Характеристика устойчивости образцов твердой пшеницы из питомников КАСИБ к возбудителю стеблевой ржавчины в условиях Западной Сибири

Размещено на http://www.allbest.ru

Омский аграрный научный центр

Характеристика устойчивости образцов твердой пшеницы из питомников КАСИБ к возбудителю стеблевой ржавчины в условиях Западной Сибири

Юсов В.С., Евдокимов М.Г., Мешкова Л.В.,

Кирьякова М.Н., Глушаков Д.А.

Аннотация

В условиях Западной Сибири в опытах лаборатории селекции твердой пшеницы ФГБНУ «Омский аграрный научный центр» в 2016-2017 гг. изучена устойчивость образцов твердой пшеницы из питомников КАСИБ к возбудителю стеблевой ржавчины. Полевые опыты, фенологические наблюдения, оценки на устойчивость к стеблевой ржавчине проводились на опытных полях института. В лабораторных условиях оценка проводилась бензимидазольным методом в фазе проростков по устойчивости к стеблевой ржавчине (Омской популяции). Оценка селекционного материала на устойчивость к расе Ug99 была проведена на естественном инфекционном фоне Института фитопатологии в Кении (Африка). Годы исследований в Омске были довольно контрастны по температурному режиму и влагообеспеченности. Установлено, что большая часть изученных образцов в полевых условиях поражалась как Сибирской популяцией стеблевой ржавчины, так и расой Ug99 в Кении с типом поражения M, MS и S. Прослеживается тенденция: устойчивые в стадии проростков образцы, как правило, более устойчивы в полевых условиях, образцы, устойчивые к сибирской расе, не всегда устойчивы к Ug99, поэтому необходимо проводить оценку как на стадии проростков, так и в полевых условиях к местной расе и Ug99. В качестве источников устойчивости можно рекомендовать образцы: Омская янтарная, Омский изумруд, Горд. 05-42-12 ФГБНУ «Омский АНЦ»; Горд. 69-08-5 НПЦЗХ им. А.И.Бараева и Горд.1591-21 Самарский НИИСХ.

Ключевые слова: ТВЕРДАЯ ПШЕНИЦА, УСТОЙЧИВОСТЬ, ПАТОГЕН, РЖАВЧИНА, СОРТ, СЕЛЕКЦИЯ

Введение

Твердая пшеница по своей значимости является незаменимым сырьем для макаронной, крупяной и кондитерской промышленности. Ценность сортов твердой пшеницы определяется, главным образом, способностью их давать макароны ярко-желтого или янтарного цвета [1, 2].

Традиционно основными регионами производства высококачественного зерна яровой твердой пшеницы являются Западная Сибирь, Алтайский Край, Южный Урал и Поволжье.

В последние годы в Западной Сибири, наряду с традиционными болезнями (бурая ржавчина, септориоз, пыльная головня и др.), возросла угроза эпифитотий стеблевой ржавчины. Наряду с этим существует угроза проникновения из стран Ближнего Востока и Средней Азии вредоносной расы стеблевой ржавчины Ug99 (Уганда 99), названной так по месту её первого обнаружения на Африканском континенте [3, 4].

Создание сортов яровой твердой пшеницы, устойчивых к грибным заболеваниям, является наиболее эффективным способом защиты урожая. Результативность селекционного процесса во многом зависит от исходного материала, целенаправленности подбора родительских пар при гибридизации и эффективности отбора генотипов в гибридных популяциях. В этом аспекте исключительно важное значение имеет обмен селекционным материалом и новыми сортами между селекционными учреждениями, расположенными в различных экологических условиях. В этой связи весьма удачным проектом является международная программа КАСИБ, основная цель которой - повышение эффективности селекции яровой пшеницы в Северном Казахстане и Сибири через обмен сортами, селекционным материалом, координированную оценку материала и обмен информацией.

1. Методика

Объектом исследований служили сорта и перспективный материал питомников 16, 17 и 18 твердой пшеницы, полученный по программе КАСИБ. В Программе участвуют: Актюбинская СХОС, г. Актюбинск; Карабалыкская СХОС, п. Карабалык; Казахский НИИ растениеводства и земледелия, г. Алматы; Научно-производственный центр зернового хозяйства г. Шортанды, ФГБНУ «Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий», г. Барнаул; ФГБНУ «Омский аграрный научный центр», г. Омск; Самарский НИИСХ., г. Безенчук; ФГБНУ «НИИСХ Юго-Востока», г. Саратов.

Полевые опыты, фенологические наблюдения, оценки на устойчивость к стеблевой ржавчине проводились на опытных полях института в 2015-2017 гг. в полном соответствии с требованиями и методическими рекомендациями [6, 7]. В лабораторных условиях оценка проводилась бензимидазольным методом в фазе проростков по устойчивости к стеблевой ржавчине (Омской популяции) [8, 9]. Оценка селекционного материала на устойчивость к расе Ug99 была проведена на естественном инфекционном фоне Института фитопатологии в Кении (Африка). Годы исследований в Омске были довольно контрастны по температурному режиму и влагообеспеченности. В 2015 году, начиная с 1 декады июля, установилась холодная дождливая погода с недобором температур, август также характеризовался неблагоприятными низкими температурами и избыточным увлажнением. В 2016 году в июле наблюдалась теплая, дождливая погода с ливневыми осадками в конце периода, август был засушливым, но с высоким уровнем рос, что повлекло развитие инфекции. В 2017 году в мае и июне преобладала теплая погода с недобором осадков, в июле наблюдалась прохладная погода с недобором осадков.

В то же время средняя относительная влажность воздуха за месяц составила 62-85 %. В августе преобладала теплая погода с недобором осадков.

2. Результаты исследования

В 2015 г. в Омской области и соседних с ней регионах Казахстана эпифитотия стеблевой ржавчины охватила более 1 млн. га пашни. Повторилась ситуация и в 2016 г., хотя и в несколько меньшем масштабе [5].

Несмотря на то, что твёрдая пшеница выделяется по сравнению с мягкой большей устойчивостью к грибным заболеваниям, в последние годы поражение стеблевой ржавчиной увеличивается (рис. 1).

Практически все изученные образцы в полевых условиях поражались сибирской популяцией стеблевой ржавчины (табл.1, 2). В питомниках КАСИБ 16, 17 проявляли устойчивость два образца: Омская янтарная и Горд. 03-20-18, (поражение 5-15 %), а в питомнике КАСИБ 18 - Горд. 05-42-12 и Горд.1591-21.

Относительная устойчивость выявлена у образцов: Каргала 66, Каргала 1412, Каргала 1514, Омский изумруд, Омская бирюза в питомниках КАСИБ 16, 17 и Горд. 178-05-2, Горд.04-76-5, Горд. 05-42-12, Горд. 1591-21 из питомника КАСИБ 18. На стадии проростков устойчивость проявляется у образцов: Горд.18567-6, Омская янтарная, Омский изумруд, Горд.829, Горд. 04-76-5, Горд. 05-42-12. Это означает, что основные механизмы защиты включаются уже на стадии проростков. Вероятно, к системе вертикальной устойчивости в данном случае подключаются элементы неспецифической (горизонтальной) устойчивости.

Рис. 1 Динамика поражения твердой пшеницы стеблевой ржавчиной в условиях Западной Сибири (1993-2017 гг.)

твердый пшеница ржавчина селекция

Таблица 1 Характеристика образцов твердой пшеницы питомника КАСИБ 16, 17 по устойчивости к возбудителю стеблевой ржавчины в фазе проростков и взрослых растений

0 - Иммунность; R - Устойчивость; MR - Средняя устойчивость; MS - Средняя восприимчивость; S - Высокая восприимчивость

Таблица 2 Характеристика образцов твердой пшеницы питомника КАСИБ 18 по устойчивости к возбудителю стеблевой ржавчины в фазе проростков и взрослых растений

Оценка к расе Ug99 в Кении показала, что основной набор изученных генотипов восприимчив к стеблевой ржавчине с поражением от 20 до 100 % и типом поражения M, MS и S. Средней устойчивостью обладали три образца: Омская янтарная, Омский изумруд и Горд 69-08-2. Образцы: Горд.950/99, Горд.748, Горд.178-05-2, Горд. 829, Горд. 881 и Леук. 1429-10, хотя и поражались незначительно (до 10,0%), но имели крупные пустулы и значительное повреждение покровных тканей.

В стратегии селекции необходимо предусматривать создание сортов, которые задерживают развитие болезни, не теряют продуктивности и качество продукции и тем самым не приводят к резким эволюционным сдвигам у возбудителей болезни. По отношению к Ug99 такими сортами являются Лавина, Омский изумруд, Горд. 748, Каргала 1514, Каргала 238, Год. 178-05-2, Гор. 2383 и Горд. 05-42-12; к сибирской расе - Гордеиформе 03-20-18, Год. 178-05-2, Омский изумруд; комплексной устойчивостью к стеблевой ржавчине обладают Каргала 1514, Омская янтарная, Омский изумруд, Горд. 05-42-12, Горд. 178-05-2.

Заключение

Таким образом, на основании изучения питомников 16, 17 и 18 КАСИБ по устойчивости к стеблевой ржавчине можно выделить в качестве источников устойчивости образцы: Омскую янтарную, Омский изумруд, Горд. 05-42-12, ФГБНУ «Омский АНЦ»; Горд. 69-08-5, НПЦЗХ им. А.И.Бараева и Горд.1591-21, Самарский НИИСХ. Прослеживается тенденция: устойчивые в стадии проростков образцы, как правило, более устойчивы в полевых условиях, образцы, устойчивые к сибирской расе, не всегда устойчивы к Ug99, поэтому необходимо проводить оценку как на стадии проростков, так и в полевых условиях к местной расе и Ug99.

Список использованных источников

1. Евдокимов М.Г., Юсов В.С. Яровая твердая пшеница в Сибирском Прииртышье. - Омск. - 2008. - 160 с.

2. Юсов В.С., Евдокимов М.Г. Проблемы производства макаронных изделий // Тенденции и факторы развития агропромышленного комплекса Сибири: доклады науч.- практ. конф. - Кемерово. - 2005. - С. 224-226.

3. Мешкова Л.В. Стратегия создания сортов зерновых культур, устойчивых к грибным патогенам // Селекция пшеницы к биотическим и абиотическим факторам среды: материалы науч.-метод, конф. (Красноярск, 12-13 июля 2005 г.). - Новосибирск. - 2006. - С. 82-98.

4. Шаманин В.П. и др. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к стеблевой ржавчине в Западной Сибири: монография. - Омск: Изд-во ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина. - 2015. - 152 с.

5. Shamanin V., Salina E., Wanyera R., Zelenskiy Yu., Olivera P., Morgounov A. Genetic diversity of spring wheat from Kazakhstan and Russia for resistance to stem rust Ug99 // Euphytica. - 2016. doi:10.1007/s10681- 016-1769-0.

6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 1. Общая часть. - М. - 1985. - 269 с.

7. Койшыбаев М., Шаманин В.П., Моргунов А.И. Скрининг пшеницы на устойчивость к основным болезням: методические указания. - Анкара: ФАО-СЕК. - 2014. - 58 с.

8. Михайлова Л.А., Квитко К.В. Лабораторные методы культивирования возбудителя бурой ржавчины // Микология и фитопатология. - 1970, т. 4, № 3. - С. 269-270.

9. Mains E.B., Jackson H.S. Physiologic specialization in the leaf rust of wheat, Puccinia triticina // Phytopthology. - 1926. - Vol. 16. - P. 89-120.

Цитирование:

1. Юсов В.С., Евдокимов М.Г., Мешкова Л.В., Кирьякова М.Н., Глушаков Д.А. Характеристика устойчивости образцов твердой пшеницы из питомников КАСИБ к возбудителю стеблевой ржавчины в условиях Западной Сибири // АгроЭкоИнфо. - 2018, №2. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2018/2/st_264.doc.

Размещено на Allbest.ru