авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Генетическое разнообразие яровой мягкой пшеницы по эффективной возрастной устойчивости к листовой ржавчине

На правах рукописи

Курбанова Патимат Магомедкадиевна ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ЭФФЕКТИВНОЙ ВОЗРАСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ К ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЕ Специальность: 03.02.07 – генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 2011 Диссертационная работа выполнена в лаборатории иммунитета отдела ге нетики Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводст ва им. Н.И. Вавилова в 2005 – 2009 гг.

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Тырышкин Лев Геннадьевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Брач Нина Борисовна кандидат биологических наук Гультяева Елена Ивановна Ведущее учреждение: Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

Защита диссертации состоится «2» февраля 14.00 часов на заседании Диссертационного совета Д 006.041.01 при Всероссийском научно исследовательском институте растениеводства им. Н.И. Вавилова по адресу:

190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44;

факс (812) 571-87-28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского науч но-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова.

Автореферат размещен на сайте www.vir.nw.ru и разослан «23» декабря 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук В.А. Гаврилова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТКА РАБОТЫ Актуальность темы. Бурая или листовая ржавчина (возбудитель Puccinia triticina Erikss, syn.: P. recondita Roberge: Desm. f. sp. tritici (Erikss) C.O.

Johnston) – одна из наиболее распространенных и вредоносных болезней мягкой пшеницы Triticum aestivum L. Ежегодные потери урожая пшеницы от поражения листовой ржавчиной в нашей стране достигают 4,5%, в случае, когда эпидемия развивается рано и инфекция сохраняется до полного со зревания пшеницы, потери возрастают до 50-70% урожая (Пруцков, 1970;

Русаков, 1938;

Чумаков, 1964).

Наиболее экономически выгодным и экологически безопасным методом борьбы с листовой ржавчиной является возделывание устойчивых сортов.

Создание такого рода сортов на первом этапе включает поиск доноров эф фективных генов устойчивости к болезни.

В настоящее время известно 63 локализованных в хромосомах T. aesti vum Lr (от leaf rust) генов устойчивости к листовой ржавчине (McIntosh et al., 2007, McIntosh et al., 2009). Большинство из них не эффективны против «со временной» популяции листовой ржавчины в России. Из проростковых генов устойчивости только Lr9, Lr19, Lr24 и Lr41 высокоэффективны в России (Тырышкин, 2006;

Тырышкин и др., 2006). При этом ген Lr19 уже потерял свою эффективность в Поволжье и Волго-Вятском регионе (Вьюшков, 1998;

Коваленко и др., 2003), отмечено появление клонов патогена, вирулентных к гену Lr24 в Поволжье (Маркелова, 2007), сообщается о потере эффективно сти гена Lr9 в Западной Сибири и на Урале (Мешкова и др., 2008).

Вследствие этого особое внимание должно быть уделено поиску доно ров эффективных генов возрастной устойчивости (adult resistance). В СССР, а затем и в России выделено большое количество образцов мягкой пшеницы, устойчивых к болезни в фазе флаг-листа. Эти образцы идентифицированы достаточно давно и могут быть восприимчивы в настоящее время из-за изме нения расовой структуры популяций P. triticina за последние годы.

Одним из возможных путей поиска источников возрастной устойчиво сти рассматривается изучение местных пшениц. По наблюдениям Н.И. Вави лова местные сорта пшеницы Дагестана, Азербайджана, Грузии представля ют исключительную ценность для индивидуального отбора на устойчивость к ржавчине (цит. по Михайлова, 2006);

местные формы из Китая, Северной Индии описаны как обладающие резко выраженным иммунитетом к болезни (Вавилов, 1986). Примером перспективности изучения местных форм являет ся идентификация эффективных генов устойчивости к листовой ржавчине у местного сирийского сорта пшеницы Safas (Аманов, Одинцова, 1985) и у ме стного иранского образца PI 289824 (Obert et al., 2005).

Цель работы – выявить разнообразие яровой мягкой пшеницы по эф фективной возрастной устойчивости к листовой ржавчине и изучить генети ческий контроль признака.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

– изучить изменчивость структуры популяций P. triticina в течение се зона вегетации хозяина для обоснования сбора инокулюма при создании ис кусственных инфекционных фонов для оценки устойчивости пшеницы к листо вой ржавчине;

– оценить пораженность ржавчиной ранее выделенных источников воз растной устойчивости пшеницы к «современной» популяций P. triticina;

– оценить проростковую и возрастную устойчивость к листовой ржав чине образцов яровой местной пшеницы и выделить высоко устойчивые формы;

– изучить разнообразие выделенных устойчивых к ржавчине образцов яровой местной пшеницы по электрофоретическому спектру глиадинов и ДНК маркерам;

– разработать метод постуляции генов устойчивости взрослых растений к листовой ржавчине у проростков пшеницы;

– изучить характер наследования устойчивости к ржавчине у выделен ных образцов яровой местной пшеницы.

Научная новизна. Выявлена высокая сезонная изменчивость генетиче ской структуры популяций P. triticina из Северного Кавказа и Северо Западного региона. Показано, что при изучении структуры популяций P. tri ticina по вирулентности к почти изогенным линиям серии Тэтчер следует, анализировать выборки объемом более 50 клонов возбудителя. Для создания искусственного инфекционного фона необходимо собирать инокулюм пато гена с разных генотипов хозяина несколько раз в течение вегетационного се зона.

Показано, что известные гены возрастной устойчивости мягкой пшени цы Lr12, Lr13, Lr22b и Lr34 не эффективны против «современной» популя ций возбудителя листовой ржавчины из России.

Подавляющее большинство ранее выявленных источников возрастной устойчивости пшеницы к листовой ржавчине в настоящее время восприим чиво к болезни. Высокий уровень возрастной устойчивости образцов мягкой пшеницы к листовой ржавчине обусловливается сочетанием генов Lr13 и Lr34.

В результате изучения 2100 образцов яровой местной пшеницы выделе ны 24 формы из Казахстана, обладающие высоким уровнем возрастной ус тойчивости к болезни. В результате анализа электрофоретического спектра глиадинов и 4-х ДНК маркеров показано, что выделенные образцы мягкой пшеницы генетически очень близки либо идентичны.

Выявлено, что молекулярные маркеры F1.2245, Xgwm630, Xgwm130 и Xbarc352 не позволяют надежно идентифицировать образцы пшеницы, имеющие гены возрастной устойчивости Lr10, Lr13 и Lr34, с которыми они, по литературным данным, сцеплены.

Впервые показана специфическая индукция экспрессии генов устойчи вости Lr10, Lr11, Lr12, Lr13, Lr27+31, Lr34, Lr46 и Lr52 отрезках листьев пшеницы под действием комбинации абиотических факторов (бензимидазол + температура);

это явление может быть использовано для быстрой и надеж ной идентификации данных генов у образцов пшеницы.

Доказано, что возрастная устойчивость 11 образцов местной пшеницы из Казахстана контролируется двумя комплементарными рецессивными ге нами, одним из которых является ген Lr13.

Практическая ценность результатов исследований. Впервые показа но, что при изучении возрастной устойчивости пшеницы к листовой ржавчи не растения следует инокулировать уредоспорами P. triticina, собранными на разных генотипах, несколько раз за сезон вегетации хозяина. Выделенные по возрастной устойчивости к листовой ржавчине генетически охарактеризо ванные образцы местной пшеницы (кк-36619, 36627, 36684, 36708, 36758, 36762, 36778, 36685, 36872, 37128, 37159), могут быть рекомендованы для использования в селекции. Разработанный метод идентификации генов воз растной устойчивости у ювенильных растений пшеницы может быть исполь зован для постуляции генов Lr10, Lr11, Lr12, Lr13, Lr27+31, Lr34, Lr46 и Lr52. Показано, что ДНК маркеры F1.2245, Xgwm630, Xgwm130 и Xbarc не могут быть использованы для идентификации образцов пшеницы, имею щих, либо не имеющих гены устойчивости Lr10, Lr13 и Lr34.

Апробация работы. Результаты исследований доложены или представ лены на: научной конференции «Стратегия и тактика защиты растений» (Минск, 2006);

международных научно-практических конференциях «Вави ловские чтения» (Саратов, 2007, 2008);

II Вавиловской международной кон ференции (Санкт-Петербург, 2007);

Всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых (Казань, 2008, 2009);

международных конфе ренциях «Информационные системы диагностики, мониторинга и прогноза важнейших сорных растений, вредителей и болезней сельскохозяйственных культур» (Санкт-Петербург, 2008, 2010);

конференциях профессорско преподавательского состава СПбГАУ (Санкт-Петербург, 2008, 2009);

12-й международной конференции по ржавчинам и мучнистой росе злаковых (Ан талия, Турция, 2009).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 25 печатных работ, в том числе 8 – статьи в изданиях, в кото рых рекомендуется публикация основных результатов диссертации на соис кание ученой степени кандидата биологических наук.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 108 страницах, содержит 12 рисунков, 22 таблицы. Состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 215 наименова ний, в том числе 101 – на английском языке.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Экспериментальная работа выполнена в 2005–2009 гг. в лаборатории иммунитета отдела генетики Всероссийского научно-исследовательского ин ститута растениеводства имени Н.И. Вавилова.

Материалом для исследований являлись образцы мягкой пшеницы из Мировой коллекции Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавило ва. В изучаемый набор вошли: почти изогенные линии серии Тэтчер с генами возрастной устойчивости к листовой ржавчине, 272 образца мягкой пшени цы, устойчивых к листовой ржавчине по литературным данным;

2100 яровых образцов местной пшеницы из 68 стран.

Оценку устойчивости к листовой ржавчине проводили по стандартным методикам. Для инокуляции использовали сборную популяцию возбудителя листовой ржавчины;

инокулюм собирали на полях Дагестанской опытной станции ВИР и Пушкинского филиала ВИР с листьев нескольких (не менее 10) коллекционных образцов в несколько сроков вегетации. Учет типов реак ции на заражение проростков проводили по шкале Mains, Jackson (1926), где 0 – отсутствие симптомов;

0;

– некрозы без пустул;

1 – очень мелкие пусту лы, окруженные некрозом;

2 – пустулы среднего размера, окруженные некро зом или хлорозом;

3 – пустулы среднего размера без некроза;

е. п. – единич ные пустулы среднего размера без некроза. В полевых условиях устойчи вость образцов к ржавчине оценивали по показателю «процент пораженной поверхности флаг-листьев». С целью определения генетической близости выделенных устойчивых к ржавчине образцов местной пшеницы провели анализ электрофоретических спектров запасных белков семян – глиадинов.

Генетический контроль устойчивости к листовой ржавчине изучали с помощью фитопатологического теста, STS и SSR анализов и гибридологиче ского анализа.

Для проведения скрещиваний колосья материнских растений кастриро вали вручную, опыление проводили с помощью твелл-метода (Мережко и др., 1973).

Соответствие между фактическими и теоретически ожидаемыми расще плениями по устойчивости в гибридных комбинациях F2 оценивали по крите рию 2 (Доспехов, 1979).

Полиморфизм популяций возбудителя листовой ржавчины по вирулент ности оценивали с использованием шести образцов пшеницы, защищенных генами устойчивости: Lr1, Lr2a, Lr26, Lr20, Lr23 и Lr19. Всего изучили сборы патогена с 6 образцов пшеницы в 2-х регионах (Северный Кавказ и Северо Западный регион России). Для сравнения выборок из популяций P. triticina использовали критерии, предложенные Л.А. Животовским (1982), а также критерий Стьюдента (Доспехов, 1979).

Статистические анализы проводили с использованием компьютерной программы Microsoft Excel 2007г.

СЕЗОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИЙ ВОЗБУДИТЕЛЯ ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЫ ПШЕНИЦЫ Одним из важных методических аспектов изучения устойчивости пше ницы к листовой ржавчине является подбор инокулюма, используемого для заражения растительного материала. При изучении возрастной устойчивости к ржавчине у большого количества образцов технически очень трудно нара ботать в лабораторных условиях достаточное количество инфекции;

значи тельно менее трудоемким является сбор пораженных в поле болезнью листь ев. При данном подходе встает вопрос, можно ли собирать инокулюм только в один срок, либо необходимы многократные его сборы в течение вегетации хозяина. В том случае, если генетическая структура популяции в течение ве гетационного сезона остается относительно постоянной, очевидно, можно ограничиться однократным сбором, если же частоты аллелей вирулентности изменяются значительно, то необходимы многократные сборы для представ ленности в инокулюме как можно большего разнообразия по вирулентности.

В данной части нашего исследования изучали сезонную динамику P. tri ticina по вирулентности к 6-и генам устойчивости в 2-х регионах России в 2007 и 2008 гг.

При сравнении выборок, содержащих различное количество клонов воз будителя ржавчины, из одного сбора в 2007 г. для популяций из Северного Кавказа и Северо-Западного региона выявили, согласно критерию идентич ности, достоверные различия между выборками при анализе 25, либо 50 изо лятов. При изучении 10-50 клонов выявляются существенные различия со гласно критерию Стьюдента между выборками одного сбора по частотам ви рулентности к 1-3 генам устойчивости пшеницы к листовой ржавчине (табл.

1). Различия между выборками были несущественны по двум критериям сравнения, если в каждой анализировали 100 изолятов патогена (Тырышкин, Курбанова, Колесова, 2007, Курбанова, 2008).

В течение 2-х лет в 2-х регионах при анализе не менее чем 100 клонов патогена наблюдали изменение показателей фенотипического разнообразия субпопуляций возбудителя листовой ржавчины пшеницы, собранных с одно го генотипа растения хозяина в разные сроки вегетации.

Таблица 1. Значения критерия Стьюдента для разности частот клонов P. triticina, виру лентных к линиям с Lr генами, в выборках различного объема из одной популяции ( г.) td, линия с геном Lr Сравниваемые выборки (сорт, Клоны, место сбора, дата) шт. 2а 1 26 20 23 10 0,87 0,45 3,18** 1,96 2,45* 2,45* Siete Cerros, Дербент, 30.06. – 50 0,84 1,46 2,68* 1,01 2,49* 2,14* Siete Cerros, Дербент, 30. 06.

100 0,56 0,29 1,31 0,98 0,73 0, 10 4,2** 0 1,09 0 0,43 Саратовская 29, Пушкин, 07.08.– 50 0,99 1,89 3,15** 0,89 1,45 0, Саратовская 29, Пушкин, 07.08.

100 0,28 0,86 0,57 0,43 0 0, * различия достоверны при P0, ** различия достоверны при Р0, Во всех случаях отмечена смена доминирующего фенотипа;

выявлены значимые различия по среднему числу фенотипов в 2007 г. между сборами с сорта Siete Cerros на поле Дагестанской опытной станции ВИР и сборами с сорта Саратовская 29 на поле Пушкинского филиала ВИР. Различия по пока зателю «доля редких фенотипов» были несущественны для всех сравнивае мых выборок клонов, собранных с одного образца пшеницы (Тырышкин, Курбанова, Колесова, 2008).

Из 6 пар сравниваемых между собой выборок клонов P. triticina, соб ранных с одного и того же генотипа пшеницы в 2 срока, в трех случаях пока затели сходства между субпопуляциями значимо отличались от 1. Для 3-х пар сравниваемых сборов различия согласно критерию идентичности были статистически недостоверны (табл. 2).

Таблица 2. Критерии сходства (r) и идентичности (I) для выборок P. triticina Сравниваемые сборы r I Пушкин 2007 г.

Саратовская 29, 01.08 – Саратовская 29, 07.08 0,71 45, Дербент 2007 г.

Siete Cerros, 22.06 – Siete Cerros, 30.06 0,80 48, Дербент 2008 г.

к-23731, 03.06 – к-23731, 11.06 0,74 70,06* к-31474, 03.06 – к-31474, 11.06 0,83 48, Пушкин 2008 г.

к-28683, 07.08 – к-28683, 24.08 0,71 79,05* к-48548, 07.08 – к-48548, 24.08 0,76 80,32* * различия достоверны при P0, Однако по показателю критерия Стьюдента для разности генеральных долей частот аллелей вирулентности и для этих сборов различия достоверны (Курбанова, 2008). Таким образом, при изучении достоверных объемов вы борок доказано статистически значимое отличие между сборами клонов P.

triticina, собранных с одного и того же образца пшеницы в разные сроки, по признакам вирулентности к почти-изогенным линиям сорта Тэтчер. Это от личие объясняется либо постоянной иммиграцией уредоспор с растущих ря дом генотипов хозяина, либо в результате изменения относительной жизне способности клонов патогена под действием абиотических факторов внеш ней среды.

В том случае, если верна первая гипотеза, то при сборе возбудителя ржавчины в качестве инокулюма для заражения растений с целью выделения высокоустойчивых форм достаточно один раз собрать зараженные листья как можно с большего количества генотипов хозяина;

в случае верности второго предположения такие сборы следует проводить несколько раз за сезон веге тации пшеницы.

В 2008 г. провели общий сбор пораженных ржавчиной листьев коллек ционных образцов мягкой пшеницы на полях Дагестанской опытной станции и Пушкинского филиала ВИР в 2 срока. В обоих регионах отмечены стати стически значимые различия между выборками согласно критерию идентич ности (r = 0, 65, I = 95,34 и r = 0, 54, I = 103,73 для сборов из Дербента и Пушкина, соответственно). Следовательно, и при анализе сборных выборок клонов патогена (объединенные сборы с разных сортов) наблюдается изме нение структуры популяции в течение сезона вегетации пшеницы.

Поскольку полученные данные указывают на возможность резкого из менения структуры популяций P. triticina в течение сезона вегетации хозяина в работе по оценке устойчивости пшеницы к болезни в качестве инокулюма использовали смесь нескольких за сезон сборов патогена с различных гено типов хозяина.

ВОЗРАСТНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ К ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЕ ОБРАЗЦОВ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ Поражаемость листовой ржавчиной почти изогенных линий серии Тэтчер и сортов – носителей известных Lr генов устойчивости взрослых растений В течение 4-х лет изучали пораженность почти изогенных линий с гена ми возрастной устойчивости к листовой ржавчине, а также сорта Pavon F (носитель гена Lr46) (McIntosh et al., 2003). В набор изучаемых образцов бы ли включены также линии ThLr10, ThLr11, ThLr52 и сорт Gatcher (гены Lr27+31), поскольку в используемых для инокуляции популяциях клоны па тогена, авирулентные к ювенильным растениям этих форм отсутствовали (Тырышкин, Курбанова, 2009а), а в поле они поражались слабее, чем сорт Тэтчер (табл. 3).

Таблица 3. Максимальное развитие листовой ржавчины на растениях почти изогенных линий Тэтчер и сортах с известными генами устойчивости Год изучения Образец 2005 2006 2007 Линии сорта Тэтчер с геном устойчивости Lr10 80 80 90 Lr11 80 80 80 Lr12 70 70 80 Lr13 60 70 70 Lr22a 70 60 70 Lr34 50 60 60 Lr35 70 70 80 Lr37 50 50 40 Lr52 30 40 30 Thatcher (Lr22b) 100 100 100 Сорта с генами устойчивости Gatcher (Lr27+31) 50 60 50 Pavon F76 (Lr10, 13, 46) 40 30 40 Флаг-листья сорта Тэтчер были максимально поражены на 100%, что указывает на неэффективность гена ThLr22b (присутствует в генотипе сорта Тэтчер (McIntosh et al., 2003) против современной популяции P. triticina.

Линии ThLr10, ThLr11, ThLr12, ThLr13, ThLr22а, ThLr34, ThLr35 и сорт Gatcher были максимально поражены на 70-80%, т.е. несмотря на то, что их флаг-листья поражены слабее, чем у сорта Тэтчер, они относятся к высоко восприимчивым формам. Линии ThLr52, ThLr37 и сорт Pavon F76 относятся к классу умерено устойчивых генотипов (табл. 3).

Таким образом, известные локализованные в хромосомах гены возрас тной устойчивости пшеницы к листовой ржавчине в настоящее время не яв ляются высокоэффективными против популяции патогена из России и вряд ли поодиночке могут представлять интерес для селекции на устойчивость к болезни. Следовательно, поиск источников возрастной устойчивости и иден тификация доноров признака является весьма актуальной задачей.

Характеристика по устойчивости к листовой ржавчине ранее идентифицированных источников резистентности яровой мягкой пшеницы Образцы яровой мягкой пшеницы Мировой коллекции Всероссийского института растениеводства им. Н.И. Вавилова неоднократно изучались по устойчивости к листовой ржавчине на искусственных и естественных инфек ционных фонах;

из более чем 20000 форм было выделено 357 источников и доноров резистентности. Мы оценили возрастную устойчивость 266 из этих образцов (подбор материала осуществлен в.н.с. отдела генетических ресур сов ВИР Е.В. Зуевым). Высокий уровень устойчивости отмечен только у форм: TR/55P 6628, Эгисар 29, Пысар 29, АНК-4, isogenic line Thatcher Lr9, isogenic line Thatcher Lr19, Stoa, Fox, Эритроспермум 609, Л 503, Л 505, Вол гоуральская, Тулайковская 5, IAS 20-lassul, Saffran, Chris и Cocoraque 75, ос тальные образцы были отнесены к классу высоко восприимчивых (пораже ние флаг-листа на 70% и выше). Из этих 17 форм 15 были устойчивы и при инокуляции патогеном проростков, т.е. они защищены генами ювенильной устойчивости (Тырышкин, Зуев, Курбанова, Колесова, 2008). Для подавляю щего большинства из них генетика устойчивости была изучена ранее и пока зано, что они имеют известные гены Lr9, Lr19 и Lr24 (Тырышкин, 2006).

Только 2 образца – Chris и Cocoraque 75, проявляющие устойчивость в фазе флаг-листа, были восприимчивы на ранних стадиях онтогенеза. Генети ческий контроль их возрастной устойчивости также уже изучен: Chris имеет гены Lr13 и Lr34, а Cocoraque 75 – Lr13, 34, 27 и 31 (McIntosh, et al., 2003).

Следовательно, сочетание генов Lr13 и Lr34, обусловливает высокий уровень возрастной устойчивости пшеницы к листовой ржавчине.

Очевидно, что главной причиной восприимчивости подавляющего большинства ранее выделенных на искусственных инфекционных фонах ис точников возрастной устойчивости является различие в генетических струк турах популяций P. triticina, используемых для инокуляции растений.

Устойчивость местных образцов мягкой пшеницы к листовой ржавчине Образцы местной пшеницы из Закавказья: Хулуго, Лагодехис Грдзелта ва, Доли Пури, Корбоули Доли, Гомборула, выделенные по неспецифической устойчивости к листовой ржавчине (Михайлова, Богуславский, 1984;

Михай лова, 2006), в нашем исследовании были высоко восприимчивы к болезни (Тырышкин, Курбанова, Зуев, 2007), что может быть объяснено 2-мя причи нами: 1. резким различием в вирулентности и/или агрессивности используе мых для инокуляции популяций патогена;

2. различиями в методах зараже ния: мы инокулировали интактные растения в поле, а в оригинальной работе заражали отрезки флаг-листьев в бензимидазоле. Ранее неоднократно показа на индукция устойчивости зерновых к листовой ржавчине под действием данного химиката (Тырышкин и др., 2005;

Тырышкин, 2007;

Тырышкин и др., 2008;

Тырышкин, Колесова, Курбанова и др., 2008).

Местный сорт Safas из Сирии, описанный как высокоустойчивый к ржавчине (Аманов, Одинцова, 1985) в нашей работе был восприимчив (Ты рышкин, Курбанова, Зуев, 2007).

Нами были отобраны 78 образцов местной пшеницы, которые по дан ным отдела генетических ресурсов пшеницы ВИР слабо поражались листо вой ржавчиной не менее чем в 2 сезона вегетации на поле Пушкинского фи лиала ВИР (данные предоставлены в.н.с. отдела генетических ресурсов ВИР Е.В. Зуевым). Все они оказались высоко восприимчивыми как при искусст венном заражении патогеном, так и на естественном инфекционном фоне (Тырышкин, Курбанова, Зуев, 2007). Очевидно, это связано либо со слабым развитием болезни в годы ранее проведенных оценок, либо с изменением ге нотипического состава популяции патогена в Северо-Западном регионе Рос сии за последние десятилетия.

Мы изучили ювенильную устойчивость к ржавчине 2022 яровых образ цов местной пшеницы из Мировой коллекции ВНИИ растениеводства им.

Н.И. Вавилова. Не было идентифицировано ни одного устойчивого образца.

При оценке этого же сортимента на возрастную устойчивость к болезни на естественном инфекционном фоне в 2005 г. 1100 образцов отнесены к классу высоко восприимчивых, 483 – умеренно восприимчивых, 397 - умеренно ус тойчивых, 42 – высокоустойчивых.

Частота форм, умеренно и высоко устойчивых к листовой ржавчине бы ла выше, чем средняя по всем изученным образцам (20,1%) только для об разцов из Северной Африки (Марокко и Египет), Ближнего Востока (Израиль и Палестина) и Центральной Азии (Казахстан, Таджикистан, Туркмения и Пакистан). Для изученных форм из Египта, Израиля, Марокко и Палестины этот показатель превышал 50% (Тырышкин, Курбанова, Зуев, 2007).

Очевидно, что сделанные ранее выводы о высокой частоте устойчивых к ржавчине форм из Индии, Китая и Закавказья вряд ли применимы к образцам местной пшеницы современной Мировой коллекции ВИР: среди 188, 109 и 199 форм из этих регионов, соответственно, частота умеренно устойчивых генотипов не отличалась от средней по 68-и странам, либо была ниже. Дан ное предположение подтверждается и тем фактом, что ни один образец из этих регионов не отнесен к классу высоко устойчивых.

Выделенные в 2005 г. на естественном инфекционном фоне умеренно устойчивые формы в 2006 г. были поражены в подавляющем большинстве случаев более чем на 50% (класс умеренно восприимчивых генотипов), и вряд ли могут рассматриваться как источники эффективных генов расоспе цифической, либо расонеспецифической устойчивости.

Из 42 высокоустойчивых форм в 2006 г. к этому классу отнесены толь ко 38 образцов, а из них в 2007 г. высоким уровнем возрастной устойчивости обладали только 24 образца из Казахстана (табл. 4).

Проверка пораженности данных образцов болезнью в 2008 г. подтвер дила их высокий уровень возрастной устойчивости. Эти формы были устой чивы к болезни и на поле Дагестанской опытной станции ВИР в 2006 и гг. (оценка проведена с.н.c. ДОС ВИР М.Э. Гашимовым).

Таблица 4. Характеристика образцов местной пшеницы, выделившихся по возрастной устойчивости к листовой ржавчине (ПФ ВИР, 2005-2008 гг.) № по Разновидность Происхождение Тип реакции на Максимальное каталогу (по каталогу ВИР) заражение развитие ржавчины, ВИР P. triticina, фаза фаза флаг-листа, % 1-2 листа Казахстан 34653 caesium 3 Казахстан 36619 caesium, ferrugineum, 3 lutescens, Казахстан 36627 caesium, ferrugineum 3 Казахстан 36684 erythrospermum, 3 ferrugineum Казахстан 36698 ferrugineum, lutescens 3 Казахстан 36699 caesium 3 Казахстан 36708 caesium, ferrugineum 3 Казахстан 36740 caesium 3 Казахстан 36744 ferrugineum 3 Казахстан 36753 ferrugineum 3 Казахстан 36758 ferrugineum, lutescens, 3 Казахстан 36760 ferrugineum 3 Казахстан 36762 caesium, ferrugineum 3 Казахстан 36778 caesium 3 Казахстан 36819 caesium 3 Казахстан 36865 caesium, ferrugineum 3 популяция Казахстан 36872 3 Казахстан 36877 caesium 3 Казахстан 37069 caesium 3 Казахстан 37071 ferrugineum 3 Казахстан 37128 caesium 3 Казахстан 37151 caesium 3 Казахстан 37159 caesium 3 Казахстан 37174 caesium, erythrospermum, 3 ferrugineum Полученные данные указывают на необходимость не менее чем 3-х лет него изучения возрастной устойчивости к ржавчине образцов мягкой пшени цы для надежного выделения высоко резистентных форм.

Теоретически, устойчивость выделенных образцов может контролиро ваться либо комбинацией известных генов, либо неизвестными генами, либо комбинацией известных и ранее не идентифицированных генов устойчиво сти.

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ УСТОЙЧИВОСТИ ОБРАЗЦОВ МЕСТНОЙ ПШЕНИЦЫ К ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЕ Несмотря на то, что выделенные по возрастной устойчивости образцы местной пшеницы из Казахстана закаталогизированны под разными номера ми в коллекции ВИР, и по данным каталога включают в себя разные разно видности, все они схожи и однородны по фенотипу (проанализировано не менее 100 растений каждого образца). На основании этого, а также общности происхождения можно было бы предположить их генетическую идентич ность. Для проверки данного предположения провели анализ электрофорети ческого спектра запасных белков семян – глиадинов. У всех форм спектр глиадинов был идентичен, что указывает на то, что образцы генетически очень близки либо идентичны (Курбанова и др., 2009).

Использование ДНК маркеров для идентификации возрастных генов устойчивости к листовой ржавчине Для идентификации генов устойчивости Lr10, Lr13 и Lr34 у выделенных нами образцов местной пшеницы мы провели ПЦР с использованием прай меров к STS и SSR локусам, по литературным данным, сцепленным с данны ми генами (Stepien et al., 2003;

Suenaga et al., 2003;

Schnurbusch et al., 2004;

Seyfarth et al., 2000). В качестве контроля использовали сорта, защищенные данными генами (McIntosh, et al., 2003), а также сорта, у которых данные ге ны отсутствуют (Тырышкин, Курбанова, 2009б).

При использовании праймеров F1.2245 к локусу, сцепленному с геном устойчивости Lr10, у образцов местной пшеницы амплифицированные фраг менты не выявлены (пример электрофореза приведен на рис. 1). Продукты амплификации отсутствовали и у сорта Mayo 54, который по литературным данным имеет этот ген устойчивости (McIntosh, et al., 2003), в то же время фрагменты ДНК размера 310 п.н. (характерно для образцов с геном Lr (Stepien et al., 2003) амплифицировались у сортов Эскада 70, Заря, Родина, Piko, Rendezvouz, у которых ген Lr10 отсутствует (Тырышкин, Курбанова, 2009б).

300 п.н.

М12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Рис. 1. Продукты амплификации с использованием праймеров F1.2245 к STS локусу, сцепленному с геном устойчивости Lr М – маркер молекулярной массы, 1 – Thatcher Lr10, 2 – Mayo 54, 3 – Mayo 52, 4 – Prospect, 5 – Rob lin, 6 – Прохоровка, 7 – Thatcher, 8 – Эскада 70, 9 – к-34653, 10 – к-36619, 11– к-36627, 12 – к 36684, 13 – к-36698, 14 – к-36699, 15 – к-36708, 16 – к-36740, 17 – к-36744, 18 – к-36753, 19 – к При использовании для ПЦР праймеров barc352 у всех образцов, вклю чая сорт Тэтчер отмечено наличие продукта амплификации с размером около 250 пар нуклеотидов, что характерно для растений, имеющих ген Lr (Schnurbusch et al., 2004) (рис. 2).

При использовании в ПЦР праймеров WMS130 к SSR локусу Xgwm130, сцепленному с этим же геном устойчивости (Suenaga et al., 2003), продукты амплификации с размером 130 п.н., характерным для линии ThLr34, выявле ны у всех образцов местной пшеницы, однако амплифицированный продукт такого размера выявлен у сортов Lerma Rojo 64, Mayo 54, Mayo 52, Эскада 70, Rendezvouz, Prospect, Doubleсrop, у которого данный ген отсутствует (Тырышкин, Курбанова, 2009б).

200 п.н.

М12 34 5 М 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 67 8 9 10 11 12 13 14 Рис. 2. Продукты амплификации с использованием праймеров barc352 к SSR локусу, сцепленному с геном устойчивости Lr М – маркер молекулярной массы, 1 – Chris, 2 – Neepawa, 3 – Thatcher Lr34, 4 – Roblin, 5 – Manitou, 6 – Pasqua, 7 – Thatcher, 8 – к-34653, 9 – к-36619, 10– к-36627, 11 – к-36684, 12 – к-36698, 13 – к 36699, 14 – к-36708, 15 – к-36740, 16 – к-36744, 17 – к-36753, 18 – к-36758, 19 – к-36760, 20 – к 36762, 21 – к-36778, 22 – к-36819, 23 – к-36865, 24 – к-36872, 25 – к-36877, 26 – к-37069, 27 – к 37071, 28 – к- Кроме того, продукты амплификации отсутствовали у сортов Chris и Roblin – носителей гена Lr34 (McIntosh et al., 2003) (пример электрофореза приведен на рис. 3).

100 п.н.

М123456 8 9 10 11 12 13 14 15 М 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Рис. 3. Продукты амплификации с использованием праймеров WMS130 к SSR локусу, сцепленно му с геном устойчивости Lr М – маркер молекулярной массы, 1 – Chris, 2 – Neepawa, 3 – Thatcher Lr34, 4 – Roblin, 5 – Manitou, 6 – Lerma Rojo 64, 7 – Thatcher, 8 – к-34653, 9 – к-36619, 10– к-36627, 11 – к-36684, 12 – к-36698, – к-36699, 14 – к-36708, 15 – к-36740, 16 – к-36744, 17 – к-36753, 18 – к-36758, 19 – к-36760, 20 – к 36762, 21 – к-36778, 22 – к-36819, 23 – к-36865, 24 – к-36872, 25 – к-36877, 26 – к-37069, 27 – к 37071, 28 – к-37128, 39 – к-37151, 30 – к- Продукты амплификации размером 120 п.н. (характерно для форм, имеющих ген Lr13 (Seyfarth et al., 2000) были обнаружены у всех образцов местной пшеницы после проведения ПЦР с праймерами GWM630 к SSR ло кусу Xgwm630. В то же время фрагменты ДНК такого размера амплифициро вались у сортов Doubleсrop, Pasqua и Заря у которых данный ген отсутствует (Тырышкин, Курбанова, 2009б) и, наоборот, у носителей данного гена сортов Neepawa и Lerma Rojo 64 не обнаружено продуктов амплификации (рис. 4).

Полученные данные указывают на невозможность использования изу чаемых в данной работе ДНК маркеров для надежной идентификации генов устойчивости у образцов пшеницы: специфические продукты амплификации выявляются у образцов, у которых отсутствует конкретный ген устойчиво сти, и, наоборот, в ряде случаев маркеры отсутствуют у форм пшеницы, для которых наличие гена устойчивости показано классическим методами.

100 п.н.

М М 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 12 3 45 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Рис. 4. Продукты амплификации с использованием праймеров GWM630 к SSR локусу Xgwm630, сцепленному с геном устойчивости Lr М – маркер молекулярной массы, 1 – Thatcher Lr13, 2 – Chris, 3 – Neepawa, 4 – Lerma Rojo 64, 5 – Roblin, 6 – Manitou, 7 – Thatcher, 8 – Doubleсrop, 9 – Заря, 10 – к-34653, 11 – к-36619, 12– к-36627, 13 – к-36684, 14 – к-36698, 15 – к-36699, 16 – к-36708, 17 – к-36740, 18 – к-36744, 19 – к-36753, 20 – к-36758, 21 – к-36760, 22 – к-36762, 23 – к-36778, 24 – к-36819, 25 – к-36865, 26 – к-36872 27 – к 36877, 28 – к-37069, 29 – к-37071, 30 – к-37128, 31 – к-37151, 32 – к- Идентичный спектр продуктов амплификации после ПЦР у всех 24 изу чаемых образцов местной пшеницы из Казахстана подтверждает ранее сде ланное предположение об их генетической близости либо идентичности.

Использование фитопатологического теста для изучения генетического контроля устойчивости к ржавчине образцов местной пшеницы Фитопатологический тест или метод тест-клонов широко используется для постуляции генов устойчивости пшеницы к листовой ржавчине (Reddy, Rao, 1980;

Kaur et al., 2000;

Kolmer, Liu, 2002;

Kolmer, 2003). Мы заразили отрезки листьев и интактные растения изогенных линий серии Тэтчер с гена ми устойчивости Lr10, Lr11, Lr12, Lr13, Lr34, Lr52 и сорта Gatcher (Lr27+31) и Pavon F76 (Lr46+10+13) 30-ю случайно выбранными монопустульными изолятами P. triticina;

все они оказались вирулентными к данным образцам.

При инкубации зараженных отрезков листьев этих образцов в бензими дазоле с концентрацией 100 мг/л при температуре 25°С все формы были ус тойчивы к отдельным клонам патогена (табл. 5) (Тырышкин, Курбанова, 2009а). Можно предположить, что в таких условиях происходит индукция экспрессии «главных» генов возрастной устойчивости пшеницы к болезни, либо каких-то других генетических факторов, присутствующих в геномах изучаемых форм. Для проверки данного предположения были дополнительно выделены авирулентные к конкретным линиям изоляты P. triticina, которые использовали для инокуляции отрезков листьев сортов яровой пшеницы, имеющих вышеперечисленные гены устойчивости (McIntosh et al., 2003).

Во всех случаях, авирулентные на изогенной линии с конкретным геном устойчивости изоляты были авирулентны и к сортам, носителям этого гена (Тыршкин, Курбанова, 2009а).

Строгая специфичность взаимодействия клонов патогена с носителями конкретных генов позволяет рекомендовать разработанный метод инокуляции отрезков листьев при повышенной концентрации бензимидазола и повышен ной температуре для быстрой постуляции отсутствия/присутствия генов воз растной устойчивости у восприимчивых в проростковой стадии образцов пшеницы. Мы применили данный подход для определения генов устойчиво сти высокоустойчивых к ржавчине образцов местной пшеницы.

Таблица 5. Типы реакции отрезков листьев образцов пшеницы с Lr генами на инокуляцию моноспоровыми изолятами P. triticina (конц. бензимидазола 100 мг/л, температура 25°С) Тип реакции на носителе гена Lr Изолят Lr10 Lr11 Lr12 Lr13 Lr27+31 Lr34 Lr46 Lr 1 3 0 3 3 0 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 0 4 3 3 0 0 3 3 0 5 3 3 3 3 0 3 3 6 3 3 3 3 3 3 0 7 3 3 3 3 3 3 0 8 0 0 3 3 3 3 0 9 3 3 3 3 0 3 3 10 3 3 3 3 3 0;

3 11 0 3 3 3 3 0;

0 Отрезки листьев всех 24 форм были восприимчивы к отдельным изоля там P. triticina, авирулентным к линиям и сортам с генами устойчивости Lr10, Lr11, Lr12, Lr27+31, Lr34, Lr46 и Lr52, что доказывает отсутствие у изу чаемых форм аллелей устойчивости, присутствующим у изогенных линий се рии Тэичер и сортов Gatcher и Pavon.

В то же время все они проявили устойчивый тип реакции 0 на заражение 7-ю изолятами, авирулентными к линии с геном Lr13, что указывает на нали чие данного гена у образцов местной пшеницы. Следует отметить, что ус тойчивость изучаемых образцов не может контролироваться только этим геном, поскольку все они поражаются листовой ржавчиной в полевых ус ловиях значительно слабее, чем линия ThLr13.

Гибридологический анализ устойчивости образцов местной пшеницы к листовой ржавчине Для изучения характера наследования устойчивости скрестили 11 выде ленных образцов местной пшеницы устойчивых к листовой ржавчине с вос приимчивым сортом Ленинградка. Растения F1 от скрещивания устойчивых образцов с восприимчивым сортом Ленинградка в 2007 г. были восприимчи вы к листовой ржавчине, что доказывает рецессивный характер наследования признака высокого уровня возрастной устойчивости у изучаемых форм.

В 2008 г на инфекционном фоне изучили расщепление по устойчивости в F2 от скрещивания с тестером восприимчивости (табл. 6). Ни для одной комбинации скрещивания, полученные данные не соответствовали теорети чески ожидаемым при моногенном контроле устойчивости.

Полученные расщепления для всех гибридных комбинаций не противо речили теоретически ожидаемому при контроле признака 2-мя комплемен тарными генами устойчивости (теоретическое расщепление 1R : 15S). В то же время ни для одного образца нельзя отбросить гипотезу о наличии 3-х комплементарных генов (теоретические расщепления 9R : 55S при наличии 2-х доминантных и рецессивного гена и 3R: 61S при одном доминантном и 2-х рецессивных генах) (табл. 6).

Таблица 6. Расщепление в F2 от скрещивания устойчивых к листовой ржавчине образцов с восприимчивым сортом Ленинградка Соотношение R : S* Образец P фактическое ожидаемое к-36619 0,50 – 0, 7 : 75 1 : 15 0, 0,10 – 0, 9 : 55 2, 0,05 – 0, 3 : 61 2, к-36627 0,25 – 0, 4 : 97 1 : 15 0, 0,50 – 0, 3 : 61 0, к-36684 0,25 – 0, 9 : 102 1 : 15 0, 0,05 – 0, 9 : 55 3, 0,05 – 0, 3 : 61 2, к-36708 0,25 – 0, 8 : 89 1 : 15 0, 0,05 – 0, 9 : 55 2, 0,05 – 0, 3 : 61 2, к-36758 0,25 – 0, 3 : 81 1 : 15 1, 0,50 – 0, 3 : 61 0, к-36762 0,25 – 0, 3 : 75 1 : 15 0, 0,50 – 0, 3 : 61 0, к-36778 0,25 – 0, 9 : 94 1 : 15 1, 0,10 – 0, 9 : 55 2, 0,05 – 0, 3 : 61 3, к-36865 0,10 – 0, 11 : 101 1 : 15 2, 0,10 – 0, 9 : 55 1, к-36872 0,10 – 0, 10 : 98 1 : 15 1, 0,10 – 0, 9 : 55 2, к-37128 0,10 – 0, 11 : 104 1 : 15 2, 0,10 – 0, 9 : 55 1, к-37159 0,25 – 0, 3 : 99 1 : 15 1, 0,25 – 0, 3 : 61 0, *Здесь и далее: R - устойчивые, S – восприимчивые растения В F2 от скрещивания образца к-36627 с остальными 10-ю формами от сутствовали восприимчивые растения, что указывает на наличие у них общих генов устойчивости и, кроме того, доказывает невозможность контроля ус тойчивости 1 рецессивным и 2-мя доминантными генами с комплементарным взаимодействием у образцов кк-36619, 36684, 36708, 36778, 36865, 36872 и 37128;

в противном случае в гибридных комбинациях мы должны бы были наблюдать высоко восприимчивые растения (теоретическое расщепление 199R 825S в случае наличия у образца к-36627 двух комплементарных ре цессивных генов устойчивости и 741R : 3355S, если его устойчивость кон тролируется 3-мя комплементарными генами, из которых один доминантный, а 2 рецессивных).

Поскольку по результатам анализа расщепления гибридных комбинаций F2 от скрещивания образцов кк-36865, 36872 и 37128 с восприимчивым сор том они могли иметь либо 2 комплементарных рецессивных гена, либо комплементарных гена (1 рецессивный и 2 доминантных) (табл. 6), а по ре зультатам анализа расщепления в комбинациях скрещивания с образцом к-36627 последняя гипотеза не подтверждается, то, очевидно, возрастная ус тойчивость к ржавчине этих 3-х образцов детерминирована двумя компле ментарными рецессивными генами.

Отсутствие расщепления в комбинациях скрещивания к-36865 к 36627, к-36872 к-36627 и к-36627 к-37128 также указывает на то, что ус тойчивость образца к-36627 не может контролироваться комплементарными доминантным и 2-мя рецессивными генами (теоретическое расщепление 99R : 915S), таким образом, резистентность и этого образца обусловлена экспрес сией 2-х комплементарных рецессивных генов.

Отмеченное выше отсутствие восприимчивых растений в F2 от скрещи вания образца к-36627 с остальными вовлеченными в гибридологический анализ образцами доказывает, что каждый из них имеет по 2 комплементар ных рецессивных гена устойчивости взрослых растений к листовой ржавчи не, причем эти гены у всех 11 изученных форм идентичны.

По результатам модифицированного фитопатологического теста у всех выделенных форм присутствует ген Lr13.

Для подтверждения этого проанализировали расщепление по устойчи вости к листовой ржавчине в F2 от скрещивания 5 образцов с линией ThLr13.

Расщепление по устойчивости соответствовало теоретически ожидаемому при моногенном рецессивном наследовании (табл. 7).

Таблица 7. Расщепление в F2 от скрещивания устойчивых к листовой ржавчине образцов с почти изогенной линией Тэтчер с геном устойчивости Lr Соотношение R : S* Образец P фактическое ожидаемое к-36619 0,50 – 0, 22 : 73 1:3 0, к-36627 0,25 – 0, 19 : 75 1:3 1, к-36708 0,25 – 0, 29 : 69 1:3 1, к-36762 0,75 – 0, 27 : 85 1:3 0, к-36872 0,25 – 0, 31 : 74 1:3 1, Таким образом, высокий уровень возрастной устойчивости к листовой ржавчине у всех 11 изученных образцов местной пшеницы из Казахстана контролируется 2-мя рецессивными комплементарными генами, один из ко торых известный ген Lr13.

ВЫВОДЫ 1. Впервые с помощью анализа репрезентативной выборки монопустульных изолятов P. triticina доказана сезонная динамика генетической структуры популяций патогена, паразитирующей на одном генотипе хозяина. Это указывает на то, что для создания инфекционного фона, при выделении высоко устойчивых форм необходимы сборы возбудителя листовой ржавчины несколько раз за сезон вегетации хозяина.

2. Гены возрастной устойчивости мягкой пшеницы к листовой ржавчине Lr12, Lr13 и Lr34 не являются высоко эффективными против популяций P. triticina из Северо-Западного региона и Северного Кавказа.

3. Среди 272 изученных образцов, которые устойчивы к листовой ржавчине по литературным данным, возрастной устойчивостью характеризуются только сорта Chris и Cocoraque 75 (сочетание генов Lr13 и Lr34).

4. В результате изучения 2100 образцов местной пшеницы из 68 стран вы делены 24 формы из Казахстана, высоко устойчивые к листовой ржавчи не в фазе флаг-листа.

5. По результатам анализа электрофоретического cпектра глиадинов и ДНК маркеров F1.2245, Xgwm630, Xgwm130 и Xbarc352 а также модифициро ванного фитопатологического теста 24 устойчивых к листовой ржавчине формы из Казахстана генетически близки либо идентичны.

6. Выявлено, что ДНК маркеры F1.2245, Xgwm630, Xgwm130 и Xbarc352 не позволяют надежно идентифицировать образцы пшеницы, имеющие гены возрастной устойчивости Lr10, Lr13 и Lr34.

7. Впервые описана специфическая индукция экспрессии генов устойчиво сти Lr10, Lr11, Lr12, Lr13, Lr27+31, Lr34, Lr46 и Lr52 под действием ком бинаций абиотических факторов (бензимидазол, температура). Это явле ние может быть использовано для быстрой идентификации данных генов у образцов пшеницы.

8. По результатам гибридологического анализа возрастная устойчивость к ржавчине 11 образцов местной пшеницы из Казахстана контролируется 2 мя комплементарными рецессивными генами, один из которых – Lr13.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ При изучении генетической структуры популяции возбудителя листовой 1.

ржавчины пшеницы по признаку вирулентности, а также сходства раз личных выборок клонов необходим анализ более 50 монопустульных изолятов P. triticina в каждой популяции.

С целью создания инфекционного фона для изучения устойчивости пше 2.

ницы к листовой ржавчине следует собирать инокулюм несколько раз за сезон вегетации хозяина.

Для селекции на возрастную устойчивость рекомендуются выделенные 3.

образцы местной пшеницы из Казахстана (кк-36619, 36627, 36684, 36708, 36758, 36762, 36778, 36685, 36872, 37128, 37159), имеющие два компле ментарных рецессивных гена устойчивости.

Метод заражения монопустульными изолятами P. triticina отрезков ли 4.

стьев, помещенных в бензимидазол (100 мг/л) при температуре 25С, мо жет быть использован для идентификации генов возрастной устойчивости к листовой ржавчине у образцов пшеницы.

CПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Курбанова П.М. Устойчивость староместных образцов мягкой пшеницы к листовой ржавчине / П.М. Курбанова, Е.В. Зуев, Л.Г. Тырышкин // Тези сы докладов II Вавиловской международной конф. СПб. 2007. С.514 515.

2. Курбанова П.М. Изменчивость структуры популяций Puccinia recondita f.

sp. tritici в течение сезона вегетации хозяина / Л.Г. Тырышкин, П.М. Кур банова, М.А. Колесова // Тезисы докладов межд. конф. 12-16 мая г. Санкт-Петербург-Пушкин. 2008. С.100-102.

3. Курбанова П.М. Устойчивость староместных образцов мягкой пшеницы Triticum aestivum L. к листовой ржавчине / Л.Г. Тырышкин, П.М. Курба нова, Е.В Зуев // Известия Санкт-Петербургского аграрного универси тета. 2007. № 6. С.58-62.

4. Курбанова П.М. Лабильность генетической структуры популяций возбу дителя листовой ржавчины пшеницы в течение сезона вегетации хозяина // Известия Санкт-Петербургского аграрного университета. 2008. № 10. С.35-37.

5. Курбанова П.М. Устойчивость к листовой ржавчине известных источни ков резистентности яровой мягкой пшеницы / Л.Г. Тырышкин, Е.В. Зуев, П.М. Курбанова, М.А. Колесова // Защита растений и карантин. 2008.

№6. С.39.

6. Курбанова П.М. Генотипзависимая индукция устойчивости злаков к лис товой ржавчине под действием бензимидазола / Л.Г. Тырышкин, М.А.

Колесова, П.М. Курбанова, К.У. Куркиев, И.Г. Саруханов // Вестник РАСХН. 2008. №6. С.61-63.

7. Курбанова П.М. Индукция экспрессии генов устойчивости взрослых рас тений к листовой ржавчине у проростков пшеницы / Л.Г. Тырышкин, П.М. Курбанова // Микология и фитопатология. 2009а. Т.43. Вып.1.

С.75-80.

8. Курбанова П.М. Возможность использования молекулярных маркеров F1.2245, Gwm630, Xgwm130 и Xbarc352 для идентификации генов устой чивости мягкой пшеницы к листовой ржавчине / Л.Г. Тырышкин, П.М.

Курбанова // Известия Санкт-Петербургского аграрного университета.

2009б. №15. С.34- 9. Курбанова П.М. Характеристика староместных образцов пшеницы, ус тойчивых к листовой ржавчине, по спектру глиадинов и SSR-маркерам / П.М. Курбанова, Л.Г. Тырышкин, Н.К. Губарева // Материалы Всерос сийской научно-практической конф. мол. ученых. Казань. 2009.

С.106-108.

10. Курбанова П.М. Генетическая структура популяций возбудителя листо вой ржавчины пшеницы Puccinia recondita Erikss. по признаку вирулент ности: изменчивость в течение сезона вегетации хозяина / Л.Г.Тырышкин, М.А. Колесова, П.М. Курбанова, М.Э. Гашимов // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009. Т. 166. С. 278-285.

11. Курбанова П.М. Генетическая характеристика эффективной возрастной устойчивости к листовой ржавчине образцов местной пшеницы из Казах стана / П.М. Курбанова, Л.Г. Тырышкин // Известия Санкт Петербургского аграрного университета. 2010. № 18. С. 100-103.

12. Kurbanova P.M. Genetics of adult leaf rust resistance in wheat local samples from VIR collection / L.G. Tyryshkin, P.M. Kurbanova //12th International Cereal Rusts and Powdery Mildews Conference.

Abstract

book. October 13-16, 2009. Antalya-Turkey. P. 106.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.