Ювенильная устойчивость пшеницы к листостебельным болезням в Поволжье

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).

1. Баранова 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.

2. Василова Н.З., Асхадуллин Д.Ф. Эпифитотия стеблевой ржавчины на яровой пшенице в Татарстане // Защита и карантин растений. 2017. № 2. С. 27–28.

3. Конькова Э.А., Лящева С.В. Желтая пятнистость листьев озимой мягкой пшеницы в Саратовской области // Зерновое хозяйство России. 2020. № 3 (69). С. 67–71.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. Murray M. G., Thompson W. F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucleic Acids Res. 1980. Vol. 8. P. 4321–4325.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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).

21. 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.

22. 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.