РЕФЕРАТ

Дипломная работа изложена на 54 страницах машинописного текста, включает 7 таблиц, 1 рисунок. Список литературы включает 75 работ, из них 48 зарубежных авторов.

Цель дипломной работы – установить генетическую основу устойчивости озимой мягкой пшеницы сортов Bayden, Tomo, Welton, и линий 5/37-91 и 2-3/99 к Puccinia recondita Rob ex Desm f. sp. tritici.

Объект исследований – генетическая детерминация иммунитета растений к инфекциям.

Предмет исследований – гены, обусловливающие устойчивость растений озимой мягкой пшеницы к бурой листовой ржавчине. Исследования проводились в филиале кафедры генетики и молекулярной биологии Южного биотехнологического центра в растениеводстве УААН и МОН Украины, и в отделе фитопатологии и энтомологии Селекционно-генетического института УААН (г. Одесса).

Изучали устойчивость сортов Bayden, Tomo, Welton, и линий 5/37-91 и 2-3/99 к патогену, руководствуясь общепринятыми методиками. Проводили гибридизацию, скрещивали изучаемые сорта и линии с сортами, не имеющими генов устойчивости; получали семена F1, F2, F1ВС1.

Генетическую основу устойчивости к возбудителю бурой листовой ржавчины изучали классическим методом гибридологического анализа. Устанавливали количество генов, их идентичность проверяли, используя тестирующие расы патогена.

Проведенные исследования позволили установить, что сорта Bayden, Tomo, Welton и линии 5/37-91 и 2-3/99 обладают устойчивостью к возбудителю бурой листовой ржавчины. Эти сорта можно использовать в селекции пшеницы как доноры эффективных Lr-генов.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Обзор литературы

1.1.Общие сведения о бурой листовой ржавчине

1.1.1. Цикл развития бурой листовой ржавчины

1.2. Специализация и расовый состав

1.3. Генетические основы устойчивости пшеницы к фитопатогенам

1.3.1. Гипотеза Флор «ген на ген

1.3.2. Генетические концепции взаимоотношений

растений-хозяев и паразитов

1.3.3. Гены устойчивости и типы их взаимодействий

1.3.4. Генетические основы типов устойчивости к фитопатогенам

1.3.5. Lr-гены устойчивости к возбудителю бурой листовой ржавчины

1.4. Селекция на устойчивость к фитопатогенам

2. Собственные исследования

2.1. Материалы и методика

2.2. Результаты исследований и их обсуждение

Заключение

Выводы

Используемая литература

ВВЕДЕНИЕ

Инфекционные болезни растений пшеницы – главная причина снижения урожайности зерна и ухудшения его качества. Одним из распространенных и вредоносных заболеваний этой культуры является бурая листовая ржавчина, вызываемая базидиальным грибом Puccinia recondita Rob ex Desm f. sp. tritici [Гешеле, 1978]. В Украине эпифитотия этого заболевания наблюдается не менее 2-3 раз в каждые 5 лет [Бабаянц, 1990]. При развитии сильной эпифитотии недоборы урожая зерна в результате поражения растений этой болезнью могут достигать 40-50% [Пересыпкин, 1979].

В борьбе с бурой листовой ржавчиной применяются методы интегрированной защиты, среди которых создание и возделывание устойчивых сортов пшеницы является основным [Бабаянц, 1988]. К сожалению, устойчивость со временем теряется. Это связано с тем, что у патогена в результате половой гибридизации и других парасексуальных процессов появляются вирулентные биотипы и расы, способные преодолевать эту устойчивость.

Количество эффективных Lr-генов устойчивости к возбудителю бурой листовой ржавчины с каждым годом сокращается [Бабаянц, 1990; Трасковецька, 1998]. Необходим постоянный поиск таких генов. Он является актуальным и значимым для селекции.

Источниками эффективных Lr-генов являются сородичи пшеницы – дикие и культурные виды злаков [Животков, 1993]. Во многих странах, в т.ч. Украине, ведется селекционная работа по интрогрессии в пшеницу таких Lr-генов в результате межвидовой гибридизации. Созданные линии и формы пшеницы являются исходным селекционным материалом и используются в дальнейшем в качестве доноров устойчивости. Как доноры устойчивости могут использоваться и уже созданные сорта, как в Украине, так и в других странах.

Для обоснованного использования в селекции доноров устойчивости необходима информация об их основных признаках и свойствах. Прежде всего, важны сведения об их генетической основе устойчивости – генах устойчивости, их действии, взаимодействии, экспрессии, эффективности к наиболее распространенным и агрессивным расам патогена.

В отделе фитопатологии и энтомологии Селекционно-генетического института (СГИ) проводится изучение сортов пшеницы различных стран с целью выделения из них высокоустойчивых к возбудителям различных заболеваний, в т.ч. бурой листовой ржавчины. В последние годы выделены устойчивые, происходящие из различных стран сорта.

Целью настоящей работы является установить генетическую основу устойчивости сортов Bayden, Tomo, Welton (Англия) и линий 5/37-91 и 2-3/99 (СГИ) к возбудителю бурой листовой ржавчины.

Для достижения поставленной цели, задачами исследований являются:

1. Провести фитооценку устойчивости сортов к вирулентным и наиболее агрессивным расам патогена

2. Провести гибридизацию и получить семена F1, F2 и F1BC1 для гибридологического анализа.

3. По результатам фитооценок провести гибридологический анализ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общие сведения о бурой листовой ржавчине

Царство: Fungi

Класс: Teliomycetes

Порядок: Uredinales

Семейство: Pucciniaceae

Род: Puccinia

Вид: Puccinia recondita

Forma: sp. tritici

Бурая листовая ржавчина – очень распространенное и вредоносное заболевание пшеницы во многих районах Украины. Частые эпифитотии ее бывают в Лесостепи и Полесье Украины и на орошаемых землях.

Проявляется главным образом на листьях, реже на листовых влагалищах и очень редко на стеблях. Сначала преимущественно на верхней стороне листьев появляются рассеянно (иногда кольцеобразно) ржаво-бурые более или менее овальные урединии длиной 1 – 2 и шириной 0,5 мм. Они прикрыты эпидермисом, который вскоре разрывается, обнажая большое количество уредоспор. При сильном поражении растений урединиями покрывается почти вся листовая пластинка, и тогда листья скручиваются и быстро усыхают. На растениях сортов с повышенной чувствительностью к патогену вокруг урединий образуются хлоротические и нехлоротические пятна. Через10 – 15 дней после появления урединий преимущественно на нижней стороне листовой пластинки образуются слегка удлиненные черные телии с телиоспорами, прикрытые эпидермисом.

Возбудитель болезни – двудомный гриб Puccinia reconditа f. sp. tritici Rob ex Desm. Его уредоспоры шаровидные или эллипсоидальные, 17 – 29 х 16 – 24 мкм, с желто-оранжевым содержимым. Оболочка уредоспор желто-бурая, густо покрытая маленькими шипиками с узкими проростковыми порами.

Телиоспоры двуклеточные, темно-коричневые, в массе черные, булавовидные, 32 – 49 х 14 – 22 мкм, на вершине их оболочка более темная.