Изучение коллекционных образцов яровой пшеницы, несущих ген устойчивости Lr23, в экологических условиях Новосибирской области
- Авторы: Пискарев В.В.1, Бойко Н.И.1, Апарина В.А.1, Сочалова Л.П.1, Морозова Е.В.1, Леонова И.Н.1
-
Учреждения:
- Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
- Выпуск: № 6 (2024)
- Страницы: 31-39
- Раздел: Растениеводство, защита и биотехнология растений
- URL: https://journal-vniispk.ru/2500-2627/article/view/282961
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2500262724060053
- EDN: https://elibrary.ru/RUZJKE
- ID: 282961
Цитировать
Аннотация
Исследования проводили с целью выделения источников высокой выраженности хозяйственно ценных признаков пшеницы яровой, несущих ген устойчивости Lr23, для использования в селекции на основе изучения коллекционных образцов (2010–2022 гг.). Материалом для исследования служили 34 образца яровой пшеницы различного географического происхождения. Индикатором поражения бурой ржавчиной (Puccinia triticina Erikss) пшеницы на инфекционном фоне был сорт Скала, в условиях естественного распространения инфекции – Новосибирская 67 (2015–2016 гг.) и линия Хакасская (2017–2022 гг.). Оценку урожайности и признаков продуктивности проводили по методике ВИР, стандартами выступали сорта Новосибирская 15, Новосибирская 31 и Сибирская 17. Содержание макро- и микроэлементов определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе ContrAA 800 D. В полевых условиях возбудителем Puccinia triticina Erikss. не поражались (99 баллов) образцы Meri M 82, Pastor, Лютесценс 540 и Юго-Восточная 2, очень высокую устойчивость (9 баллов) наблюдали у образцов ЛТ-2, Прохоровка, Gala, Гибрид 21, Димитровка 5–14 ИЗР, Lee, Тулайковская 1, Пирамида, Red River 68 и PV-18. Урожайность на уровне стандартов формировали образцы Злата, Хаят, Уралосибирская, Олимп и Буляк (423,4…553,0 г/м2). Источниками высокого содержания нутриентов в зерне могут служить образцы Sonora 64 (Cu – 4,40, Mn – 51,0, Zn – 42,1, Fe – 62,1, Mg – 1637,5 и K – 5294,0 мг/кг), Пирамида (Cu – 5,22, Mn – 56,3, Fe – 63,1 и Mg – 1616,5 мг/кг) и Inia F 66 (Cu – 5,13, Zn – 47,0, Fe – 65,2 и Mg – 1728,5 мг/кг). Выделившиеся образцы целесообразно использовать в селекции на устойчивость к бурой ржавчине, высокую урожайность и высокое содержание микро- и макроэлементов в зерне.
Об авторах
В. В. Пискарев
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: piskaryov_v@mail.ru
кандидат сельскохозяйственных наук
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 10Н. И. Бойко
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
Email: piskaryov_v@mail.ru
кандидат сельскохозяйственных наук
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 10В. А. Апарина
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
Email: piskaryov_v@mail.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 10
Л. П. Сочалова
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
Email: piskaryov_v@mail.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 10
Е. В. Морозова
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
Email: piskaryov_v@mail.ru
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 10
И. Н. Леонова
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН
Email: piskaryov_v@mail.ru
доктор биологических наук
Россия, 630090, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 10Список литературы
- Эффективность листовых подкормок яровой пшеницы в условиях северной лесостепи Западной Сибири / С. В. Шерстобитов, М. М. Визирская, Н. В. Абрамов и др. // Плодородие. 2024. Т. 137. № 2. С. 11–16. doi: 10.25680/S19948603.2024.137.03.
- Тенденция преодоления устойчивости к бурой ржавчине интрогрессивных линий мягкой пшеницы с генетическим материалом Aegilops speltoides Tausch / Л. Я. Плотникова, Л. В. Мешкова, Е. И. Гультяева и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018. Т. 22. № 5. С. 560–567. doi: 10.18699/VJ18.395.
- Enlargement of genetic diversity of spring bread wheat resistance to leaf rust (Puccinia triticina Eriks.) in Lower Volga region / E. I. Gultyaeva, S. N. Sibikeev, A. E. Druzhin, et al. // Agricultural Biology. 2020. Vol. 55. No. 1. P. 27–44. doi: 10.15389/agrobiology.2020.1.27eng.
- Эффективные в Новосибирской области гены устойчивости пшеницы к бурой ржавчине в связи с изменчивостью популяции Puccinia triticina / Л. П. Сочалова, Н. И. Бойко, А. А. Потешкина и др. // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023. Т. 184. № 2. С. 235–244. doi: 10.30901/2227-8834-2023-2-235-244.
- Genomic approaches to identify molecular bases of Crop Resistance to diseases and to develop future breeding strategies / A. Mores, G. M. Borrelli, G. Laido, et al. // International Journal of Molecular Sciences. 2021. Vol. 22. No. 11. URL: https://www.mdpi.com/1422–0067/22/11/5423 (дата обращения 01.08.2024). doi: 10.3390/ijms22115423.
- Плотникова Л. Я., Кнауб В. В. Использование генетического потенциала родов Thinopyrum и Agropyron для защиты пшеницы от болезней и абиотических стрессов // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2024. Т. 28. № 5. С. 536–553. doi: 10.18699/vjgb-24-60.
- Orlovskaya O. A., Vakula S. I., Khotyleva L. V. Study of bread wheat lines with genetic material of Triticum species for resistance to fungal diseases // Agricultural Biology. 2021. Vol. 56. No. 1. P. 171–182. doi: 10.15389/agrobiology.2021.1.171eng.
- Mining centuries оld in situ conserved Turkish wheat landraces for grain yield and stripe rust resistance genes / D. Sehgal, S. Dreisigacker, S. Belen, et al. // Frontiers in Genetics. 2016. Vol. 7. Article 201. URL: https://www.frontiersin.org/journals/genetics/articles/10.3389/fgene.2016.00201/full (дата обращения 01.08.2024). doi: 10.3389/fgene.2016.00201.
- Стародавние сорта пшеницы – источники высокого качества и питательных свойств зерна / В. П. Шаманин, И. В. Потоцкая, С. А. Ессе и др. // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023. Т. 184. № 4. С. 103–115. doi: 10.30901/2227-8834-2023-4-103-115.
- Kroupin P. Yu., Divashuk M. G., Karlov G. I. Gene resources of perennial wild cereals involved in breeding to improve wheat crop (Review) // Agricultural Biology. 2019. Vol. 54. № 3. p. 409–425. doi: 10.15389/agrobiology.2019.3.409eng.
- Evidence of decreasing mineral density in wheat grain over the last 160 years / M. S. Fan, F. J. Zhao, S. J. Fairweather-Tait, et al. // Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 2008. Vol. 22. No. 4. P. 315–324. doi: 10.1016/j.jtemb.2008.07.002.
- Shewry P. R. Do ancient types of wheat have health benefits compared with modern bread wheat? // Journal of Cereal Science. 2018. Vol. 79. P. 469–476. doi: 10.1016/j.jcs.2017.11.010.
- Одинцова И. Г., Пеуша Х. О. О сложности локуса Lr23, контролируемого устойчивость пшеницы к бурой ржавчине // Сб. науч. тр. по прикл. бот., ген. и сел. Л.: ВИР, 1984. Т. 85. С. 13–19.
- Кривченко В. И., Одинцова И. Г., Жукова А. Э. Генофонд пшеницы для селекции на устойчивость к болезням // Сб. науч. тр. «Генофонд и селекция растений на устойчивость к болезням и вредителям». Л.: ВИР, 1990. Т. 132. С. 3–10.
- Реестр селекционных достижений. URL: https://gossortrf.ru/registry/ (дата обращения: 01.08.2024).
- Triticum durum Desf. – ценный источник генов для расширения генетического разнообразия яровой мягкой пшеницы / А. Е. Дружин, С. Н. Сибикеев, Е. И. Гультяева и др. // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023 Т. 184 № 3. С. 187–195. doi: 10.30901/2227-8834-2023-3-187-195.
- Genetic Resources Information System for Wheat and Triticale URL: http://www.wheatpedigree.net/ (дата обращения 20.07.2024).
- Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале: методические указания / А. Ф. Мережко, Р. А. Удачин, В. Е. Зуев и др. / под ред. А. Ф. Мережко. Санкт-Петербург: ВИР, 1999. 82 с.
- Зоидзе Е. К., Хомякова Т. В. Моделирование формирования влагообеспеченности на территории Европейской России в современных условиях и основы оценки агроклиматической безопасности // Метеорология и гидрология. 2006. № 2. С. 98–105.
- Plaschke J., Ganal M. W., Roder M. S. Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers // Theoretical and Applied Genetics. 1995. Vol. 91. P. 1001–1007. doi: 10.1007/BF00223912.
- Identification of Leaf Rust Resistance Genes in Selected Egyptian Wheat Cultivars by Molecular Markers Hindawi Publishing Corporation / I. A. Imbaby, M. A. Mahmoud, M. E. M. Hassan, et al. // The Scientific World Journal. 2014. Article 574285. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2014/574285 (дата обращения 01.08.2024). doi: 10.1155/2014/574285.
- CIMMYT wheat molecular genetic-s laboratory protocols and applications to wheat breeding / S. Dreisigacker, D. Sehgal, G. Luna, et al. Mexico: CIMMYT, D.F., 2016. 143 p.
- Development of robust molecular markers for marker-assisted selection of leaf rust resistance gene Lr23 in common and durum wheat breeding programs / M. Chhetri, H. Bariana, D. Wong, et al. // Molecular Breeding. 2017. Vol. 37. No. 21. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11032-017-0628-6 (дата обращения 01.08.2023). doi: 0.1007/s11032-017-0628-6.
- Методические подходы к идентификации эффективных генов, определяющих устойчивость пшеницы к комплексу грибных заболеваний / Е. С. Сколотнева, И. Н. Леонова, Е. Ю. Букатич и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21. № 7. С. 862–869. doi: 10.18699/VJ17.307.
- Peterson R. F., Cambell A. B., Hannah A. E. A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals // Canadian Journal of Research. 1948. Vol. 26. No. 5. P. 496–500.
- Safavi S. A., Afshari F. Virulence factors of Puccinia triticina on wheat and effectiveness of Lr genes for leaf rust resistance in Ardabil // Archives of Phytopathology and Plant Protection. 2013. Vol. 46. No. 10. P. 1246–1254. doi: 10.1080/03235408.2013.764055.
- Сюков В. В., Зубов Д. Е. Генетическая коллекция мягкой пшеницы по устойчивости к бурой листовой ржавчине: метод. рек. Самара: СамНЦ РАН, 2008. 24 с.
- Баранова О. А., Сибикеев С. Н., Конькова Э. А. Анализ устойчивости к стеблевой ржавчине и идентификация Sr-генов у интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023. Т. 184. № 1. С. 177–186. doi: 10.30901/2227-8834-2023-1-177-186.
- Разнообразие сортов яровой мягкой пшеницы Татарского НИИСХ / Н. З. Василова, Э. З. Багавиева, Ф. Дамир и др. // Материалы 4 Междунар. конф. «Генофонд и селекция растений». Новосибирск: Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук.
- McCallum B. D., Hiebert C. W. Interactions Between Lr67 or Lr34 and Other Leaf Rust Resistance Genes in Wheat (Triticum aestivum) // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13 URL: https://www.frontiersin.org/journals/plantscience/articles/10.3389/fpls.2022.871970/full (дата обращения 01.08.2024). doi: 10.3389/fpls.2022.871970.
- Mapping a leaf rust resistance gene LrOft in durum wheat Ofanto and its suppressor SuLrOft in common wheat / X. Zhuansun, J. Sun, N. Liu, et al. // Frontiers in Plant Science. 2023. Vol. 14. URL: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2023.1108565/full (дата обращения 01.08.2024). doi: 10.3389/fpls.2023.1108565.
- Bai D., Knott D. Suppression of rust resistance in bread wheat (Triticum aestivum l.) by d-genome chromosomes // Genome. 1992. Vol. 35. P. 276–282. doi: 10.1139/g92-043.
Дополнительные файлы
