Селекционная ценность доноров устойчивости яровой мягкой пшеницы к листовой ржавчине в Среднем Поволжье

• Автор: Зубов, Денис Евгеньевич
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Безенчук
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К РЦССША ЛЕСОМЯТА В СРЕДНЕМ ПОВОЛЖЬЕ

1.1 Возбудитель листовой бурой ржавчины

1.2 Генетика устойчивости

1.3 Селекция на устойчивость к патогену в Среднем Поволжье..

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Исходный материал

2.2 Методика исследований

2.3 Условия проведения исследований

ГЛАВА 3 РЕАКЦИЯ СОРТОВ И ЛИНИЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА
ЛИСТОВУЮ РЖАВЧИНУ
ГЛАВА 4 ХАРАКТЕРИСТИКА И ДОНОРСКИЕ СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ПО ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ
4.1 Характеристика генетических источников
4.2 Наследование устойчивости к листовой ржавчине
4.3 Эффективные пирамиды генов устойчивости к листовой ржавчине
4.4 Наследование количественных признаков
ГЛАВА 5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ И ДОНОРОВ
УСТОЙЧИВОСТИ В СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ :
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Одним из факторов, лимитирующих урожай зерна яровой мягкой пшеницы в Среднем Поволжье, являются грибные, бактериальные и вирусные болезни. Наиболее стабильно проявляются по годам бурая листовая ржавчина, мучнистая роса и пыльная головня. Возбудители этих болезней относятся к облигатным специализированным паразитам, в отношении их известны принципиальные генетические механизмы взаимодействия «растение-хозяин — паразит». В интегральной системе защиты сельскохозяйственных растений от этих болезней генетический метод, т.е. создание иммунных сортов наиболее экономически выгоден, экологически безопасен и, поэтому, весьма актуален. Бурая листовая ржавчина до настоящего времени остается наиболее вредоносной болезнью пшеницы, не смотря на прогресс, достигнутый в изучении природы устойчивости растений, структуры и изменчивости популяции патогена и успехи практической селекции на устойчивость. В зоне Среднего Поволжья ржавчина проявляется практически ежегодно. Потери урожая в Поволжье от бурой листовой ржавчины достигают 30%, а при орошении - 35%, в годы сильных эпифитотий доходят до 62% (Лебедев 1998; Крупнов 1997, 2000; Сюков, 2003. Поиск новых источников генов длительной устойчивости к листовой ржавчине является одним из основных вопросов иммуногенетики и иммуноселекции.
Цель исследований. Создать высокоэффективный исходный материал для селекции продуктивных адаптированных к условиям Среднего Поволжья устойчивых к листовой ржавчине сортов яровой мягкой пшеницы.
Задачи исследований: определить эффективность каталогизированных генов устойчивости к листовой ржавчине;
провести скрининг мировой коллекции мягкой пшеницы по устойчивости к листовой ржавчине;

определить селекционную ценность источников устойчивости к листовой ржавчине по комплексу признаков;
выявить донорские свойства наиболее ценных источников устойчивости по иммунитету к листовой ржавчине и комплексу хозяйственно-ценных признаков;
создать на базе выявленных источников и доноров устойчивости к листовой ржавчине новый селекционный материал.
Научная новизна: В Среднем Поволжье впервые проведено
комплексное изучение мировой коллекции мягкой яровой и озимой пшеницы по устойчивости к листовой ржавчине, по продуктивности,' качеству зерна и другим хозяйственно — ценным признакам. Выявлены новые генетические источники устойчивости к листовой ржавчине и определена их селекционная ценность. На базе местного адаптированного материала созданы новые доноры высокоэкспрессивных генов устойчивости пшеницы к листовой бурой ржавчине.
Практическая значимость работы. На основе выявленных источников и доноров устойчивости создан новый селекционный материал, сочетающий устойчивость к листовой ржавчине с адаптивностью к факторам среды, продуктивностью и качеством зерна. Лучшие линии переданы для селекционного использования в коллекцию ВИР.
Основные положения, выносимые на защиту.
• Высокоэффективными генами устойчивости мягкой пшеницы к местной популяции Рисснпа гесопсШа в настоящее время являются Ьг9, Ьг24, Ьг25, Ьг28, Ьг29, ЬгЗб, Ьг38, РгТИ
• Сформирована коллекция генетических источников устойчивости к листовой ржавчине яровой и озимой мягкой пшеницы
• Выявлены новые эффективные гены устойчивости к листовой ржавчине ЬгА§, ЬгКи, ЬгВе1, не аллельные высокоэкспрессивным каталогизированным генам

повышает свою экспрессивность (Пеуша и др., 1982; Dyck, Johnson, 1983; Statler, Chrictianson, 1993). К настоящему моменту ген потерял свою эффективность как на территории России и Украины (Панайотиди, 2004; Elyasi-Gomari, Panteleev, 2006; Сибикеев, Крупнов, 2007; Morgounov et al., 2010; Zhemchuzhina, Kurkova, 2010), так и в Европе (Bartos et al., 2001а, 2001b; Hanzalovâ, Bartos, 2006), в Северной Америке и Мексике (McCallum, Seto-Goh, 2003; Kolmer et al., 2006). В то же время в сочетании с дрядом других генов эффективность Lr23 повышается. Так, в Пакистане при концентрации генов вирулентности к Lr23 до 100%, доля вирулентности в комбинации с другими генами в провинциях Sindh, Pendjab снижается до 25-51% (Rehman, 2006; Rattu et al., 2009). Эффективен ген и в соседнем Иране (Afshari, 2008). В сочетании с LrlO ген высокоэффективен в Грузии (Нацирашвили и др., 2008; Sikharulidze et al., 2010).
Пырейный ген Lr24 был перенесен в генофон T.aestivum в виде нескольких типов транслокаций 3Ag с 3DS-3DL-3AL. Наибольшее распространение получила транслокация в сорте Agent (McIntosh et al., 2008). Ген Lr24 сцеплен с геном R1 -красная окраска зерна, и широко используют в коммерческих сортах (Сибикеев, Крупнов, 2004).
Транслокация Lr25 от Secale cereale в сцеплении с Рт7-геном устойчивости к мучнистой росе, несмотря на высокую эффективность обоих генов не получила распространение из-за сцепления с генами, снижающими качество зерна (Сибикеев, Крупнов, 2004; Крупнова, 2010).
Между тем, широко распространены сорта, содержащие другую ржаную транслокацию - Lr26. Используется в сортах в виде транслокации 1BL-1RS, и целой хромосомы 1R. В коротком плече 1R хромосомы имеется блок генов устойчивости в следующей последовательности: Pm8-Sr31-Lr26-Yr9. В настоящий момент транслокация 1BL-1RS входит в родословную множества сортов мягкой пшеницы. Сообщается о положительном влиянии Lr26-транслокации на засухоустойчивость, темпы налива зерна и урожайность.