phytosanitaryФитосанитария. Карантин растенийPlant Health and Quarantine2782-327X10.69536/FKR.2025.18.13.002phytosanitary-211Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И ГЕНЕТИКАBREEDING AND GENETICSЮвенильная устойчивость пшеницы к листостебельным болезням в ПоволжьеSeedling resistance of wheat to leaf diseases in the Volga region (Russia)БарановаО. А.BaranovaO. A.

Баранова Ольга Александровна, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник ВИЗР

г. Пушкин, г. Санкт-Петербург

Olga Baranova, PhD in Biology, Leading Researcher

St. Petersburg, 196608

baranova_oa@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9577-8816РасторгуеваТ. Р.RastorguevaT. R.

Расторгуева Таисия Руслановна, студентка 2-го курса магистратуры биологического факультета СПбГУ, лаборант-исследователь

г. Санкт-Петербург, 196608

г. Санкт-Петербург, 199034

Taisia Rastorgueva, 2nd-year Master's student, Faculty of Biology; laboratory assistant – researcher

St. Petersburg, 196608

Saint Petersburg, 199034

rastorguevataya@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9577-8816КоваленкоН. М.KovalenkoN. M.

Коваленко Надежда Михайловна, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

г. Санкт-Петербург, 196608

Nadezhda Kovalenko, PhD in Biology, Leading Researcher

St. Petersburg, 196608

nadyakov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3383-2973МироненкоН. В.MironenkoN. V.

Мироненко Нина Васильевна, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник

г. Санкт-Петербург, Россия, 196608

Nina Mironenko, Advanced Doctor of Biology, Leading Researcher

St. Petersburg, 196608

nina2601mir@mail.ruФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений» (ВИЗР)РоссияAll-Russian Institute of Plant Protection (VIZR)Russian FederationФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений» (ВИЗР); Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ)РоссияAll-Russian Institute of Plant Protection (VIZR); Saint Petersburg State University (SPbSU)Russian Federation202524112025041422Copyright © Баранова О.А., Расторгуева Т.Р., Коваленко Н.М., Мироненко Н.В., 20252025Баранова О.А., Расторгуева Т.Р., Коваленко Н.М., Мироненко Н.В.Baranova O.A., Rastorgueva T.R., Kovalenko N.M., Mironenko N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://phytosanitary.vniikr.ru/jour/article/view/211

Пшеница (Triticum aestivum L.) является одной из наиболее важных для человека зерновых культур. В России основные зернопроизводящие регионы – это Западная Сибирь, Краснодарский край и Поволжье. Значительному снижению урожая пшеницы способствуют заболевания, вызываемые грибными патогенами, такими как стеблевая ржавчина (возбудитель Puccinia graminis f. sp. tritici) и желтая пятнистость (возбудитель Pyrenophora tritici-repentis). В работе проведена оценка ювенильной устойчивости в лабораторных условиях 92 яровых сортов мягкой пшеницы, возделываемых на территории Поволжья, к двум популяциям P. graminis f. sp. tritici (челябинской популяции гриба 2024 года и чувашской популяции 2025 года) и двум популяциям Pyrenophora tritici-repentis (тамбовской популяции патогена 2024 года и пензенской популяции 2025 года), а также идентификация генов устойчивости к стеблевой ржавчине (Sr24, Sr25, Sr26, Sr28, Sr31, Sr36, Sr38, Sr57, Sr1A1R) и доминантной аллели гена восприимчивости к желтой пятнистости Tsn1 с помощью молекулярных маркеров. Показано, что к челябинской популяции стеблевой ржавчины были устойчивы 26 сортов (28,2%), к чувашской популяции гриба – 50 сортов (54,3%). К обеим популяциям возбудителя стеблевой ржавчины был устойчив 21 сорт (22,8%). К тамбовской популяции желтой пятнистости умеренно устойчивы 15,2% и устойчивы 2,2% сортов, к пензенской популяции гриба умеренно устойчивы 34,7% и устойчивы 47,8% сортов. К обеим популяциям возбудителя желтой пятнистости умеренно устойчивы 11 сортов (11,9%), устойчивы два сорта – Экада 253 и Скирда, что составило 2,1% от общего количества сортов. В сортах идентифицированы гены: Sr31, Sr24, Sr25, Sr28, Sr38, Sr57, Sr1A1R, Tsn1. Выделены перспективные сорта с групповой устойчивостью: 100 лет ТАССР (Sr31, Tsn1), Канюк (Sr24+Sr1A1R, tsn1), Экада 253 (Sr31, tsn1) и Экада 258 (Sr31, tsn1).

Wheat (Triticum aestivum L.) is one of the most important grain crops for humans. In Russia, the main grain-producing regions are Western Siberia, Krasnodar Krai, and the Volga region. Diseases caused by fungal pathogens, such as stem rust (caused by Puccinia graminis f. sp. tritici) and tan spot (caused by Pyrenophora tritici-repentis), significantly reduce wheat yields. This study assessed the seedling resistance of 92 spring bread wheat cultivars grown in the Volga region to two populations of P. graminis f. sp. tritici (Chelyabinsk population of the fungus of 2024 and Chuvashia population of 2025) and two populations of Pyrenophora tritici-repentis (Tambov population of 2024 and Penza population of 2025) under laboratory conditions. Also, the identification of genes for resistance to stem rust (Sr24, Sr25, Sr26, Sr28, Sr31, Sr36, Sr38, Sr57, Sr1A1R) and the dominant allele of the gene for susceptibility to tan spot - Tsn1 were carried out using molecular markers. It was shown that 26 cultivars (28.2%) were resistant to the Chelyabinsk population of stem rust, and 50 cultivars (54.3%) to the Chuvashia population of the fungus. A total of 21 cultivars (22.8%) were resistant to both populations of the stem rust. 15.2% of cultivars were moderately resistant to the Tambov population of tan spot, while 2.2% of cultivars were resistant. 34.7% of cultivars were moderately resistant to the Penza population of the fungus, while 47.8% of cultivars were resistant. Eleven cultivars (11.9%) were moderately resistant to both populations of the tan spot, while 2 cultivars, Ekada 253 and Skirda, were resistant, which accounted for 2.1% of the total number of cultivars. The following genes were identified in the cultivars: Sr31, Sr24, Sr25, Sr28, Sr38, Sr57, Sr1A1R, and Tsn1. Promising cultivars with group resistance were identified: 100 years of TASSR (Sr31, Tsn1), Kanyuk (Sr24+Sr1A1R, tsn1), Ekada 253 (Sr31, tsn1) and Ekada 258 (Sr31, tsn1).

яровые сорта мягкой пшеницыювенильная устойчивостьстеблевая ржавчинажелтая пятнистостьSr-геныTsn1.spring bread wheat cultivarsseedling resistancestem rusttan spotSr genesTsn1.Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 25-16-00287 https://ias.rscf.ru/ext/shot/10457251The work was supported by the Russian Science Foundation grant No. 25-16-00287 https://ias.rscf.ru/ext/shot/10457251ReferencesБаранова О.А., Сибикеев С.Н., Дружин А.Е., Созина И.Д. Потеря эффективности генов устойчивости к стеблевой ржавчине Sr25 и Sr6Agi на территории Нижнего Поволжья // Вестник защиты растений. 2021. Т. 104, № 2. С. 105–112. DOI: 10.31993/2308-6459-2021-104-2-14994.Baranova O. A., Sibikeev S. N., Druzhin A. E., Sozina I. D. Loss of effectiveness of stem rust resistance genes Sr25 and Sr6Agi in the Lower Volga region // Plant Protection News 104(2):105-112. DOI: 10.31993/2308-6459-2021-104-2-14994. (In Russ.)Василова Н.З., Асхадуллин Д.Ф. Эпифитотия стеблевой ржавчины на яровой пшенице в Татарстане // Защита и карантин растений. 2017. № 2. С. 27–28.Vasilova N. Z., Askhadullin D. F. Epiphytoty of stem rust on spring wheat in Tatarstan [Epifitotiya steblevoy rzhavchiny na yarovoy pshenitse v Tatarstane] // Plant Protection and Quarantine. 2017; 2: 27–28. (In Russ.)Конькова Э.А., Лящева С.В. Желтая пятнистость листьев озимой мягкой пшеницы в Саратовской области // Зерновое хозяйство России. 2020. № 3 (69). С. 67–71.Konkova E. A., Lyashcheva S. V. Yellow spot of leaves of winter soft wheat in Saratov Oblast [Zheltaya pyatnistost listyev ozimoy myagkoy pshenitsy v Saratovskoy oblasti] // Grain economy of Russia. 2020; 3 (69): 67–71. (In Russ.)Маркелова Т.С., Иванова О.В. Устойчивость образцов яровой и озимой пшеницы к желтой пятнистости листьев в условиях нижнего Поволжья // Сельскохозяйственная биология. 2012. Т. 47. № 3. С. 118–121.Markelova T. S., Ivanova O. V. Resistance of spring and winter wheat samples to tan leaf spot in the lower Volga region [Ustoychivost obraztsov yarovoy i ozimoy pshenitsy k zheltoy pyatnistosti listyev v usloviyakh nizhnego Povolzhya] // Agricultural Biology. 2012; 47 (3): 118–121. (In Russ.)Мироненко Н.В., Коваленко Н.М., Баранова О.А., Митрофанова О.П. Устойчивость стародавней озимой мягкой пшеницы к желтой пятнистости // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023. Т. 184. № 4. С. 1–10. DOI: 10.30901/2227-8834-2023-4-1-10.Mironenko N.V., Kovalenko N.M., Baranova O.A., Mitrofanova O.P. Resistance of old winter bread wheat landraces to tanspot [Ustoychivost starodavney ozimoy myagkoy pshenitsy k zheltoy pyatnistosti] // Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2023;184(4):205-214. (In Russ.) DOI: 10.30901/2227-8834-2023-4-1-10. (In Russ.)Мироненко Н.В., Коваленко Н.М., Баранова О.А., Хакимова А.Г., Митрофанова О.П. Ювенильная устойчивость озимых и яровых сортов мягкой пшеницы к Pyrenophora tritici-repentis // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2024. Т. 185, № 2. С. 95–105. DOI:10.30901/2227-8834-2024-2-95-105.Mironenko N.V., Kovalenko N.M., Baranova O.A., Khakimova A.G., Mitrofanova O.P. Seedling resistance of winter and spring bread wheat cultivars to P y renophora tritici-repentis. [Yuvenilnaya ustoychivost ozimykh i yarovykh sortov myagkoy pshenitsy k Pyrenophora tritici-repentis] // Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2024; 185 (2) : 95-105. (In Russ.) DOI:10.30901/2227-8834-2024-2-95-105.Михайлова Л.А., Мироненко Н.В., Коваленко Н.М. Желтая пятнистость пшеницы. Методические указания по изучению популяций возбудителя желтой пятнистости Pyrenophora triticirepentis и устойчивости сортов. Санкт-Петербург, 2012.Mikhailova L. A., Mironenko N. V., Kovalenko N. M. Tan spot of wheat. Guidelines for studying populations of the tan spot pathogen Pyrenophora tritici-repentis and cultivar resistance [Zheltaya pyatnistost pshenitsy. Metodicheskiye ukazaniya po izucheniyu populyatsiy vozbuditelya zheltoy pyatnistost i Pyrenophorat ritici-repentisi ustoychivosti sortov]. St. Petersburg, 2012. (In Russ.)A unique wheat disease resistance-like gene governs effector-triggered susceptibility to necrotrophic pathogens / Faris J. D., Zhang Z., Lu H., Lu S. et al. // Proc Natl Acad Sci. 2010. Vol. 107. P. 13544–13549. DOI:10.1073/pnas.1004090107.A unique wheat disease resistance-like gene governs effector-triggered susceptibility to necrotrophic pathogens / Faris J. D., Zhang Z., Lu H., Lu S. et al. // Proc Natl Acad Sci. 2010. Vol. 107. P. 13544–13549. DOI:10.1073/pnas.1004090107.PCR assays for the Lr37-Yr17-Sr38 cluster of rust resistance genes and their use to develop isogenic hard red spring wheat lines / Helguera M., Khan I. A., Kolmer J., Lijavetzky D., Zhong-qi L., Dubcovsky J. // Crop Science. 2003. Vol. 43. P. 1839–1847.PCR assays for the Lr37-Yr17-Sr38 cluster of rust resistance genes and their use to develop isogenic hard red spring wheat lines / Helguera M., Khan I. A., Kolmer J., Lijavetzky D., Zhong-qi L., Dubcovsky J. // Crop Science. 2003. Vol. 43. P. 1839-1847.Characterization of seedling infection types and adult plant infection responses of monogenic Sr gene lines to race TTKS of Puccinia graminis f. sp. tritici / Jin Y., Singh R. P., Ward R. W., Wanyera R., Kinyua M., Njau P., Fetch T., Pretorius Z. A., Yahyaoui A. // Plant Disease. 2007. Vol. 91. P. 1096–1099.Characterization of seedling infection types and adult plant infection responses of monogenic Sr gene lines to race TTKS of Puccinia graminis f. sp. tritici / Jin Y., Singh R. P., Ward R. W., Wanyera R., Kinyua M., Njau P., Fetch T., Pretorius Z. A., Yahyaoui A. // Plant Disease. 2007. Vol. 91. P. 1096-1099.Lagudah E. S., McFadden H., Singh R. P. et al. Molecular genetic characterization of the Lr34/Yr18 slow rusting resistance gene region in wheat // Theor. Appl. Genet. 2006. Vol. 114. P. 21–30.Lagudah E. S., McFadden H., Singh R. P. et al. Molecular genetic characterization of the Lr34/Yr18 slow rusting resistance gene region in wheat // Theor. Appl. Genet. 2006. Vol. 114. P. 21–30.Mago R., Bariana H. S., Dundas I. S. at al. Development of PCR markers for the selection on wheat stem rust resistance genes Sr24 and Sr26 in diverse wheat germplasm // Theor. Appl. Genet. 2005. Vol. 111. P. 496–504. DOI: 10.1007/s00122-005-2039-z.Mago R., Bariana H. S., Dundas I. S. at al. Development of PCR markers for the selection on wheat stem rust resistance genes Sr24 and Sr26 in diverse wheat germplasm // Theor. Appl. Genet. 2005. Vol. 111. P. 496-504. DOI: 10.1007/s00122-005-2039-z.Murray M. G., Thompson W. F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucleic Acids Res. 1980. Vol. 8. P. 4321–4325.Murray M. G., Thompson W. F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucleic Acids Res. 1980. Vol. 8. P. 4321-4325.Wheat Stem Rust Back in Europe: Diversity, Prevalence and Impact on Host Resistance / Patpour M., Hovmøller M. S., Rodriguez-Algaba J., Randazzo B., Villegas D., Shamanin V. P., Berlin A., Flath K., Czembor P., Hanzalova A., Slikova S., Skolotneva E. S., Jin Y., Szabo L., Meyer K. J. G., Valade R., Thach T., Hansen J. G., Justesen A. F. // Front. Plant Sci. 2022. Vol. 13. Art. 882440. DOI:10.3389/fpls.2022.882440.Wheat Stem Rust Back in Europe: Diversity, Prevalence and Impact on Host Resistance / Patpour M., Hovmøller M. S., Rodriguez-Algaba J., Randazzo B., Villegas D., Shamanin V. P., Berlin A., Flath K., Czembor P., Hanzalova A., Slikova S., Skolotneva E. S., Jin Y., Szabo L., Meyer K. J. G., Valade R., Thach T., Hansen J. G., Justesen A. F. // Front. Plant Sci. 2022. Vol. 13. Art. 882440. DOI:10.3389/fpls.2022.882440.AFLP and STS tagging of Lr19, a gene conferring resistance to leaf rust in wheat / Prins R., Koebner R. M. D., Groenwald J. Z., Marias G. F. et al. // Theor Appl Genet. 2001. Vol. 103. P. 618–624.AFLP and STS tagging of Lr19, a gene conferring resistance to leaf rust in wheat / Prins R., Koebner R. M. D., Groenwald J. Z., Marias G. F. et al. // Theor Appl Genet. 2001. Vol. 103. P. 618–624.Molecular Characterization of Genomic Regions for Adult Plant Resistance to Stem Rust in a Spring Wheat Mapping Population / Rauf Y., Bajgain P., Rouse M. N., Khanzada K. A., Bhavani S., Huerta-Espino J., Singh R. P., Imtiaz M., Anderson J. A. // Plant Disease. 2022, Feb; 106 (2) : 439-450. DOI:10.1094/PDIS-03-21-0672-RE.Molecular Characterization of Genomic Regions for Adult Plant Resistance to Stem Rust in a Spring Wheat Mapping Population / Rauf Y., Bajgain P., Rouse M. N., Khanzada K. A., Bhavani S., Huerta- Espino J., Singh R. P., Imtiaz M., Anderson J. A. // Plant Disease. 2022, Feb; 106 (2) : 439-450. DOI:10.1094/PDIS-03-21-0672-RE.Rees R., Platz G., Mayer R. Yield losses in wheat from yellow spot: comparison of estimates derived from single tillers and plots // Australian Journal of Agricultural Research. 1982. Vol. 33, № 6. P. 899–908. DOI: 10.1071/AR9820899.Rees R., Platz G., Mayer R. Yield losses in wheat from yellow spot: comparison of estimates derived from single tillers and plots // Australian Journal of Agricultural Research. 1982. Vol. 33, № 6. P. 899-908. DOI: 10.1071/AR9820899.Rees R. G., Platz G. J., Mayer R. J. Susceptibility of Australian wheats to Pyrenophora tritici-repentis // Australian Journal of Agricultural Research. 1987. Vol. 39. P. 141–151.Rees R. G., Platz G. J., Mayer R. J. Susceptibility of Australian wheats to Pyrenophora tritici-repentis // Australian Journal of Agricultural Research. 1987. Vol. 39. P. 141-151.Identification of markers linked to the race Ug99 effective stem rust resistance gene Sr28 in wheat (Triticum aestivum L.) / Rouse M. N., Nava I. C., Chao S., Anderson J. A., Jin Y. // Theoretical and Applied Genetics. 2012. Vol. 125. P. 877–885. DOI:10.1007/s00122-012-1879-6.Identification of markers linked to the race Ug99 effective stem rust resistance gene Sr28 in wheat (Triticum aestivum L.) / Rouse M. N., Nava I. C., Chao S., Anderson J. A., Jin Y. // Theoretical and Applied Genetics. 2012. Vol. 125. P. 877-885. DOI:10.1007/s00122-012-1879-6.Stakman E. C., Stewart D. M., Loegering W. Q. Identification of physiologic races of Puccinia graminis var. tritici // United States Department of Agriculture–Agricultural Research Service. 1962. E-617 (rev).Stakman E. C., Stewart D. M., Loegering W. Q. Identification of physiologic races of Puccinia graminis var. tritici // United States Department of Agriculture–Agricultural Research Service. 1962. E-617 (rev).Tsilo T. J., Jin Y., Anderson J. A. Diagnostic microsatellite markers for detection of stem rust resistance gene Sr36 in diverse genetic backgrounds of wheat // Crop Sci. 2008. Vol. 48. P. 253–261. DOI: 10.2135/cropsci2007.04.0204.Tsilo T. J., Jin Y., Anderson J. A. Diagnostic microsatellite markers for detection of stem rust resistance gene Sr36 in diverse genetic backgrounds of wheat // Crop Sci. 2008. Vol. 48. P. 253-261. DOI: 10.2135/cropsci2007.04.0204.PCR-based markers for detection of different sources of 1AL.1RS and 1BL.1RS wheat-r ye translocations in wheat background / Weng Y., Azhaguvel P., Devkota R. N., Rudd J. C // Plant Breeding. 2007. Vol. 126. P. 482–486. DOI: 10.1111/j.1439-0523.2007.01331.x.PCR-based markers for detection of different sources of 1AL.1RS and 1BL.1RS wheat–r ye translocations in wheat background / Weng Y., Azhaguvel P., Devkota R. N., Rudd J. C // Plant Breeding. 2007. Vol. 126. P. 482-486. DOI : 10.1111/j.1439-0523.2007.01331.x.

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