WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

Маркелова Тамара Сергеевна

ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ПШЕНИЦЫ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ

В ПОВОЛЖЬЕ

Специальность: 06.01.11 – защита растений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Саратов – 2007

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Юго-Востока Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН)

Официальные оппоненты: 

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Емельянов Николай Архипович

доктор биологических наук, с.н.с.

Сибикеев Сергей Николаевич

доктор биологических наук, профессор

Иващенко Владимир Гаврилович

Ведущее учреждение:

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский

институт фитопатологии

Защита диссертации состоится  « »                         2007 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.06 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан «_        »                2007 г.

Учёный секретарь диссертационного совета        А.Н. Данилов                                        

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Пшеница, как важнейшая зерновая культура, занимает в Поволжье до 40% посевных площадей. Высокая насыщенность севооборотов пшеницей в регионе приводит к ухудшению  фитосанитарного состояния агробиоценоза. Возрастает поражение посевов  наиболее вредоносными заболеваниями: бурой ржавчиной, мучнистой росой, пыльной и твердой головней, пятнистостями листьев, вирусными болезнями и т. д.

Изменения климатических условий в регионе, являющиеся наглядными показателями глобального потепления климата, также оказывают значительное влияние на состав фитопатогенного комплекса. Для развития возбудителей заболеваний  создаются оптимальные условия – повышенная атмосферная влажность и температурный режим, осадки и т. д.

Не менее серьезной причиной возникновения эпифитотий грибных заболеваний на посевах пшеницы является использование в производстве восприимчивых, генетически однородных сортов как озимой, так и яровой пшеницы. С.С. Санин (2003) считает, что в сельскохозяйственном производстве сорт относится к числу важнейших факторов, влияющих на фитосанитарную обстановку на посевах пшеницы, его вклад в формирование урожая достигает 30-70%. Поэтому в системе интегрированной защиты устойчивые к болезням сорта должны занимать  особое место.

В связи с этим повышается значимость исследований в области иммунитета. Основной проблемой этих исследований стоит выявление и расширение разнообразия генофонда сельскохозяйственных культур по признакам устойчивости, стратегии использования эффективных генов, подбора доноров для оптимизации иммунологических селекционных программ (В.А. Павлюшин, 2002 г.).

Таким образом в условиях неблагополучной фитосанитарной обстановки на посевах пшеницы проблема создания устойчивых сортов является актуальной, а предложенные в данной работе методы создания исходного материала для селекции болезнеустойчивых сортов, основанные на иммунологических принципах, являются  необходимыми как для работы  иммунологов, так и селекционеров.

Диссертационная работа выполнена на базе НИИСХ Юго-Востока в период с 1971 по 2004 гг. Исследования проводились в рамках государственных программ ВАСХНИЛ и РАСХН и в соответствии с  тематическим планом НИР  НИИСХ Юго-Востока. 1971-1990 гг. – шифр тем: 0.51.03; 0.51.05. 1991-2005 гг. – шифр тем: 02.06; 01.02.20; 02.05.

Цель исследований. Разработать иммунологические подходы для целенаправленной селекции пшеницы на устойчивость к наиболее вредоносным болезням в Поволжье. Создать исходный материал пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням.

Задачи исследований:

  1. изучить биологические особенности развития и распространения патогенов, возбудителей  основных грибных болезней пшеницы в Поволжье и провести анализ их популяций;
  2. исследовать структуру и динамику изменчивости популяции бурой ржавчины пшеницы Puccinia recondita Rob. ex. Desm. f. sp. tritici;
  3. усовершенствовать способы создания усиленных инфекционных фонов, необходимых для оценки и отбора болезнеустойчивых форм пшеницы, с учетом местных климатических условий;
  4. провести скрининг мировой коллекции пшеницы и сортов отечественной селекции и выявить доноры устойчивости к основным грибным болезням;
  5. разработать методы создания исходного материала, обладающего устойчивостью к основным грибным болезням;
  6. создать исходный материал для селекции пшеницы на  устойчивость к основным грибным болезням.

Научная новизна.

Исследован расовый и генетический состав популяции бурой ржавчины в Поволжье, а также его динамика, начиная с 70-х годов прошлого века до настоящего времени.

Предложены варианты создания усиленных инфекционных фонов, основанные на знании биологических особенностей возбудителей болезней пшеницы с учетом  климатических условий региона.

Проведен скрининг мировой коллекции ВИР, сортов отечественной селекции, а также диких видов и сородичей пшеницы (всего более 50 тыс. образцов), выявлены новые генетические источники устойчивости пшеницы к болезням.

Предложен новый способ совмещенной оценки пшеницы на устойчивость к двум патогенам (Авторское  свидетельство № 1777726), а также  новый  способ  оценки  и  отбора  селекционного  материала in vitro на

устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе (заявка на изобретение №94034770 (034684) с датой приоритета от 20.09.94 г.).

Разработаны схемы ускоренного создания линий яровой мягкой пшеницы с использованием межвидовой гибридизации и биотехнологии, а также линий озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к основным грибным болезням.

Создан  сорт озимой пшеницы – Смуглянка (Пат. 0141 (РФ). – № 9401113. Приоритет 24.11.1993. Зарегистрирован в Государственном  реестре охраняемых селекционных  достижений, допущенных к использованию, 23.06.98 г.; А.с.  27724) и сорт озимой пшеницы Рубин 96 (Пат. 3654 (РФ). – № 9609725; Приоритет  25.02.2003. Зарегистрирован в Государственном реестре охраняемых селекционных достижений 13.06.07 г.; А.с. 39730).  Сорта, обладающие комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и твердой головне,  получены по ускоренной селекционной схеме, с применением методов биотехнологии (культуры пыльников, оценки на устойчивость к болезням in vitro и др.).

Научная новизна работы подтверждена  тремя авторскими свидетельствами и двумя патентами на сорта.

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносится комплексная иммунологическая схема создания болезнеустойчивого селекционного материала пшеницы  для условий Поволжья, включающая следующие положения:

  1. Структура популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы, ее динамика в результате селекции и внедрения в производство новых сортов пшеницы с генами устойчивости против патогена;
  2. Способы создания усиленных инфекционных фонов в климатической зоне юго-востока;
  3. Система оценок и отбора исходного и селекционного материала на устойчивость к основным грибным болезням;
  4. Пакет доноров устойчивости пшеницы к бурой ржавчине, мучнистой росе, пыльной и твердой головне;
  5. Схема ускоренного создания линий яровой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне  с использованием межвидовой гибридизации;
  6. Схема ускоренного создания линий озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и твердой головне;
  7. Сорта озимой мягкой пшеницы Смуглянка и Рубин 96, с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и твердой головне.

Практическая значимость и реализация полученных результатов.  Предложена схема создания линий и сортов пшеницы, устойчивых к болезням, которая за счет применения методов биотехнологии и разработанной в лаборатории системы фитопатологических оценок позволяет существенно повысить эффективность отборов на устойчивость и сократить сроки создания новых устойчивых линий и сортов.

Создан и  внедряется в производстве (на площади более 30 тыс. га) сорт озимой мягкой пшеницы Смуглянка, устойчивый к бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне и стеблевому хлебному пилильщику. Внесен в Госреестр селекционных достижений по Средне- и Нижневолжскому регионам РФ.

Проходит Государственное сортоиспытание сорт озимой мягкой пшеницы Рубин 96, также обладающий комплексной устойчивостью к болезням (бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на VII Всесоюзном совещании по иммунитету сельскохозяйственных растений к болезням и вредителям (г. Омск, 1981), на VШ  Всесоюзном совещании по иммунитету сельскохозяйственных растений к болезням и вредителям (г. Рига, 1986 г.), на IX совещании по иммунитету растений к болезням и вредителям (г. Минск, 1991 г.), на конференции «Проблемы новаторской деятельности ученых, изобретателей и др.» (г. Саратов, 1996 г.), на международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы агроэкологии в интегрированных системах защиты растений» (г. Пенза, 1999 г.), на Первом Съезде микологов России (г. Москва, 2002), на Первой Всероссийской конференции по иммунитету растений к болезням и вредителям (г. Санкт-Петербург, 2002), на научно-практической конференции «Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использования достижений биотехнологии и генной инженерии» (Голицыно, 2003), на Международной научно-практической конференции «Стратегия адаптивной  селекции  полевых  культур  в  связи с

глобальным изменением климата» (г. Саратов, 2004) и других научно-методических и координационных совещаниях.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликована 41 научная работа, получено три авторских свидетельства и два патента на сорта озимой мягкой пшеницы Смуглянка и Рубин 96.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 210 страницах машинописного текста, иллюстрирована 26 таблицами и 14 рисунками. Состоит из общей характеристики работы, шести разделов экспериментальной части, выводов, рекомендаций для селекционной практики и предложений производству, 8 приложений и списка литературы, включающего 252 источника, в том числе 50 – на  иностранных языках.

Благодарности.  Автор приносит глубокую благодарность кандидату сельскохозяйственных наук М.Л. Веденеевой за научно-методическое руководство, помощь и поддержку при выполнении данной работы. Выражает искреннюю признательность сотрудникам лаборатории иммунитета за помощь при выполнении полевых и лабораторных исследований.

Автор приносит глубокую благодарность доктору сельскохозяйственных наук, профессору В.Б. Лебедеву за глубокий анализ диссертационной работы,  ценные предложения и замечания, которые были учтены  при подготовке окончательного варианта диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Условия, материал и методы исследований

Условия проведения исследований

Исследования проводились с 1971 по 2004 гг. в полевых экспериментах, теплицах и камерах искусственного климата на базе Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока.

Климат района проведения полевых исследований характеризуется как континентально-засушливый. Однако анализ годовых сумм осадков за последние годы свидетельствует об устойчивой тенденции их увеличения по всем природным зонам области.

В целом условия для развития возбудителей основных грибных болезней пшеницы были достаточно благоприятными и способствовали получению достоверных данных.

Материал исследований

Основным материалом для исследований являлась мировая коллекция пшеницы из Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова, ВНИИ фитопатологии, Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы CIMMYT (Мексика), ICARDA (Cирия), а также образцы из различных селекционных центров страны – КНИИСХ (г. Краснодар), Всероссийский НИИ зерновых культур (г. Зерноград, Ростовкая обл.), Донской НИИСХ (п. Рассвет, Ростовская обл.), НИИСХ ЦР НЧЗ (Немчиновка, Московская обл.), Самарский НИИСХ  (г. Безенчук, Самарская обл.) и др. Для создания исходного материала, обладающего устойчивостью к болезням, использовались образцы пшеницы с эффективными генами устойчивости против бурой ржавчины,  образцы, обладающие комплексной устойчивостью к основным грибным болезням, а также дикие виды пшеницы: Triticum persicum, T. dicoccum, T. militinae, T. timopheevi – источники устойчивости к бурой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне. 

В качестве доноров хозяйственно-ценных признаков (продуктивность, качество зерна, зимостойкость (для озимых), засухоустойчивость и т.д.) привлекались лучшие сорта пшеницы саратовской селекции. Стандартами служили сорта яровой и озимой пшеницы местной селекции, не имеющие генов устойчивости к бурой ржавчине и сильно восприимчивые к мучнистой росе, пыльной и твердой головне.

Для изучения структуры популяции бурой ржавчины пшеницы использовались международный набор сортов-дифференциаторов Майнса и Джексона (1926), моногенные линии серии Thatcher (D.J. Samborski, 1981, 1982, 1984, 1985; McIntosh et al., 1995) и ржавчиноустойчивые сорта отечественной селекции, которые дифференцируют клоны гриба Puccinia recondita Rob. ex. Desm. f. sp. tritici по вирулентности.

В качестве объектов исследований взяты спорообразцы бурой ржавчины, мучнистой росы, пыльной и твердой головни, собранные с производственных и селекционных посевов различных районов Поволжья.

Методы закладки опытов

Основные эксперименты по оценке и отборам образцов пшеницы на устойчивость к болезням закладывали в полевых условиях на  фитоучастке, где создавался усиленный инфекционный фон развития болезней, а также применялось искусственное заражение растений.

Изучаемый материал высевался по чистому пару после культивации в рядки длиной 1,2 м 8-мисошниковыми ручными аппаратами.  Расстояние между рядками – 0,2 м. Через каждые 10 рядков высевался сорт-накопитель инфекции.

Гибридные растения первого и второго года и их родительские формы высевались по тому же принципу.

Селекционные питомники (контрольный, предварительный и конкурсное сортоиспытание) закладывались на полях ОПХ «Центральное» (с. Константиновка Саратовского района Саратовской области) по чистому пару.

Посев осуществлялся селекционной сеялкой «ССФК-7» с нормой высева 400 семян на 1 кв. м.

Методы исследований

Устойчивость образцов пшеницы к бурой ржавчине определяли по типу реакции растения на заражение патогеном в баллах (Mains, Jackson, 1926) и по степени поражения в процентах (Peterson et al., 1948). Поражение мучнистой росой определяли по 4-х бальной шкале ВИР (1975),  пыльной и твердой головней –  по проценту пораженных колосьев в образце.  Степень устойчивости образца устанавливали по шкале В.И. Кривченко (1984).

Изучение расового и генотипического состава популяции бурой ржавчины проводили на стандартном наборе сортов-дифференциаторов и на моногенных линиях серии Thatcher по методике Э.Э Гешеле, 1964.

Оценка селекционного материала на показатели качества зерна (стекловидность, натурная масса зерна, масса 1000 зерен) проводилась по общепринятым методикам (М.Н. Фирсова, Е.П. Попова, 1981). Анализы на содержание  клейковины в зерне, а также оценка качества клейковины и оценка технолого-хлебопекарных свойств проводились в лаборатории технологии и качества  зерна НИИСХ Юго-Востока по общепринятым методикам.

2. Биологические особенности возбудителей болезней пшеницы в Поволжье и перспективы селекции устойчивых к ним сортов

Бурая  ржавчина Puccinia recondita

Rob. ex. Desm. f. sp. tritici

Анализ видового состава патогенов на пшенице в Поволжье показал, что наибольший вред урожаю причиняют бурая ржавчина, мучнистая роса, пыльная и твердая головня. В диссертационной работе приводятся данные по изучению биологических особенностей этих патогенов (условия развития эпифитотий, состав и динамика популяций, наличие источников устойчивости и перспектив селекции). Среди перечисленных болезней самой распространенной и вредоносной является бурая ржавчина. Этому заболеванию уделяется основное внимание.

Для эффективной селекции на иммунитет необходимы исследования популяций патогенов, которые  заключаются  в  определении частоты встречаемости вирулентных клонов к определенному донору устойчивости,  и  изучении изменчивости структуры популяции патогена в результате селекции и внедрения в производство новых сортов пшеницы с генами устойчивости против патогенов.

В первую очередь это относится к таким пластичным патогенам, как бурая ржавчина пшеницы. Состав популяции бурой ржавчины отличается высокой динамичностью. Появление в популяции новых рас и биотипов устанавливается по вирулентности  к специально подобранному набору сортов-дифференциаторов.

Для дифференциации популяции бурой ржавчины использовался набор сортов, предложенный Мэйнсом и Джексоном,  который  тестировал по вирулентности расы патогена из различных спорообразцов (E.B. Mains, H.S. Jackson, 1926).

Таблица 1

Расовый состав популяции бурой ржавчины

в 1971-1975 гг., %

Год

Р а с а

77

122

21

52

57

148

191

61

12

6

1971

1972

1973

1974

1975

84,2

88,1

93,7

100,0

98,4

1,9

7,6

0,0

0,0

1,6

7,8

1,1

4,2

0,0

0,0

3,8

3,2

0,0

0,0

0,0

1,9

0,0

0,0

0,0

0,0

0,6

0,0

0,0

0,0

0,0

0,4

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,7

0,0

0,0

0,0

0,0

0,7

0,0

0,0

0,0

0,0

0,7

0,0

0,0

Результаты  исследований 1971-1975 гг. показали, что в поволжской популяции патогена превалирует 77 раса. Часто встречаются 122 и 21 расы, причем выделялись они в годы с сухим и жарким летом (табл. 1).

В последующие годы исследований (1976-2004) в популяции также преобладала 77 раса. Ее представленность колебалась по годам  от 73,4 до 100 %. Это свидетельствует о том, что сорта-дифференциаторы Майнса и Джексона утратили способность дифференцировать популяцию патогена.

С созданием и внедрением в производство ржавчиноустойчивых сортов отечественной селекции и включением их в дополнительный набор дифференциаторов появилась возможность наблюдать динамику отдельных клонов вирулентности в поволжской популяции.

Таблица 2

Частота встречаемости клона вирулентности Р26 в поволжской популяции бурой ржавчины (1971-1983 гг.)

Год

Частота встречаемости, %

Степень развития бурой

ржавчины

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1978

1979

1980

1983

8,0

16,5

54,5

76,0

7,3

83,9

100,0

6,9

20,0

5,1

депрессия

депрессия

эпифитотия

эпифитотия

депрессия

эпифитотия

эпифитотия

депрессия

депрессия

депрессия

Клон Р26, вирулентный к сортам озимой пшеницы Кавказ и Аврора, был выявлен в поволжской  популяции гриба  в 1971 году (табл. 2). Частота встречаемости его составила 8,0%. В 1972 году – частота встречаемости Р26 возросла до 16,5%, несмотря на то, что условия для развития возбудителя  эти годы были неблагоприятными, и бурая ржавчина находилась в депрессии. В 1973 и 1974 годах, благоприятных для развития патогена, частота встречаемости Р26 возросла до 54,5 и 76,0%  соответственно (рис. 1). В  эти  годы  отмечалось  массовое  поражение бурой ржавчиной сортов Кавказ и Аврора, занимавших к этому времени значительные площади в Краснодарском крае, Ростовской области и на Украине.

      - годы эпифитотий бурой ржавчины

       

       - годы депрессии бурой ржавчины        

Рис. 1. Частота встречаемости клона Р26 в поволжской популяции бурой ржавчины (1971-1983 гг.)

Поскольку в Саратовской области в производстве отсутствовали сорта пшеницы с геном Lr26, становится очевидным, что состав местной популяции во многом определяется миграцией инфекции из южных и юго-западных районов России. Этот вывод подтверждается исследованиями И.Г. Одинцовой и Л.Ф. Шеломовой (1977). Используя в качестве маркера вирулентность к сорту Кавказ (Lr26) они показали, что доля мигрантов P. recondita из Краснодарского края и южной Украины, где этот сорт занимал большие площади, в Центрально-Черноземную зону составляет около 50%, в Поволжье и Башкирию – около 20%, в Казахстан – 4%.

С 1984 года для изучения состава популяции возбудителя бурой ржавчины стал использоваться набор моногенных линий серии Thatcher и сортов с известными генами устойчивости, всего 36 образцов.

Динамика структуры поволжской популяции бурой ржавчины определяется в основном частотой встречаемости  клонов вирулентности Р26, Р19, Р23, Р24. Нарастание частоты встречаемости данных клонов в популяции с 1984 по 2004 годы представлено на рис. 2.

  Рис.  2. Динамика клонов вирулентности  поволжской популяции бурой ржавчины

(1984-2004 гг.)

Исследования показывают, что, начиная с 1979 по 1987 годы, частота встречаемости клона вирулентности Р26 в поволжской популяции снижается. Это объясняется неблагоприятными метеорологическими условиями для развития бурой ржавчины в этот период, а также резким снижением посевных площадей под сортами Кавказ и Аврора, защищенных геном Lr26 (табл. 2, 3).

С 1989 года частота встречаемости Р26 возрастает практически независимо от степени развития бурой ржавчины и к 2003-2004 годам достигает 100%. Таким образом, ген Lr26 потерял эффективность и дальнейшее использование его в селекции, на первый взгляд, кажется  бесперспективным (Табл. 3, рис. 2). Однако отсутствие в производстве сортов, имеющих ген устойчивости Lr26,  может привести к снижению частоты встречаемости клона вирулентности Р26 и как следствие – повышение эффективности гена Lr26.

Наиболее эффективными для защиты пшеницы от бурой ржавчины и широко используемыми в селекции являются гены Lr9, Lr19, Lr23 и Lr24.

В результате наших исследований в 1985 году в поволжской популяции были выявлены новые клоны вирулентности Рр19, 23, 24. Частота встречаемости их в популяции стала возрастать (Табл. 3, рис. 3, 4, 5).

Таблица 3

Частота встречаемости клонов вирулентности в поволжской популяции

бурой ржавчины, %

Год

Р26

Р23

Р19

Р24

Р9

Степень развития бурой ржавчины

1984

1985

1986

1987

1989

1994

1995

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

29,2

11,3

0,0

0,0

37,5

22,2

60,6

83,3

37,5

37,5

90,0

85,7

100,0

100,0

0,0

5,9

60,5

16,4

0,0

86,7

48,5

66,7

25,0

75,0

80,0

100,0

11,1

75,0

0,0

1,0

4,6

0,0

0,0

6,7

15,2

33,3

12,5

87,5

100,0

85,7

77,7

87,5

0,0

1,0

7,0

3,6

0,0

2,2

6,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

44,4

62,5

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

Депрессия

Депрессия

Депрессия

Депрессия

Эпифитотия

Эпифитотия

Депрессия

Депрессия

Депрессия

Эпифитотия

Эпифитотия

Умеренная

Эпифитотия

Эпифитотия

Это объясняется тем, что в селекции все чаще стали использоваться гены Lr19, Lr23, Lr24.

В 1986 году частота встречаемости клона вирулентности Р19 составляла 4,6%, а  к  1998  году  увеличилась  до  33,3%.  В  2001  году  наблюдалась сильная эпифитотия бурой ржавчины. Частота встречаемости клона Р19 достигла 100%. В последующие годы (2002-2004)  произошла стабилизация клона Р19 в популяции, частота встречаемости колебалась на уровне 77,7-85,7%. То есть  ген Lr19 практически потерял эффективность (Рис. 3).

Причиной этому послужило распространение в производстве сортов яровой мягкой пшеницы, имеющих ген Lr19 – Л503, Добрыня.

В.А. Крупнов (2004) на основе долголетнего опыта свидетельствует, что после достижения сортом, содержащим чужеродный R-ген, определенной «критической» посевной площади (свыше 100 тыс. га) его устойчивость теряется.

Таким образом, изменение частот генов вирулентности связано с сортосменами.  Создание  и внедрение в производство нового сорта яровой мягкой пшеницы Л503 с эффективным геном устойчивости к бурой ржавчине Lr19 привело к появлению в популяции нового патотипа с комплементарным геном вирулентности. Резкое увеличение посевных площадей под этим сортом в разных регионах страны привело к быстрому накоплению  гена вирулентности (Р19) в популяции и как следствие, к потере его эффективности.

Результаты наших исследований динамики вирулентности клона Р23 показывают, что в 1985 году частота встречаемости его в поволжской популяции бурой ржавчины составила 5,9%. В дальнейшем отмечался рост доли клонов Р23 до 66,7% в 1998 году и до 100% в 2002 году (табл. 3, рис. 4). Следует отметить, что частота встречаемости клона Р23 практически не зависит от степени развития бурой ржавчины. Даже в неблагоприятные годы, когда ржавчина находилась в депрессии, частота клона Р23 достигала 48,5-66,7%.

Ген Lr23 широко используется в селекции, как в Поволжье, так и в других регионах России. Создано довольно много сортов, обладающих геном Lr23, в том числе и в Поволжье – Ершовская 32, Олимп, Куйбышевская 1, Прохоровка, Смуглянка и другие. Однако, несмотря на высокую частоту встречаемости клона вирулентности Р23 в популяции бурой ржавчины, этот ген не теряет своего значения, поскольку обеспечивает сортам высокий уровень горизонтальной устойчивости.

Несмотря на поражаемость в фазе проростка  и довольно высокую частоту встречаемости клона вирулентности Р23 в популяции, сильного развития заболевания на них не происходит.

Так, сорт озимой пшеницы Смуглянка, обладающий геном устойчивости к бурой ржавчине Lr23, имеет тип реакции иммунности в фазе проростка 2-3, но даже в годы эпифитотий, когда частота встречаемости клона Р23 в популяции достигала  86,7%, развитие бурой  ржавчины  на  нем  не превышало 20% (Рис. 6).

      - годы эпифитотий бурой ржавчины

       

       - годы депрессии бурой ржавчины        

Рис. 2. Частота встречаемости клона Р26 в зависимости от степени развития бурой ржавчины (1984-2004 гг.)

Рис. 3. Частота встречаемости клона Р19 в зависимости от степени развития бурой ржавчины (1984-2004 гг.)

       Рис. 4. Частота встречаемости клона Р23 в зависимости от степени развития бурой ржавчины (1984-2004 гг.)

Рис. 5. Частота встречаемости клона Р24 в зависимости от степени развития бурой ржавчины

Рис. 6. Частота встречаемости клона Р23 в популяции и пораженность

)

Рис. 6. Частота встречаемости клона Р23 в популяции и поражаемость сорта озимой пшеницы Смуглянка (Р23) бурой ржавчиной (1998-2005 гг.)

Происходит увеличение частоты встречаемости клона Р24 (рис.4). Возможно, это является результатом миграции спор бурой ржавчины из других регионов. Однако, распространение сорта озимой мягкой пшеницы Рубин 96, имеющего ген Lr24, может привести к накоплению в популяции клона Р24.

Продолжает сохранять высокую эффективность ген Lr9. В поволжской популяции бурой ржавчины до настоящего времени не выявлено вирулентного к нему клона.

Анализ структуры популяции бурой ржавчины указывает на ее высокую вирулентность. Среди известных Lr-генов лишь немногие эффективны против местной популяции. В настоящее время в поволжской популяции бурой ржавчины идентифицировано 35 генов вирулентности (Табл. 4). Наиболее распространенные из них: рр1, 1+gene, 2b, 2d, 2c, 3, 3ka, 4, 10, 11, 12, 14a, 14b, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 22a, 22b, 25, 27, 29, 30, 32, Ech, B. В отдельные годы  встречаемость некоторых клонов снижалась. В эти годы выявлялись биотипы с генами, авирулентными к Lr15, 21, 1+27+31.

Таблица 4

Степень вирулентности местной популяции  бурой ржавчины (Puccinia recondita Rob. ex Desm. f. sp. tritici)

Годы исследований

Формула вирулентности: авирулентные Р-гены / вирулентные Р-гены

Количество

авирулентных / вирулентных Р-генов

1994

9, 15, 21, 23, 24, 1+27+31 / 1, 2а, 2b, 2с, 3а, 3bg, 3ka, 10, 11, 12, 13, 14а, 14b, 16, 17, 18, 19, 20, 22а,

22b, 25, 26, 28, 29, 30, 32, 33, 34, В, Ech

6/30

1996

9, 24, 1+27+31 / 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bg, 3ka, 10, 11, 12, 13, 14a, 14b, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22a, 22b, 23, 25, 26, 28, 29, 30, 32, 33, 34, B, Ech

3/33

1997

9, 24 / 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bg, 3ka, 10, 11, 12, 13, 14a, 14b, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22a, 22b, 23,  25, 26, 28, 1+27+31, 29, 30, 32, 33, 34, B, Ech

2/34

2000

9, 24 / 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bg, 3ka, 10, 11, 12, 13, 14a, 14b, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22a, 22b, 23,  25, 26, 28, 1+27+31, 29, 30, 32, 33, 34, B, Ech

2/34

2001

9, 24, W / 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bg, 3ka, 10, 11, 12, 13, 14a, 14b, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22a, 22b, 23,  25, 26, 28, 1+27+31, 29, 30, 32, 33, 34, 35, 37, 38, 44, B, Ech

3/38

2003

9, W / 1, 2a, 2b, 2c, 3a, 3bg, 3ka, 10, 11, 12, 13, 14a, 14b, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22a, 22b, 23, 24, 25, 26, 28, 1+27+31, 29, 30, 32, 33, 34, 35, 37, 38, 44, B, Ech

2/39

Таким образом, основную часть местной популяции бурой ржавчины составляют 30 и более генов вирулентности. Это свидетельствует о необходимости расширения поиска новых эффективных Lr-генов за счет  широкого изучения сортообразцов пшеницы различного географического происхождения, диких видов пшеницы и других злаков.

  1. Создание инфекционных фонов для фитопатологической оценки и отбора болезнеустойчивых форм пшеницы

В процессе селекции фитопатологические оценки и отборы изучаемых сортов и селекционного материала пшеницы по устойчивости к болезням проводят в полевых условиях при естественном развитии заболеваний и в условиях искусственного заражения в полевых инфекционных питомниках, а также теплицах и климатических камерах.

Искусственные инфекционные фоны создаются в результате заспорения семян изучаемого материала и заражения инокулюмом вегетирующих растений.

Для усиления проявления заболеваний бурой ржавчиной, мучнистой росой, твердой головней при закладке полевого инфекционного питомника используются  приемы, повышающие его интенсивность. Наиболее эффективными для зоны юго-востока являются обсев участка весной  восприимчивым сортом  озимой пшеницы, изменение сроков посева изучаемых образцов, искусственное заражение пшеницы урединиоспорами бурой ржавчины, конидиоспорами  мучнистой росы, телиоспорами пыльной и твердой головни.

Результаты многолетних исследований показывают, что эффективность этих приемов по  годам бывает различной (Табл. 5, 6).

Таблица 5

Интенсивность проявления бурой ржавчины (%) и мучнистой росы (балл) на восприимчивых сортах пшеницы  в различные по погодным условиям годы

Варианты фонов

1977  –

среднее развитие

1978  –

эпифитотия

1980  –

депрессия

бурая ржав-чина

мучни-стая роса

бурая ржав-чина

мучни-стая роса

бурая ржав-чина

мучни-стая роса

Озимая пшеница

Лютесценс 230

усиленный

естественный

Яровая пшеница

Саратовская 38

усиленный

естественный

50-60

20-30

40-50

15-20

3

2

2-3

2

80-100

40-60

80-90

60-70

3-4

3-4

3

2-3

15-20

ед.

30-40

ед.

2-3

1-2

3-4

2

Во влажные годы с достаточным количеством осадков (1976, 1978, 2003, 2004) различий в интенсивности проявления болезней на естественном и усиленном инфекционных фонах не наблюдается. Однако на усиленном инфекционном фоне эпифитотия наступает на 10-14 дней раньше, чем на естественном фоне.

В годы с умеренным увлажнением и повышенным температурным режимом развитие бурой ржавчины на восприимчивых сортах в естественных условиях не превышает  20-30%. С помощью приемов, усиливающих развитие заболеваний в условиях юго-востока,  развитие бурой ржавчины может достигать 50-60%, а мучнистой росы – балла 3, что позволяет провести достоверную оценку селекционного материала на устойчивость к данным заболеваниям.

В засушливые годы с повышенным температурным режимом бурая ржавчина находится в депрессии. На листьях восприимчивых сортов пшеницы обнаруживаются единичные урединиопустулы. Слабо развивается мучнистая роса. На усиленном инфекционном фоне степень развития бурой ржавчины достигает 30-40%, мучнистой росы – 3 балла (табл. 5, 6).

Таблица 6

Интенсивность проявления бурой ржавчины (%) и мучнистой росы

(балл) на восприимчивых сортах пшеницы  в различные

по погодным условиям годы

Варианты фонов

2002 г. - депрессия

2003 г. - эпифитотия

2004 г. - эпифитотия

Бурая ржав-чина

Муч-нис-тая роса

Бурая ржав-чина

Муч-нис-тая роса

Бурая ржав-чина

Муч-нис-тая роса

Озимая пшеница Саратовская 90 -

усиленный

естественный

Яровая пшеница Саратовская 58

усиленный

естественный

30-40

ед.

40-50

15-20

2-3

1-2

2-3

1-2

60-70

30-40

70-80

50-60

3-4

2-3

3-4

3-4

70-80

70-80

70-80

70-80

3-4

3-4

3-4

3-4

Разработан наиболее эффективный вариант полевого инфекционного питомника или фитоучастка для засушливых условий юго-востока, который позволяет создавать комбинированный инфекционный фон: бурая ржавчина, мучнистая роса, твердая головня и отбирать генотипы, устойчивые к нескольким патогенам, практически ежегодно, не зависимо от погодных условий (рис. 7).

Полевой инфекционный питомник состоит из двух частей. В первой части питомника  высеваются образцы яровой и озимой пшеницы для оценки на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе. Во второй части питомника высеваются образцы пшеницы, выделенные по устойчивости к болезням в первом питомнике и заспоренные телиоспорами твердой головни. Здесь же высевается материал для искусственного заражения пыльной головней.

а

а

а

А Б

Рис. 7. Полевой инфекционный питомник: А – ржавчинный питомник; а – весенний посев накопителя инфекции – восприимчивого сорта озимой пшеницы; Б – головневый питомник.

Полевые оценки селекционного материала на естественном и усиленном инфекционных фонах дополняются оценками в условиях искусственного климата, то есть в теплицах или климатических камерах, где создаются оптимальные условия для развития растения-хозяина и патогена, контролируется температура, освещенность, влажность воздуха и т.д. Регулируемые условия способствуют проведению более точных оценок.

Нами разработано два новых способа оценки на устойчивость  пшеницы к болезням в искусственных условиях: заражение смешанным инокулюмом и заражение зеленых регенерантов бурой ржавчиной и мучнистой росой in vitro.

Новый способ совмещенной оценки пшеницы
на устойчивость к двум патогенам

Часто в селекции на устойчивость требуется проводить отбор материала с комплексной устойчивостью к нескольким патогенам.

Для того чтобы ускорить оценку на устойчивость и сохранить селекционный материал, особенно на ранних этапах селекции, когда оцениваются уникальные генотипы в F1 и F2, нами был разработан способ совмещенной оценки селекционного материала пшеницы на устойчивость к вирусу мозаики костра безостого и бурой ржавчине (Авторское свидетельство №1777726).

Сравнительное изучение реакции растений пшеницы на раздельный и одновременный способы заражения двумя патогенами не выявило взаимодействия между вирусом мозаики костра безостого и бурой ржавчиной.  Типы реакции изучаемых образцов на заражение патогенами в обоих случаях были идентичны.

При использовании предлагаемого способа определения устойчивости пшеницы к двум патогенам появляется возможность оценки и отбора устойчивых форм растений на ранних этапах селекции, индивидуальной оценки отдельных генотипов и сохранения их семенного потомства. При этом  значительно сокращаются затраты времени, труда, а также семян изучаемых образцов.

Оценка и отбор селекционного материала in vitro на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе

  В процессе создания исходного материала пшеницы для селекции на устойчивость к болезням использовались методы эмбриокультуры и культуры пыльников.

Мы сделали попытку обосновать возможность применения методов заражения бурой ржавчиной и мучнистой росой in vitro регенерантов пшеницы, полученных в культуре пыльников и эмбриокультуре, и определить идентичность реакции иммунности in vivo и in vitro.

Оценка регенерантов в  культуре in vitro на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе была полностью идентична контрольной оценке тех же образцов в тепличном боксе (табл. 7).        Таким образом  метод оценки на устойчивость к облигатным патогенам in vitro вполне можно использовать для отбора устойчивых форм в процессе клеточной селекции на стадии зеленых регенерантов.

  Таблица 7

Пораженность образцов яровой пшеницы бурой ржавчиной

и мучнистой росой в разных условиях опыта

Образец

Бурой ржавчиной

Мучнистой росой

in vitro

in vivo

in vitro

in vivo

Саратовская 55

Саратовская 58

Линия Lr 9

Lr19

Lr1+27+31

120/97

124/97

146/97

160/97

3

3

0;

0;

0;

0;

0;

0;

0;

3

3

0;

0;

0;

0;

0;

0;

0;

3

3

3

3

3

1

1

2

1

3

3

3

3

3

1

1

2

1

Это позволяет сократить объем работ по размножению полученного in vitro материала за счет выбраковки восприимчивых форм. Кроме того, этот метод менее трудоемок, так как исключает специальные работы по оценке в тепличных боксах.

В результате многолетних исследований была разработана система оценок и отборов сортов и селекционного материала на устойчивость к комплексу грибных болезней для условий юго-востока РФ.

Во-первых, это создание усиленного и искусственного инфекционных фонов развития бурой ржавчины, мучнистой росы, пыльной и твердой головни, позволяющих проводить достоверную оценку и отбор образцов пшеницы на устойчивость к комплексу патогенов в полевых условиях.

Во-вторых, проведение оценки на устойчивость к патогенам в условиях искусственного климата (теплица, климатические камеры). Для усовершенствования данных исследований разработано два новых способа оценки пшеницы на устойчивость к патогенам: способ совмещенной оценки селекционного материала пшеницы на устойчивость к вирусу мозаики костра безостого и бурой ржавчине (Авторское свидетельство №1777726) и метод оценки и отбора селекционного материала in vitro на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе (заявка на изобретение №94034770 (034684) с датой приоритета от 20.09.94 г.).

3. Выявление доноров устойчивости пшеницы к болезням

Источники устойчивости пшеницы к бурой ржавчине

  Скрининг мировой коллекции и сортов отечественной селекции. Для выявления источников устойчивости к болезням коллекционные образцы яровой и озимой пшеницы изучаются по степени поражаемости местными популяциями возбудителей бурой ржавчины, мучнистой росы, пыльной и твердой головни.

За период с 1971 по 2004 гг. на инфекционных фонах лаборатории иммунитета изучено более 50 тыс. образцов яровой и озимой пшеницы. В основном это образцы из мировой коллекции ВИР. Выделено более 700 образцов, устойчивых к бурой ржавчине. Около 200 образцов обладают комплексной устойчивостью к бурой ржавчине и мучнистой росе. Такие образцы представляют наибольший интерес для селекции на устойчивость. В основном это сложные гибриды преимущественно из Мексики, а также образцы из Сирии, США, Индии, России.

Подведены итоги  многолетних исследований по выявлению источников устойчивости к болезням. В 1990 году  изданы рекомендации «Исходный материал для селекции пшеницы на устойчивость к болезням и вредителям в Поволжье».

С 1998 по 2003 годы на устойчивость к болезням изучалась новая коллекция образцов пшеницы, включающая образцы из ВИР, ИКАРДА (Сирия) и СИММИТ (Мексика), а также сорта отечественной селекции. В  международных селекционных центрах СИММИТ и ИКАРДА ведется интенсивная селекция на устойчивость к болезням. Поэтому образцы, поступившие из этих центров, представляют наибольший интерес для селекции.  На устойчивость к бурой ржавчине было изучено 274 образца, из них 124 проявили высокую устойчивость к популяции бурой ржавчины.

Проведенные исследования показали, что мировая коллекция ВИР, а также международные селекционные центры СИММИТ и ИКАРДА  обладают значительным запасом исходного материала пшеницы для селекции на иммунитет к бурой ржавчине. Использование его в селекции приведет к получению генетически разнообразного материала с высокой  устойчивостью к данному заболеванию.

Идентификация генов устойчивости при помощи

тест-клона Р23

Образцы пшеницы из мировой коллекции, проявившие устойчивость к бурой ржавчине, как правило, содержат неидентифицированные Lr-гены. Когда в популяции появились клоны, вирулентные к гену Lr23, который стал широко использоваться в селекции, И.Г. Одинцова и В.И. Кривченко (1982) предложили использовать тест-клон Р23 для выявления в коллекции  образцов, содержащих ген Lr-23 или генов, отличных от него.

В течение 1983-1985 гг.  были проведены исследования созданной  в лаборатории коллекции ржавчиноустойчивых образцов с помощью тест-клона.

Коллекция ржавчиноустойчивых образцов была разделена на две группы: образцы с геном устойчивости Lr23 и образцы с геном устойчивости, отличным от Lr23. Результаты данных исследований приводятся в диссертации.

Дикие виды и сородичи пшеницы как источники устойчивости к бурой ржавчине. Для расширения генетического разнообразия доноров иммунитета  используются близкие сородичи культурной пшеницы: ее дикие формы.

В задачу наших исследований входило изучение иммунологических свойств некоторых диких видов пшеницы по отношению к местным популяциям патогенов, выделение иммунных видов и использование их при создании доноров устойчивости для селекции мягкой пшеницы на устойчивость.

Изучались следующие виды пшеницы: Triticum monococcum, T. dicoccum, T. persicum, T.timopheevi, T. militinae. Оценку на поражаемость болезнями проводили на фоне естественных эпифитотий и при искусственном заражении.

В результате многолетнего изучения диких видов пшеницы нами были выделены образцы, иммунные к отдельным грибным болезням или обладающие комплексной устойчивостью к ним. Для создания исходного материала использовали выделенные образцы (Табл. 8).

Таблица 8

Иммунологическая характеристика  видов пшеницы

в условиях НИИСХ Юго-Востока (1975-1985 гг.)

Вид пшеницы

Номер каталога

ВИР

Поражаемость болезнями

бурой ржавчиной, %/балл

мучнистой

росой, балл

пыльной

головней, %

Triticum monococcum

Triticum dicoccum

Triticum timopheevi

Triticum persicum

Triticum militinae

к-105

к-19088

к-23653

к-20409

к-20983

к-20985

к-35639

к-417

к-11400

к-28224

к-29560

к-46956

к-1694

к-13938

к-7886

к-11890

к-40576

к-46007

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

30-40/3

30-40/3

70-80/3

70-80/3

30-40/3

ед./1-2

0

0

3

3

3

3

3

0

0-3

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Источники устойчивости пшеницы к мучнистой росе

Скрининг мировой коллекции и сортов отечественной селекции

В результате многолетних исследований (1975-1990) было  выявлено около 250 образцов из мировой коллекции ВИР, обладающих устойчивостью к мучнистой росе. Это образцы из Австралии, Индии, Канады, Мексики, США, Чили, Болгарии, Германии и других стран. Среди них сорта озимой пшеницы Kawfers (США), Lovrin 34 (Румыния), Facta (Германия) и др., яровой – К-46391, К-56147, К-57891 и др. Эти образцы обладают групповой устойчивостью к мучнистой росе и бурой ржавчине и используются в качестве доноров групповой устойчивости.

Дикие виды и сородичи пшеницы как основной источник генов устойчивости к мучнистой росе. Основным источником генетического разнообразия устойчивости пшеницы к грибным болезням и, в частности к мучнистой росе, являются тетраплоидные виды пшеницы, обладающие иммунитетом –  T. dicoccum и T. persicum.  Особенно ценным источником устойчивости пшеницы к мучнистой росе является вид T. persicum, который стал основным донором устойчивости яровой мягкой пшеницы к мучнистой росе в межвидовых скрещиваниях.

В результате проведенной межвидовой гибридизации были получены линии яровой мягкой пшеницы, которые обладают высокой и продолжительной  устойчивостью к мучнистой росе.

Источники устойчивости пшеницы к твердой головне. С целью выявления источников устойчивости к твердой головне  было изучено около 500 коллекционных образцов озимой и яровой пшеницы на фоне искусственного заражения семян телиоспорами Tilletia caries. Результаты показывают, что  среди образцов из мировой коллекции ВИР и сортов отечественной селекции, проходивших оценку, выделилось  всего около 4% образцов, проявивших  устойчивость к твердой головне (Табл. 9).

Таблица 9

Образцы пшеницы из мировой коллекции, устойчивые к твердой головне при искусственном заражении (1998-2002 гг.)

№№ каталога ВИР

Происхождение

Пораженность твердой головней (%)  в среднем за 5 лет

Степень

устойчивости

К-58773

И-506783

И-468914

И-519573

Австралия

Индия

Мексика

«

0,0

0,0

0,0

0,0

Высокая

устойчивость

К-31887

И-468538

И-468550

И-468960

СИММИТ

Мексика

«

«

2,2

2,6

3,9

5,9

Устойчивость

И-468615

К-59066

К-31818

И-519614

К-59631

И-468560

К-58192

К-31985

К-60935

К-34171

К-61180

«

США

СИММИТ

Сирия

Мексика

«

Краснодар

СИММИТ

Бразилия

СИММИТ

США

13,5

16,0

16,2

17,2

17,3

17,7

19,4

19,4

19,5

20,0

20,0

Слабая восприимчивость

Сар. 68 (St)

74,3

Сильная восприимчивость

  НСР05 = 1,4*

Выделены образцы с абсолютной устойчивостью - К-58773, И-519573, И-468914, Мексика; И-506783, Индия; устойчивые (с поражением до 10%) –  К-31887, И-468538, И-468550, И-468960, Мексика; образцы среднеустойчивые (с поражением до 20%) К-60935, Бразилия; К-59066, К-61180 США; К-59631, И-468615, К-31818, К-31985, К-34171, И-468560, Мексика; К-58192, Краснодар, И-519614, Сирия. Все они могут служить источниками устойчивости при создании исходного материала для селекции на устойчивость к твердой головне.

Источники устойчивости пшеницы к пыльной головне. Изучено 123 коллекционных образца и 30 сортов отечественной селекции. Исследования проводились в 1986-1990 годах в полевых условиях и в теплице при искусственном заражении. Результаты проведенных исследований  показывают, что  около 20% изученных образцов представляют ценность как доноры устойчивости к пыльной головне. Выделено 12 источников устойчивости яровой твердой пшеницы, из которых 8 образцов проявили высокую устойчивость к пыльной головне и имеют селекционную ценность по ряду хозяйственно-биологических признаков (Табл. 10). Наиболее стабильные по устойчивости образцы яровой твердой пшеницы были использованы для получения исходного материала методом сложных скрещиваний.

Таблица 10

Образцы яровой твердой пшеницы из мировой коллекции, устойчивые

к пыльной головне при искусственном заражении

(1986-1990 гг.)

№№ каталога ВИР

Сорт или линия

Происхождение

Пораженность пыльной головней (%)  в среднем за 5 лет

Степень устойчивости

К-20721

К-44906

К-48094

Аюби

Cuzgueno

Гордеиформе 46

Безостая 105

Светлана

Оренбургская 10

Португалия

Сирия

Перу

Алтайский НИИСХ

«

НИИСХ ЦЧО

Оренбургский

НИИСХ

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

Высокая устойчивость

К-37064

К-47689

Гордеиформе 43

Гордеиформе 53

Казахстан

Алтайский НИИСХ

«

Кипр

6,4

6,9

7,7

14,2

Устойчивость

Саратовская 40 (St)

Краснокутка 6 (St)

НИИСХ Ю.-В.

Краснокут. ОС

89,5

83,3

Сильная восприим-чивость

  НСР 05 = 3,6*

В результате изучения образцов яровой мягкой пшеницы из мировой коллекции, а также видов пшениц на фоне искусственного заражения пыльной головней были выделены устойчивые и высоко устойчивые образцы (Табл. 8). Из видов пшениц наиболее ценным источником иммунитета является T. persicum.

4. Создание исходного материала пшеницы для селекции на устойчивость к болезням

Получение гомозиготных линий  яровой мягкой пшеницы устойчивых к болезням путем интрогрессии генов устойчивости от диких злаков. Основной задачей наших исследований являлось выявление новых источников и доноров  устойчивости пшеницы к патогенам и на их основе создание исходного материала для дальнейшей селекции на болезнеустойчивость. Одним из главных направлений в решении поставленной задачи  стало использование трансгрессии генов устойчивости от диких видов пшеницы. Некоторые из диких видов пшеницы (T. dicoccum, T. timopheevi, T. persicum, T militinae) были использованы  в скрещиваниях с местными сортами яровой мягкой пшеницы (Саратовская 29, Саратовская 55 и Саратовская 58). Местные сорта служили материнской формой и опылялись пыльцой с соответствующих видов пшеницы.

Межвидовая гибридизация имеет ряд существенных недостатков: плохая скрещиваемость растений из разных родов и видов, нежизнеспособность гибридных зародышей F0, стерильность растений F1, длительный процесс получения константных форм из расщепляющихся гибридных популяций и др.

Современные биотехнологические методы позволяют преодолеть трудности, связанные с половой несовместимостью в межвидовых скрещиваниях, и сократить сроки получения селекционных форм растений.

Для сохранения жизнеспособности гибридных зародышей использовали  эмбриокультуру, как один из приемов культивирования изолированных тканей или органов растений in vitro.

Для ускорения получения из межвидовых скрещиваний константных форм применяли метод культуры пыльников. Данный метод позволяет не только значительно сократить сроки селекции, но и выявить и отобрать клеточные линии, устойчивые к болезням.

В процессе выполнения данных исследований мы пользовались методиками С.Ф. Лукьянюк с соавторами, (1981), Т.И Дьячук с соавторами (1986, 1989). Нами отрабатывались порядок, кратность и последовательность  использования данных методов.

В результате была разработана схема ускоренного получения гомозиготных линий яровой пшеницы из межвидовых скрещиваний (рис. 8). Схема включает также  способ оценки регенерантов пшеницы на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе in vitro (заявка на изобретение № 94034770 (034684) с датой приоритета от 20.09.94 г.).

1 год Поле  х 

_____________________________________________________________

  Лаборатория  F0 Доращивание зародышей на искусственной

питательной среде 

­­­­­­­­­­­­­­­­_____________________________________________________________

Теплица F1 Колхицинирование регенерантов. Доопы-

ление материнским сортом. Получение

семян.

2 год Поле  F2…n  Отбор растений с признаками мягкой

  пшеницы.

_____________________________________________________________

Теплица  F3…n  Размножение отобранных растений. Оцен-

  ка на устойчивость к болезням. Отбор и

  размножение устойчивых растений.

3 год  Поле  F4…n Повторный отбор устойчивых растений.

Отбор колосьев с устойчивых растений для

культуры пыльников (КП).

_____________________________________________________________

Лаборатория  КП Получение зеленых растений. Оценка устой-

  чивости растений у бурой ржавчине и муч-

  нистой росе in virto. Отбор устойчивых рас-

  тений.

_____________________________________________________________

  Теплица  УДЛ Получение потомства удвоенных

  гаплоидных растений (УДЛ)

4 год  Поле  УДЛ Закладка удвоенных гаплоидных линий.

  Изучение поражаемости линий болезнями

  .

Рис. 8. Схема ускоренного создания линий яровой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням.

По этой схеме было получено 173 константные линии яровой мягкой пшеницы, устойчивые к бурой ржавчине, мучнистой росе, или с комплексной устойчивостью к данным болезням (табл. 11)

Таблица 11

Линии яровой мягкой пшеницы с различными  источниками иммунитета

Источник иммунитета

Количество линий, шт.

Всего

из них устойчивых

к бурой

ржавчине

к мучни-стой росе

с комп-лексной устойчи-востью

Triticum timopheevi Zhuk.

Triticum militinae Zhuk.

Triticum dicoccum Shuebl.

Triticum persicum Vav.

Triticum dicoccum / Aegilops sq.

Lr9

Lr19

Lr1+27+31

Triticum dicoccum + T. persicum

4

13

43

17

53

5

5

3

30

0

0

43

0

53

5

5

3

30

0

0

43

17

53

0

0

0

30

0

0

43

0

53

0

0

0

30

Созданные линии переданы в лабораторию селекции и семеноводства яровой мягкой пшеницы для использования в  селекционных программах.

В 2004 году изданы рекомендации «Методы создания исходного материала для селекции пшеницы на устойчивость к болезням», где в приложение вошли все перспективные линии от межвидовых скрещиваний, как исходный материал для селекции на устойчивость.

Получение гомозиготных линий озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне. Одной из основных задач наших исследований было создание исходного материала озимой пшеницы для селекции на комплексную устойчивость к болезням.

В качестве доноров устойчивости были взяты сорта из мировой коллекции ВИР, несущие гены устойчивости к бурой ржавчине (Lr9, Lr19, Lr23, Lr24), которые, в свою очередь, были трансформированы в них от диких злаков и сородичей пшеницы. Кроме того, эти сорта обладали устойчивостью к мучнистой росе и твердой головне.  В скрещиваниях использовались также линии яровой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью из межвидовых скрещиваний.

Доноры устойчивости скрещивались с сортами озимой пшеницы селекции НИИСХ Юго-Востока Саратовская 8, Саратовская 9, Саратовская 10, Саратовская 12, Ершовская 8, которые обладают хорошей зимостойкостью, засухоустойчивостью и другими хозяйственно-ценными признаками, но сильно восприимчивы к болезням. Использовался в скрещиваниях сорт Мироновская 808 – лучший по зимостойкости, обладающий хорошим качеством зерна и засухоустойчивостью. Сорт устойчив к мучнистой росе, но сильно поражается бурой ржавчиной и твердой головней.

Изучение гибридных популяций и отбор устойчивых растений проводили на фоне искусственного заражения бурой ржавчиной и твердой головней, а также на фоне естественных эпифитотий.

С целью ускорения селекционного процесса в схему селекции озимой пшеницы включали приемы яровизации, получение  семенного потомства в теплице, метод культуры пыльников.

Отбор растений по болезнеустойчивости проводился в F2-F3 и более поздних поколениях. На всех этапах селекции применялось искусственное заражение в теплице,  многократное испытание отобранных растений  на поражаемость болезнями в полевых условиях. С целью закрепления признака болезнеустойчивости в потомстве использовали культуру пыльников.

Для отбора устойчивых к бурой ржавчине и мучнистой росе форм на стадии регенерантов использовали разработанный в лаборатории метод оценки и отбора селекционного материала in vitro.

В результате разработана схема ускоренного создания константных линий озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням (Рис. 9).

При использовании в работе этой схемы весь процесс получения константных удвоенных гаплоидных линий занимает 3-4 года. Использовалась также и общепринятая схема сложных скрещиваний и отборов устойчивых растений в полевых условиях.

В течение пяти лет (1990-1994 гг.)  изучено 600 линий озимой пшеницы, различающихся по Lr-генам – 9, 19, 23 и 24.

305 константных линий устойчивы к бурой ржавчине и мучнистой росе. Часть из них устойчива к твердой головне.

В результате проделанной работы был создан перспективный исходный материал озимой пшеницы, ценный не только по комплексной устойчивости к болезням, но и по качеству зерна. Наиболее перспективные линии детально изучались по комплексу других хозяйственно-ценных признаков. Среди них выделились две формы, ставшие родоначальниками сортов озимой мягкой пшеницы Смуглянка и Рубин 96.

1 год Поле  х 

________________________________________________________

  Теплица  F0 Посев в сосуды. Яровизация растений.

________________________________________________________

  Теплица  F1  Получение семян. Получение пророст-

ков F2.

2 год Поле (сосуды)  F2…n Яровизация. Заражение растений бурой

ржавчиной и мучнистой росой. Марки-

ровка устойчивых растений. Отбор ко-

лосьев для культуры пыльников (КП).

       

3 год  Лаборатория КП  Получение регенерантов. Заражение

  in virto бурой ржавчиной и мучнистой

  росой. Отбор устойчивых растений.

_______________________________________________________

 

  Климатическая камера,  УДЛ  Колхиницинирование. Яровизация реге-

теплица нерантов. Получение семян удвоенных

      гаплоидов

4 год Поле УДЛ Размножение удвоенных гаплоидных

  линий. Отбор растений по 

  морфологическим призхнакам.

Рис. 9. Схема ускоренного создания линий озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням.

5. Реализация схемы ускоренного создания линий озимой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням в процессе создания сортов

Характеристика сорта озимой пшеницы Смуглянка

По результатам конкурсного испытания за 1991-1993 гг. выделилась линия Ф-1224, обладающая комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне, имеющая высокую продуктивность, засухо- и зимостойкость. Кроме того эта линия имеет  выполненную соломину, что служит фактором неспецифической защиты против стеблевого хлебного пилильщика.

В ноябре 1993 года линия Ф-1224 была передана в Государственную комиссию РФ по испытанию и охране селекционных достижений как новый сорт под названием Смуглянка (заявка №94001113 с приоритетом от 24.11.93 г.).

Исходным материалом при создании сорта были полученные в лаборатории линии: №31 – от скрещивания сорта Саратовская 10 на озимую форму гибрида Мироновская 808 / PV 18, Индия и №2 – от скрещивания Мироновской 808 / К-392272, Венгрия.

Формула сорта:

  Саратовская 10/3/Мироновская 808/PV18(Индия)//

Мироновская 808/К-392272 (Венгрия).

Основным достоинством сорта Смуглянка является комплексная устойчивость его к наиболее вредоносным болезням – бурой ржавчине (ген Lr23), мучнистой росе, твердой головне, а также выносливость к комплексу вирусных и микоплазменных болезней.

В годы эпифитотий бурая ржавчина развивается на этом сорте по принципу «slow rusts», то есть  первые урединиопустулы появляются на нижних листьях гораздо позже, чем на восприимчивых сортах, и к  фазе восковой спелости максимальное поражение составляет 20-30 % (Табл. 12).

Таблица 12

Характер поражения сорта Смуглянка бурой ржавчиной (%) в условиях  естественной эпифитотии в сравнении с восприимчивыми сортами

Фаза развития

2003

2004

Смуг-лянка

Миронов-ская 808

Саратов-ская 90

Смуг-лянка

Миронов-вская 808

Саратов-ская 90

Кущение

Выход в трубку

Колошение

Молочная спе-лость

Восковая спе-лость

0

0

ед.

5-10

15-20

0

ед.

15-20

30-40

70-80

ед.

ед.

20-30

50-60

80-90

0

ед.

5-10

15-20

20-30

ед.

1-5

15-20

50-60

70-80

ед.

5-10

20-30

50-60

80-90

 

Как показали результаты испытания сорта Смуглянка на сортоучастках Саратовской области, он в большинстве случаев превышал стандарт (Мироновская 808) по продуктивности и другим хозяйственно-ценным признакам. Это подтверждают и результаты конкурсного испытания сорта (табл. 14, 15).

В 1998 году по результатам 4-х летнего испытания сорт Смуглянка был зарегистрирован в Гос. реестре охраняемых селекционных достижений,  допущенных к использованию в №7 – Средневолжских регионах РФ и №8 – Нижневолжских регионах РФ. Получен патент 0141 (РФ) и авторское свидетельство  27724 (РФ). –  № 9401113. Приоритет 24.11.1993 г.

Характеристика сорта озимой пшеницы Рубин 96. В конкурсном испытании 1996-1998 гг. хорошо проявила себя линия с селекционным номером Мильтурум 101-93. Эта линия обладает не только комплексной устойчивостью к болезням (бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне), но и ценными хозяйственными признаками. Основные из них – это  продуктивность и высокое качество зерна. В 2003 году линия Мильтурум 101-93 была передана в Государственную комиссию РФ по испытанию и охране селекционных достижений как новый сорт под названием Рубин 96 (Пат. 3654 (РФ). –  9609725. Приоритет 25.02.2003 г. Зарегистрирован в Гос. реестре охраняемых селекционных достижений 13.06.07 г.)).

Сорт создан в НИИСХ Юго-Востока методом внутривидовой гибридизации и индивидуального отбора из скрещивания: Лютесценс 18 / Ершовская 8 // McNair 23.

Таблица 13

Фитопатологическая оценка нового сорта озимой пшеницы Рубин 96

при искусственном заражении в сравнении со стандартами

Патоген

Рубин 96

Мироновская 808

Саратовская 90

1999

2000

2001

1999

2000

2001

1999

2000

2001

Бурая ржавчина

%

балл

Мучнистая

роса, балл

Твердая

головня, %

0,0

0;-1

0

0,0

ед.

0;-1

0

0,0

0-5

0;-2

0-1

1,9

50-60

3

2-3

33,5

60-70

3

1-2

23,8

40-50

3

2-3

31,8

60-70

3

4

10,2

70-80

3

4

14,0

60-70

3

4

13,0

Основным достоинством сорта Рубин 96 является устойчивость к бурой ржавчине (ген Lr24), мучнистой росе и твердой головне (табл. 13). Сорт имеет  выполненную соломину – фактор неспецифической защиты против хлебного пилильщика

Урожайность зерна и масса 1000 зерен сортов озимой пшеницы (1999-2001 гг.)

Таблица 14

Сорт

Средняя урожайность зерна (КСИ), т/га

Масса 1000 зерен, г

1999

2000

2001

Среднее

1999

2000

2001

Среднее

Смуглянка

1,2

4,1

3,9

3,1

38,6

54,0

38,4

43,7

Рубин 96

1,6

3,9

3,7

3,1

38,3

52,4

48,8

46,5

Мироновская 808

1,1

3,5

3,2

2,6

35,6

39,3

38,4

37,8

НСР 05

0,7*

5,6*

Содержание и качество клейковины у сортов озимой пшеницы (1999-2001 гг.)

       Таблица 15

Сорт

Содержание клейковины, %

Показатель ИДК-1, ед. п.

1999

2000

2001

Среднее

1999

2000

2001

Среднее

Смуглянка

23,2

40,0

34,4

32,5

87

90

88

88,3

Рубин 96

35,2

38,8

34,6

36,2

90

82

77

83,0

Мироновская 808

23,2

34,0

34,4

30,5

93

88

85

88,7

НСР 05

3,8*

13,6

Изучение сортов Смуглянка и Рубин 96 в конкурсном сортоиспытании показывает, что по продуктивности и массе 1000 зерен они значимо превышают стандарт Мироновскую 808 (табл. 14).

Получены  значимые различия у изучаемых сортов со стандартом по содержанию клейковины, одного из основных показателей качества зерна. Качество клейковины, характеризующееся показателем ИДК-1, было на уровне стандарта.

Таким образом, сорта озимой мягкой пшеницы Смуглянка и Рубин 96, обладая комплексной устойчивостью к болезням и не уступая районированным сортам по продуктивности и качеству зерна, имеют большие перспективы для возделывания в хозяйствах зоны Поволжья.

В Ы В О Д Ы

  1. В результате многолетних исследований создана основа для целенаправленной селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы в условиях Поволжья (проведен анализ популяций возбудителей основных грибных болезней; разработана система оценок и отбора исходного  и селекционного материала на устойчивость к болезням; выявлены и созданы новые источники и доноры болезнеустойчивости). Показана практическая значимость научных разработок: созданы 2 сорта озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням.
  2. Исследование структуры поволжской популяции бурой ржавчины указывает на ее высокую вирулентность и изменчивость по генам вирулентности:

- при помощи моногенных линий серии Thatcher идентифицировано 35 генов вирулентности. Основную часть популяции составляют патотипы, имеющие 31 и более генов вирулентности;

- потеряли эффективность гены Lr26 и Lr19;

- несмотря на высокую частоту встречаемости и широкое использование в селекции ген Lr23 продолжает обеспечивать сортам, обладающим этим геном, высокий уровень полевой устойчивости;

- увеличивается частота встречаемости клона Р24 в популяции;

- высоко эффективным к бурой ржавчине остается ген Lr9.

  1. Разработан эффективный вариант полевого инфекционного питомника, который позволяет создавать комбинированный инфекционный фон – бурая ржавчина, мучнистая роса, твердая головня, пыльная головня и отбирать генотипы с групповой устойчивостью к нескольким патогенам. С помощью специальных приемов (изменение сроков посева изучаемых образцов, использование сортов-накопителей инфекции, искусственное заражение посевов возбудителями бурой ржавчины и мучнистой росы и др.)  создается усиленный инфекционный фон развития основных грибных болезней, позволяющий проводить достоверную оценку на устойчивость независимо от складывающейся фитосанитарной обстановки на посевах пшеницы.
  2. Разработан «Способ определения устойчивости пшеницы к патогенам» (А. с. №1777726) для совмещенной оценки селекционного материала пшеницы на устойчивость к вирусу мозаики костра безостого и бурой ржавчине. При использовании данного способа создается возможность  проведения оценки и отбора устойчивых форм на ранних этапах селекции, индивидуальной оценки отдельных генотипов и сохранения их семенного потомства.
  3. Предложен и апробирован метод оценки и отбора селекционного материала in vitro на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе (заявка на изобретение № 94034770 (034684) с датой приоритета от 20.09.94 г.). Метод позволяет сократить объем работ по размножению полученного in vitro материала за счет выбраковки восприимчивых форм
  4. За период с 1975 по 2004 гг. изучено более 50 тыс. образцов яровой и озимой пшеницы из мировой коллекции ВИР и международных селекционных центров СИММИТ и ИКАРДА на устойчивость к болезням. Выявлены доноры и генетические источники устойчивости пшеницы к бурой ржавчине, мучнистой росе и с групповой устойчивостью к данным заболеваниям, а также к пыльной и твердой головне. Среди них с помощью тест-клона Р23 отобраны образцы с геном Lr23 и образцы с эффективным геном устойчивости, отличным от Lr23.
  5. Выявлены источники устойчивости пшеницы к бурой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне среди диких видов пшеницы (T. monococcum, T. dicoccum, T. timopheevi, T. persicum, T. militinae).
  6. Разработана схема ускоренного получения устойчивых к грибным болезням гомозиготных линий яровой мягкой пшеницы из межвидовых скрещиваний с применением методов биотехнологии (эмбриокультуры, культуры пыльников и др. приемов). Использование данной схемы в селекции позволяет сократить сроки получения  гомозиготных удвоенных гаплоидных линий до 3-4-х лет. В результате создано 139 константных линий яровой мягкой пшеницы, устойчивых к бурой ржавчине, 143 – к  мучнистой росе и 126 линий – с комплексной устойчивостью к данным заболеваниям.
  7. Разработана схема ускоренного создания линий озимой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням. Включение в схему приемов яровизации, получения  семенного потомства в условиях искусственного климата, культуры пыльников, а также метод заражения и отбора in vitro, позволяет сократить сроки получения гомозиготных удвоенных гаплоидных линий, устойчивых к болезням, до 4-5 лет. В результате создано 305 константных линий, устойчивых к бурой ржавчине, мучнистой росе, часть из них устойчива к твердой головне.
  8. Создан сорт озимой мягкой пшеницы Смуглянка, устойчивый к бурой ржавчине (ген Lr23), мучнистой росе, твердой головне, имеющий выполненную соломину – фактор неспецифической защиты против стеблевого хлебного пилильщика.
  9. Создан сорт озимой мягкой пшеницы Рубин 96, устойчивый к бурой ржавчине (ген Lr24), мучнистой росе, твердой головне, имеющий выполненную соломину – фактор неспецифической защиты против стеблевого хлебного пилильщика.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

И ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМУ ПРОИЗВОДСТВУ

  1. Рекомендации: Исходный материал для селекции пшеницы на устойчивость к болезням и вредителям в Поволжье, 1990 г.
  2. Рекомендации: Методы создания исходного материала для селекции пшеницы на устойчивость к болезням, 2004 г.
  3. Пакет линий яровой мягкой пшеницы из межвидовых скрещиваний, с комплексной устойчивостью к основным грибным болезням (бурой ржавчине, мучнистой росе, пыльной головне).
  4. Пакет линий озимой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью к основным грибным болезням (бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне).
  5. Сорт озимой мягкой пшеницы Смуглянка с комплексной устойчивостью к болезням. Рекомендуется для возделывания в хозяйствах Средневолжского и Нижневолжского регионов РФ.

Список основных научных трудов по теме диссертации

  1. Статьи в изданиях, в которых рекомендуется публикация результатов диссертации на соискание ученой степени доктора наук

  1. Веденеева М.Л. Стратегия селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы в Поволжье. 1. Бурая ржавчина, мучнистая роса, пыльная и твердая головня /М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Агро ХХI. – 2002. - №2. – С. 18-19.
  2. Веденеева М.Л. Стратегия селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы в Поволжье. 2. Корневые гнили, вирусные и микоплазменные болезни /М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Агро ХХI. – 2002. - №3. – С. 12-13.
  3. Веденеева М.Л. Перспективы селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы в Поволжье /М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова // Защита и карантин растений. – 2002. - №11. – С. 15-16.
  4. Маркелова Т.С. Устойчивые сорта пшеницы / Т.С. Маркелова // Защита и карантин растений. – 2004. -  №10. – С. 48.
  5. Васильчук Н.С. Фитосанитарная ситуация на посевах пшеницы в Нижнем Поволжье / Н.С. Васильчук, …, Т.С. Маркелова, А.И. Силаев // Защита и карантин растений. – 2004. - №6. – С. 43-44.
  6. Маркелова Т.С. Отбор устойчивых к пыльной головне линий яровой мягкой пшеницы  / Т.С. Маркелова // Защита и карантин растений. – 2005. - №3. – С.61.
  7. Маркелова Т.С. Изучение структуры и изменчивости популяции бурой ржавчины пшеницы (Puccinia recondita f. sp. tritici, Rob. et Desm.) в Поволжье / Т.С. Маркелова // Агро ХХI. – 2007. - № 4-6.
  8. Маркелова Т.С. Создание инфекционных фонов для проведения фитопатологических оценок пшеницы на устойчивость к болезням / Т.С. Маркелова // Защита и карантин растений. – 2007. -  №8.

II. Статьи в аналитических сборниках и материалах конференций

  1. Гешеле Э.Э. Роль устьиц в ограничении развития бурой ржавчины на некоторых сортах яровой пшеницы / Э.Э. Гешеле, Т.С. Маркелова // Науч.-техн. бюл. Всесоюз. селекц.-генет. ин-та. – 1979. – Вып. 33. – С. 59-61.
  2. Маркелова Т.С. Изучение некоторых факторов неспецифической защиты растений против патогена на первом этапе инфекционного процесса при исследовании вопроса устойчивости пшеницы к бурой ржавчине / Т.С. Маркелова // Генетика, селекция и семеноводство. – Саратов, 1980. – С. 62-68.
  3. Веденеева М.Л. Некоторые элементы неспецифической защиты пшеницы против бурой ржавчины / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Генетика, селекция и семеноводство. – Саратов, 1980. – С. 69-78.
  4. Веденеева М.Л. Влияние некоторых элементов пассивной защиты на развитие бурой ржавчины пшеницы  /М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Пробл. и пути повышения устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среды в связи с задачами селекции». – Л., 1981. – С. 53-54.
  5. Веденеева М.Л. Роль отдельных элементов пассивной защиты в развитии бурой ржавчине на пшенице и наследование их при гибридизации / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 7-го Всесоюз. совещ. по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям. – Новосибирск, 1981. – С. 93-94.
  6. Маркелова Т.С. Изучение некоторых защитных особенностей у сортов яровой пшеницы против бурой ржавчины на первых этапах инфекционного процесса и наследование их при гибридизации: автореф. дис.… канд. биол. наук. / Т.С. Маркелова. – М., 1982. – 14 с.
  7. Веденеева М.Л. Характер наследования устойчивости и факторов неспецифической защиты против бурой ржавчины при гибридизации и формообразование у гибридов по этим признакам / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Генетика, селекция и семеноводство. – Саратов, 1983. – С.
  8. Веденеева М.Л. Динамика популяции патогена и селекция ржавчиноустойчивых сортов пшеницы в Поволжье / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 8-го Всесоюз. совещ. по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям. – Рига, 1986. – С. 24-25.
  9. Веденеева М.Л. Источники устойчивости пшеницы к болезням / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 8-го Всесоюз. совещ. по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям. – Рига, 1986. – С. 25.
  10. Веденеева М.Л. Динамика популяции патогена и селекция ржавчиноустойчивых сортов пшеницы в Поволжье / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Генетика, физиология и селекция зерн. культур на Юго-Востоке. – Саратов, 1987. – С. 62-69.
  11. Исходный материал для селекции пшеницы на устойчивость к болезням и вредителям в Поволжье: рекомендации / М.Л. Веденеева, А.Д. Константинова, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Л.М. Кудимова – Саратов, 1990. – 28 с.
  12. Веденеева М.Л. Создание исходного материала для селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 9-го Всесоюз. совещ. по иммунитету растений к болезням и вредителям. – Минск, 1991. – С. 16-17.
  13. Создание селекционного материала пшеницы с комплексной устойчивостью к патогенам / М.Л. Веденеева, Т.В. Кириллова, Т.С. Маркелова, Т.В. Тихонова, Н.В. Аникеева // Защита растений от вредителей и болезней. – Саратов, 1996. – С. 40-49.
  14. Маркелова Т.С. Получение двойной культуры in vitro в системе Triticum aestivum/Tilletia caries / Т.С. Маркелова, Т.В. Тихонова // Защита растений от вредителей и болезней. – Саратов, 1996. – С. 50-53.
  15. Способ отбора растений, устойчивых к фитопатогену / М.Л.Веденеева, Н.В. Тихонова, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова // Проблемы новаторской деятельности ученых, изобретателей и других творческих работников в условиях реформирования экономики. – Саратов, 1996. – С. 179-180.
  16. Веденеева М.Л. Иммунологические аспекты селекции устойчивых к болезням сортов пшеницы / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Актуал. вопр. агроэкологии  в интегрированных системах защиты растений. – Пенза, 1999. – С. 35-38.
  17. Веденеева М.Л. Структура популяции бурой ржавчины пшеницы в Поволжье и эффективность селекции на иммунитет / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Пробл. и пути преодоления засухи в Поволжье, ч. 1. – Саратов, 2000. – С.325-331.
  18. Веденеева М.Л. Методы создания селекционного материала пшеницы с комплексной устойчивостью к патогенам / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Пробл. селекции полевых культур на адаптивность и качество в засушливых условиях. – Саратов, 2001. – С. 61-69.
  19. Результаты селекции пшеницы на комплексную устойчивость к болезням / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Современная микология в России. – М., 2002. – С. 177.
  20. Маркелова Т.С. Получение двойной культуры in vitro в системе Triticum aestivum/Tilletia caries // Современная микология в России. – М, 2002. – С. 197.
  21. Использование методов биотехнологии в создании форм пшеницы с комплексной устойчивостью к грибным болезням / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Современная микология в России. – М, 2002. – С. 307.
  22. Веденеева М.Л. Мониторинг популяции бурой ржавчины в Поволжье в связи с селекцией на иммунитет / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 1-ой Всерос. конф. по иммунитету растений к болезням и вредителям (Санкт-Петербург, 1-7 июля 2002 г.). – СПб., 2002. – С. 73-74.
  23. Биотехнологические методы в селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Материалы 1-ой Всерос. конф. по иммунитету растений к болезням и вредителям (Санкт-Петербург, 1-7 июля 2002 г.). – Санкт-Петербург, 2002. – С. 157-158.
  24. Веденеева М.Л. Результаты селекции пшеницы на комплексную устойчивость к болезням / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова // Материалы 1-ой Всерос. конф. по иммунитету растений к болезням и вредителям (Санкт-Петербург, 1-7 июля 2002 г.). – СПб, 2002. – С. 172-173.
  25. Маркелова Т.С. Результаты селекции пшеницы на комплексную устойчивость к болезням / Т.С. Маркелова, М.Л. Веденеева, Т.В. Кириллова  // Вестн. защиты растений. /ВИЗР. –  2003. – №3. – С. 25-30.
  26. Веденеева М.Л. Перспективы селекции пшеницы на устойчивость к твердой головне / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использ. достижений биотехнологии и генной инженерии. – Голицыно, 2003. – С. 40-41.
  27. Веденеева М.Л. Устойчивые сорта – надежный способ борьбы с пыльной головней / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использ. достижений биотехнологии и генной инженерии. – Голицыно, 2003. – С. 41-42.
  28. Маркелова Т.С. Роль селекции устойчивых сортов пшеницы в системе защиты растений от болезней в Поволжье // Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использ. достижений биотехнологии и генной инженерии. – Голицыно, 2003. – С. 68-70.
  29. Методы создания исходного материала для селекции пшеницы на устойчивость к болезням: рекомендации / Т.С. Маркелова, М.Л. Веденеева, Т.В. Кириллова -  Саратов, 2004. – 22 с.
  30. Маркелова Т.С. Исследование видового и патотипного состава популяции твердой головни пшеницы в связи с селекцией на иммунитет / Т.С. Маркелова, М.Л. Веденеева // Генетика в ХХI веке: современное состояние и перспективы развития. – М., 2004. – С. 443.
  31. Маркелова Т.С. Иммунологические принципы создания устойчивых к болезням сортов пшеницы в условиях биотических стрессов / Т.С. Маркелова // Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата. – Саратов, 2004. – С. 258-262.
  32. Защита пшеницы от грибных болезней в Нижнем Поволжье: рекомендации / Д.А. Юсупов, В.Б. Лебедев, Л.М. Кудимова, Т.С. Маркелова и др. – Саратов, 2005. – 24 с.
  33. Маркелова Т.С. Результаты и перспективы работы лаборатории иммунитета растений к болезням / Т.С. Маркелова, М.Л. Веденеева, Н.В. Аникеева // Повышение эффективности использ. агроклиматического потенциала Юго-Вост. зоны России. – Саратов,  2005. – С. 181-193.

III. Авторские свидетельства и патенты

  1. А. с. 1777726. Способ определения устойчивости пшеницы к патогенам /НИПТИСХБ (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.В. Кириллова, Т.С. Маркелова. (Рос. Федерация). – 4923294. Приоритет 01.04.91.
  2. А. с. 27724. Рос. Федерация. Пшеница мягкая озимая Смуглянка / ПНИИЖБ (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Л.М. Кудимова, А.Г. Ишин. (Рос. Федерация). –  №9401113. Приоритет 24.11.93. Зарегистрир. в Гос. реестре охраняемых селекц. достижений, допущенных к использ. 21.04.98.
  3. Заявка на изобретение. Способ отбора растений, устойчивых к фитопатогену / ПНИИЖБ (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Тихонова, (Рос. Федерация). –  № 94034770 (034684). Приоритет 20.09.94.
  4. А. с. 39730 Рос. Федерация. Пшеница мягкая озимая Рубин 96 / ГНУ НИИСХ Юго-Востока (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, А.И. Прянишников (Рос. Федерация). – № 9609725; Приоритет 25.02.03 г. Зарегистрир. в Гос. реестре охраняемых селекц. достижений 13.06.07 г.
  5. Пат. 0141. Рос. Федерация. Пшеница мягкая озимая (Triticum aestivum L. Emend. Fiori et Paol.) Cмуглянка / НИИСХ Юго-Востока (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Л.М. Кудимова, А.Г. Ишин, (Рос. Федерация). – №9401113. Приоритет 24.11.93. Зарегистрир. в Гос. Реестре охраняемых селекц. достижений 23.06.98.
  6. Пат. 3654. Рос. Федерация. Пшеница мягкая озимая (Triticum aestivum L.) Рубин 96 / ГНУ НИИСХ Юго-Востока (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, А.И. Прянишников, (Рос. Федерация). –  № 9609725. Приоритет 25.02 03 г. Зарегистрир. в Гос. реестре охраняемых селекционных достижений 13.06. 07 г.





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.