovich M.M., Selektsiya i semenovodstvo polevykh kul’tur (Selection and seed production of field crops), Moscow: Selkhozizdat, 1962, 408 p.Структура российских популяций гриба Pucnia triticin Eriks / Е.И. Гультяева, Е.Л. Шайдаюк, И.А. Казарцев [и др.] // Вестник защиты растений. – 2015. – № 3 (85). – С. 5–10.Gultyaeva E.I., Shaydayuk E.L., Kazartsev I.A. [et al.], Vestnik zashchity rasteniy, No. 3 (85), pp. 5–10. (In Russ.)Рипбергер Е.И., Боме Н.А., Траутц Д. Устойчивость к листовым фитопатогенам гибридных (F4,F5) форм яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) в различных эколого-географических условиях // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2016. – Т. 20, № 5. – С. 629–635. – DOI: 10.18699/VJ16.184.Ripberger E.I., Bome N.A., Trautz D., Vavilovskiy zhurnal selektsii i genetiki, 2016, Vol. 20, No. 5, pp. 629–635, DOI: 10.18699/VJ16.184. (In Russ.)Источники и доноры для селекции яровой пшеницы на устойчивость к стрессорным факторам среды / Ю.В. Зеленева, В.П. Судникова, В.В. Плахотник [и др.] // Вопросы современной науки и практики. – 2017. – № 3 (65). – С. 17–25.Zeleneva Yu.V., Sudnikova V.P., Plakhotnik V.V. [i dr.], Voprosy sovremennoy nauki i praktiki, 2017, No. 3 (65), pp. 17–25. (In Russ.)Кочмарский В.С., Хоменко С.О., Федоренко И.В. Оценка коллекционных образцов пшеницы мягкой по устойчивости к листовым грибным болезням в лесостепи Украины // Земледелие и селекция в Белоруси. – 2015. – № 51. – С. 320–326.Kochmarsky V.S., Khomenko S.O., Fedorenko I.V., Zemledelie i selektsiya v Belorusii, 2015, No. 51, pp. 320–326. (In Russ.)Маркелова Т.С. Скрининг мирового о генофонда яровой пшеницы по устойчивости к бурой ржавчине и идентификация LR-генов у некоторых сортов и селекционных линий // Аграрный научный журнал. – 2016. – № 5. – С. 18–21.Markelova T.S., Agrarnyy nauchnyy zhurnal, 2016, No. 5, pp. 18–21. (In Russ.)Писарев В.В., Зуев Е.В., Брыкова А.Н. Исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы в условиях Новосибирской области // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2018. – № 7 (22). – С. 784–794.Pisarev V.V., Zuev E.V., Brykova A.N., Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii, 2018, No. 7 (22), pp. 784–794. (In Russ.)Исходный материал для селекции мягкой пшеницы в условиях Кировской области / О.С. Амунова, Л.В. Волкова, Е.В. Зуев [и др.] // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2021. – Т. 22, № 5. – С. 661–675. – DOI: 10.30766/2072-9081.2021.22.5.661-675.Amunova O.S., Volkova L.V., Zuev E.V. [et al.], Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka, 2021, Vol. 22, No. 5, pp. 661–675, DOI: 10.30766/2072-9081.2021.22.5.661-675. (In Russ.)Гультяева Е.И., Казарцева И.А. Молекулярно-генетические подходы в изучении популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы // Вестник защиты растений. – 2018. – № 2 (96). – С. 5–12.Gultyaeva E.I., Kazartseva I.A., Vestnik zashchity rasteniy, 2018, No. 2 (96), pp. 5–12. (In Russ.)Identification of leaf rust resistance genes in selected wheat cultivars and development of multiplex PCR / A. Tomkowiak, R. Skowroǹska, A. Buda [et al.] // Open Life Sciences. – 2019. – Vol. 14 (1). – P. 327–334. – DOI: 10.1515/boil-2019-0036.Tomkowiak A., Skowroǹska R., Buda A., Kurasiak-Popowska D., Na-wracala J., Kowalczewski L., Pluta M., Radzikowska D., Identification of leaf rust re-sistance genes in selected wheat cultivars and development of multiplex PCR, Open Life Sciences, 2019, Vol. 14 (1), pp. 327–334, DOI: 10.1515/boil-2019-0036.Genome-wide association mapping for resistance to leaf, stem, and yellow rusts of common wheat under field conditions of South Kazakhstan / Y. Genievskaya, Y. Turuspekov, A. Rsaliyev, S. Abugalieva // Peer J. – 2020. – Vol. 8. – P. 9820. – DOI: 10.7717/peerj.9820.Genievskaya Yu., Turuspekov Ye., Rsaliyev A., Abugalieva S., Genome-wide association mapping for resistance to leaf, stem, and yel-low rusts of common wheat under field conditions of South Kazakhstan, Peer J., 2020, Vol. 8, pp. 9820, DOI: 10.7717/peerj.9820.Breeding Wheat for Durable Leaf Rust Resistance in Southern Africa: Variability, Distribution, Current Control Strategies, Challenges and Future Prospects / S. Figlan, K. Ntushelo, L. Mwadzingeni [et al.] // Front Plant Sci. – 2020. – Vol. 11. – P. 549. – DOI: 10.3389/fpls.2020.00549.Figlan S., Ntushelo K., Mwadzingeni L. [et al.], Breeding Wheat for Durable Leaf Rust Resistance in Southern Africa: Variability, Distribution, Current Control Strategies, Challenges and Future Prospects, Front Plant sci, 2020, Vol. 11, pp. 549, DOI: 10.3389/fpls.2020.00549.Mining of leaf rust resistance genes content in Egyptian bread wheat collection / M.A.M. Atia, E.A. ElKhateeb, R.M. Abd El-Maksoud [et al.] // Plants. – 2021. – Vol. 10 (7). – P. 1378. – DOI: 10/3390/plants10071378.Atia M.A.M., El-Khateeb E.A., Abd El-Maksoud R.M., Abou-Zeid M.A., Salah A., Abdel-Hamid A.M.E., Mining of leaf rust resistance genes content in Egyptian bread wheat collection, Plants, 2021, Vol. 10 (7), pp. 1378, DOI: 10/3390/plants10071378.Harnessing genetic resistance to rusts in wheat and integrated rust management methods to develop more durable resistant cultivars / J. Mapuranga, N. Zhang, L. Zhang [et al.] // Front Plant Sci. – 2022. – Vol. 13. – P. 951095. – DOI: 10.3389/fpls.2022.951095.J. Mapuranga, N. Zhang, L. Zhang [et al.], Harnessing genetic resistance to rusts in wheat and integrat-ed rust management methods to develop more durable cultivars, Front Plant Sci., 2022, Vol. 13, pp. 951095, DOI: 10.3389/fpls.2022.951095.Михайлова Л.А. Генетика взаимоотношений возбудителя бурой ржавчины и пшеницы / под. ред. акад. РАСХН М.М. Левитина. – СПб.: ВИЗР, 2006. – 80 с.Mikhailova L.A., Genetika vzaimootnosheniy vozbuditelya buroy rzhavchiny i pshenitsy (Genetics of the relationship between the causative agent of brown rust and wheat), Sankt-Petersburg: VIZR, 2006, 80 p.,Фенотипический состав Puccinia triticina на образцах мягкой пшеницы в Омской области в 2016 г. / Е.И. Гультяева, В.П. Шаманин, Е.Л. Шайдаюк [и др.] // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2017. – № 2 (43). – С. 16–23.Gultyaeva E.I., Shamanin V.P., Shaydayuk E.L. [et al.], Vestnik NGAU (Novosibirskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet), 2017, No. 2 (43), pp. 16–23. (In Russ.)Гультяева Е.И., Шайдаюк Е.Л. Идентификация генов устойчивости к бурой ржавчине у новых российских сортов мягкой пшеницы // Биотехнология и селекция растений. – 2021. – Т. 4, № 2. – С.15–27. – DOI: 10.30901/2658-6266-2021-2-о2.Gultyaeva E.I., Shaydayuk E.L., Biotekhnologiya i selektsiya rasteniy, 2021. V. 4 No. 2. P.15-27. DOI: 10.30901/2658-6266-2021-2-o2. (In Russ.)Разнообразие новых российских сортов мягкой пшеницы по генам устойчивости к бурой ржавчине / Е.И. Гультяева, Е.Л. Шайдаюк, В.В. Веселова [и др.] // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. – 2022. – Т. 183, № 4. – С. 208–218. – DOI: 10.30901/2227-8834-2022-4-208-218.Gultyaeva E.I., Shaydayuk E.L., Veselova V.V. [et al.], Trudy po prikladnoy botanike, genetike i selektsii, 2022, Vol. 183, No. 4, pp. 208–218, DOI: 10.30901/2227-8834-2022-4-208-218. (In Russ.)Сидоров А.В., Лебедева Т.В., Тырышкин Л.Г. Эффективная ювенильная устойчивость сортов яровой пшеницы к листовой ржавчине и мучнистой росе // Известия Петербургского государственного аграрного университета. – 2018. – № 2 (51). – С. 84–88.Sidorov A.V., Lebedeva T.V., Tyryshkin L.G., Izvestiya Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2018, No. 2 (51), pp. 84–88. (In Russ.)Сочалова Л.П., Пискарев В.В. Устойчивость образцов мягкой пшеницы к Blumeria graminis и Puccinia recondita с известными генами устойчивости // Достижения науки и техники АПК. – 2019. – Т. 33, № 11. – С. 34–42. – DOI: 10.24411/0235-2451-2019-11108.Sochalova L.P., Piskarev V.V., Dostizheniya nauki i tekhniki APK, 2019, Vol. 33, No. 11, P. 34–42, DOI: 10.24411/0235-2451-2019-11108. (In Russ.)Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к листостебельным болезням на Южном Урале / Е.И. Гультяева, В.А. Тюнин, Е.Р. Шрейдер [и др.] // Российская сельскохозяйственная наука. – 2021. – № 1. – С. 8–12. – DOI: 10.31857/S2500262721020026.Gultyaeva E.I., Tyunin V.A., Schreider E.R. [et al.], Rossiyskaya sel’skokhozyaystvennaya nauka, 2021, No. 1, pp. 8–12, DOI: 10.31857/S2500262721020026. (In Russ.)Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале: метод. указания / А.Ф. Мережко [и др.]. – СПб., 1999. –82 с.Merezhko A.F. [et al.], Popolnenie, sokhranenie v zhivom vide i izuchenie mirovoy kollektsii pshenitsy, egilopsa i tritikale (Replenishment, preservation in living form and study of the world collection of wheat, aegilops and triticale), Sankt-Petersburg, 1999, 82 p.Изучение генетических ресурсов зерновых культур по устойчивости к вредным организмам: метод. пособие / Е.Е. Радченко [и др.]. – М.: РАСХН, 2008. – С. 5–31.Radchenko E.E. [i dr.], Popolnenie, sokhranenie v zhivom vide i izuchenie mirovoy kollektsii pshenitsy, egilopsa i triticale (Study of the genetic resources of grain crops for resistance to pests), Mjscow: RAAS, 2008, P. 5–31.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.