Цитофизиологические аспекты возрастной устойчивости мягкой пшеницы к возбудителю бурой ржавчины Puccinia triticina Erikss

• Автор: Штубей, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.12, 03.00.24
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Глава I. Возрастная устойчивость растений к грибным болезням. Механизмы устойчивости растений к биотрофным патогенам Обзор литературы

1.1. Биологические особенности возбудителя бурой ржавчины пшеницы.

1.2. Проблема сохранения сортами длительной устойчивости к болезням и использование возрастной устойчивости для защиты растений

1.3. Фенотипическое проявление генов возрастной устойчивости

1.4. Активные факторы иммунитета

1.4.1. Реакция сверхчувствительности.

1.4.2. Активные формы кислорода.

1.4.3. Защитные РЯбелки

1.4.4. Фенольные соединения.

1.4.5. Фитоалексины.
1.4.6. Укрепление клеточных стенок
1.4.7. Индуцированная устойчивость к болезням.
Глава II. Материалы и методы исследований.
2.1. Объекты исследований.
2.2. Методы исследования устойчивости образцов в полевых условиях
2.3. Методы проведения лабораторных исследований
2.4. Гистологические исследования.
2.5. Цитохимические исследования
2.6. Люминесцентная микроскопия.
2.7. Индукция устойчивости растений.
2.7.1. Биотическая индукция.
2.7.2. Химическая индукция
2.8. Статистическая обработка данных.
2.9. Реактивы, использованные в исследованиях.
2 Список сокращений и обозначений.
Глава III. Феноменологическое и цитологическое проявление механизмов возрастной устойчивости линий пшеницы к бурой ржавчине
3.1. Оценка линий с генами возрастной устойчивости в полевых условиях Западной Сибири
3.1.1. Кривые развития бурой ржавчины
3.1.2. Влияние механизмов устойчивости растений на спорогенез патогена
3.2. Цитологическое изучение проявления генов возрастной устойчивости на разных стадиях развития растений
3.3. Обсуждение результатов
Глава IV. Цитофизиологические механизмы возрастной устойчивости.
4.1. Роль окислительного взрыва во взаимодействиях.
4.2. Влияние синтеза каллозы и фенолов на патогенез .
4.3. Обсуждение результатов.
Глава V. Роль индуцированной устойчивости в защите линий с генами возрастной устойчивости от бурой ржавчины
5.1. Изучение индуцированной устойчивости в полевых условиях
5.2. Проявление индуцированной устойчивости в лабораторных условиях.
5.3. Цитофизиологические механизмы индуцированной устойчивости.
5.4. Обсуждение результатов.
Глава VI. Проявление устойчивости к бурой ржавчине межлинейных гибридов с генами возрастной устойчивости
6.1. Проявление устойчивости гибридов в полевых условиях
6.2. Цитофизиологические проявления устойчивости гибридов в лабораторных условиях
6.3. Обсуждение результатов.
Заключение
Выводы
Список литературы


Длительное сохранение устойчивости сортами может быть достигнуто за счет комбинации генов устойчивости к болезням. Комбинация генов возрастной устойчивости и 3 с другими эффективными генами ведет к получению линий с более высокой устойчивостью к бурой ржавчине в сравнении с обоими родителями , . 3 и , представлена вместе они или по отдельности почти во всех сортах твердой красной яровой пшеницы в Северной Америке. Предположительно, в сортах пшеницы, которые содержат 2 или 3 и , два различных механизма устойчивости соединены вместе сверхчувствительный и негиперчувствительный. Это могло внести вклад в длительность устойчивости этих сортов i, . В настоящее время генофонд устойчивости культурных видов растений в основном исчерпан в результате преодоления их патогенами, а также вследствие использования в селекционных программах небольшого количества лучших по хозяйственноценным признакам сортов Мартынов, . На необходимость расширения набора генов устойчивости указывал еще Н. И. Вавилов, он рекомендовал использовать для гибридизации экологически отдаленные образцы и генофонд дикорастущих сородичей культурных растений Вавилов, . Перенос чужеродных генов в геном культурных растений интрогрессия широко используется для защиты культурных растений. В последние десятилетия генофонд культурных растений обогатился за счет интрогрессированных генов устойчивости других видов. Из ти первых идентифицированных генов устойчивости к бурой ржавчине, введенных в набор изогенных линий сорта пшеницы Тэтчер, были иитрогрессированы из геномов других видов злаков , Дмитриев, . Однако не все интрогрессированные гены устойчивости одинаково эффективны. Против бурой ржавчины пшеницы в большинстве регионов мира эффективны гены устойчивости 9 от . 9 и от А. от . Остальные чужеродные гены были быстро преодолены, либо мало эффективны против патогена. Так, в западносибирской популяции имеется достаточно высокая концентрация генов вирулентности к гену , перенесенного от вида ii и не использовавшегося ранее в селекции Михайлова, . Специальные программы селекции разрабатывались с учетом высокой скорости расообразовательных процессов. Среди этих программ можно выделить создание конвергентных, многолинейных сортов и сортов с полигенной устойчивостью. Конвергентными называют сорта, имеющие несколько генов расоспецифической устойчивости. Название этих сортов обусловлено типом скрещиваний, применяемых в селекционной программе, а сам прием создания устойчивого сорта за счет объединения генов расоспецифической устойчивости принято называть созданием пирамиды генов. Программы создания конвергентных устойчивых к ржавчине сортов льна реализованы в США. В Австралии конвергентные сорта яровой пшеницы были созданы по программе Сиднейского университета I, i, . Многолинейные мультилинейные сорта представляют собой популяции, состоящие из изогенных линий сорта с разными генами устойчивости, сходных по своим агрономическим признакам. Сорт создают путем механической смеси семян нескольких линий с разными генами устойчивости. Установлено, что снижение скорости развития болезни на многолинейных сортах определяется несколькими факторами снижением вероятности попадания вирулентных патотипов на восприимчивые растения, нарушением свободного распространения инокулюма за счет барьера из устойчивых растений барьерный эффект, а также развитием индуцированной устойчивости в растениях, составляющих сорт. Индукция защитных механизмов происходит при попадании авирулентных рас на соседние устойчивые растения Генетика и селекция, i, . Сорта с полигенной устойчивостью защищают набором генов с малым проявлением и аддитивными эффектами. Полигенные сорта снижают интенсивность размножения патогена и, как следствие, изменчивость в его популяции. За счет слабого проявления устойчивости такие сорта не оказывают сильного давления на популяцию патогена и не провоцируют появления более вирулентных рас.