Генетические основы устойчивости линий и сортов озимой мягкой пшеницы к возбудителю бурой листовой ржавчины
Характеристика дана по материалам изучения этих сортов в отделе фитопатологии и энтомологии СГИ.
Генетическую основу устойчивости к возбудителю бурой листовой ржавчины изучали классическим методом гибридологического анализа, описанного Лобашевым М.Е. и Тоцким В.Н. в учебниках генетики [Лобашев, 1963; Тоцький, 1998].
В работе по организации и проведении исследований руководствовались методиками, описанными в сборнике «Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах-членах СЭВ» [Бабаянц и др., 1988].
От скрещивания сортов Bayden, Tomo, Welton и линий 5/37-91 и 2-3/99 с сортом Одесская полукарликовая получили семена F1, F2 и F1BC1. Растения гибридов и их родителей выращивали в вазонах в теплице отдела фитопатологии и энтомологии СГИ. Отрезок первого листочка каждого растения помещали в растильни на фильтровальную бумагу, смоченную 0,04% раствором бензимидазола. Их инокулировали с помощью микробиологической петли суспензией уредоспор рас 2 (изолят 2), 77 (изолят 29), 77 (изолят15), 144 (изолят 97) возбудителя бурой листовой ржавчины.
На Юге Украины расы 77 и 144 являются доминирующими.
Первая из них авирулентна к носителям генов Lr9, Lr19, Lr43, вторая – к Lr2a, Lr9, Lr19, Lr43. После инокуляции, растильни помещали в инкубационную камеру на 24 часа без освещения с температурой 18-20 градусов. Далее растильни переносили в светоустановку, имеющую освещенность 4000 люкс. Освещали круглосуточно при температуре 18-20 градусов. После полного проявления уредопустул на отрезках листьев, проводили учет типов реакций на инфекцию патогена в баллах, характеризующих устойчивость (R) и восприимчивость (S). Их устанавливали по модифицированной шкале Майнса и Джексона. (Рис.1). По этой шкале баллы 0,0; 1,2 и Х - характеризовали устойчивость, 3, 4 и Х+ - восприимчивость. Оценивали растения F1 в сравнении с родительскими формами гибридов, а в F2 и F1BC1 устанавливали характер расщепления по соотношению устойчивых и восприимчивых растений.
Устойчивость взрослых растений (фаза молочно-восковой зрелости) оценивали по интегрированной шкале оценок устойчивости зерновых колосовых культур к возбудителям листовых форм ржавчины (Табл. 1).
Достоверность соответствия фактического расщепления теоретически ожидаемому, устанавливали по показателю χ2, который определяли по формуле:
χ2 = .
По этой формуле d – отклонение полученных данных от теоретически ожидаемых для каждого класса; q – теоретически ожидаемые величины [Рокицкий, 1979].
Таблица 1
Интегрированная шкала оценок устойчивости зерновых колосовых культур к PucciniareconditaRobexDesmf. sp. tritici, Pucciniadispersa, Pucciniahordei, Pucciniacoronifera.
Балл |
Характер проявления болезни |
Степень устойчивости, восприимчивости |
9 |
Признаки болезни отсутствуют |
Очень высокая и высокая устойчивость |
8 |
На листьях одиночные хлорозные и некрозные пятна возможно с очень мелкими уредопустулами и интенсивностью до 5% | |
7 6 |
Мелкие и средние уредопустулы, возможно в хлорозных и некрозных пятнах, интенсивностью до 10% |
Устойчивость |
6 |
Мелкие и средние уредопустулы, возможно в хлорозных и некрозных пятнах, интенсивностью до 15% | |
5 |
Интенсивность уредопустул до 25%, возможно со слабым хлорозом и некрозом |
Слабая восприимчивость |
4 |
Средние, крупные уредопустулы интенсивностью до 40%, возможно со слабым хлорозом |
Восприимчивость |
3 |
Интенсивность уредопустул до 65% | |
2 |
Крупные сливающиеся уредопустулы интенсивностью до 90% |
Высокая и очень высокая восприимчивость |
1 |
Крупные сливающиеся уредопустулы интенсивностью 100% |
2.2. Результаты исследований и их обсуждение
Сорта Bayden, Tomo, Welton, линия 5/37-91 в ювенильной фазе ко всем тестируемым расам Puccinia recondita f. sp. tritici проявили устойчивость. Линия 2-3/99 в этой фазе развития растений проявила устойчивость к расам 2 (изолят 2) и 77 (изолят 15), восприимчивость к расам 144 (изолят 97) и 77 (изолят 15) (Табл.2). Однако сорта и линии в фазе молочно-восковой спелости ко всем расам патогена проявили различную степень устойчивости (Табл.3). В то же время моногенные линии и сорта с генами Lr1, Lr2b, Lr2c, Lr3a, Lr3bg, Lr3ka, Lr10, Lr11, Lr12, Lr13, Lr14a, Lr14b, Lr16, Lr17, Lr18, Lr20, Lr21, Lr22, Lr23, Lr25, Lr29, Lr30, Lr32, Lr34 проявили восприимчивость; линия с геном Lr19 была устойчива к расам 2 (изолят 2) и 77 (изолят 29), восприимчива к расам 144 (изолят 97) и 77 (изолят 15). Это указывает на то, что гены сортов Bayden Tomo, Welton и линии 5/37-91 неидентичны выше перечисленным Lr генам.
Линии Webster/6Tc с геном Lr2a, Tc6 / Agent с Lr24 и сорт Кавказ с Lr26 восприимчивы к расе 77 (изолят 15), в то время как сорта Bayden, Tomo, Welton, и линия 5/37-91 (табл. 1) к ним устойчивы. Это указывает на то, что гены этих сортов и линий неидентичны генам Lr2a, Lr24 и Lr26.
Сорт Transfer с геном Lr9, линия Tc6 / Kenya W 1483 c геном Lr15 к расе 77 (изолят 15) восприимчивы, а Welton, Tomo, Bayden и линия 5/37-91 к ней устойчивы. Это значит, что гены Bayden, Tomo, Welton и линии 5/37-91 неидентичны генам Lr9 и Lr15.
Линия Tc 7/ Agatha с геном Lr19 восприимчива к расам 144 (изолят 97) и 77 (изолят 15), а сорта Bayden Welton , Tomo и линия 5/37-91 к ним устойчивы. Следовательно, их гены неидентичны гену Lr 19. В то же время одинаковые показатели оценок устойчивости моногенной линии с геном Lr 19 и линии 2-3/99, указывает на то, что Lr-гены этих линий идентичны.
Сорт Rendezvous с геном Lr37 восприимчив к расам 144 (изолят 97) и 77 (изолят 29), а сорта Welton Tomo , Bayden и линия 5/37-91 к ним устойчивы. Значит их гены неидентичны гену Lr37.