Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний аграрний університет

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

06.01.11 - фітопатологія

Біологічні особливості, спеціалізація і поліморфізм вірулентності Puccinia recondita Rob. Et Desm. f. sp. tritici Erikss. - збудника бурої листкової іржі пшениці у східній частині Лісостепу України

Сарханг Ельясі Гомарі

Київ 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківському національному аграрному університеті ім. В.В. Докучаєва Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник - доктор біологічних наук, професор Пантелеев Василь Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Слюсаренко Олександр Миколайович, Одеський державний університет ім. І. І. Мечникова, професор кафедри ботаніки

кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Парфенюк Алла Іванівна, Інститут агроекології УААН, провідний науковий співробітник лабораторії біоконтролю агроекосистем

Провідна установа - Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, відділ молекулярної біології, біохімії експериментальної клінічної фізіології, м. Київ

Захист відбудеться “22” червня 2006 р. о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус №3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус №4, к. 41

Автореферат розісланий “17” Травня 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Мороз М.С.

1. Загальна характеристика роботи

біологічний пшениця іржа імунологічний

Актуальність теми. Бура листкова іржа (Puccinia recondita Rob. Et Desm. f. sp. tritici Erikss.) - одне з найбільш шкідливих і широко розповсюджених захворювань пшениці. На сьогодні цей збудник має досить широкий світовий ареал - поширений в усіх регіонах світу, де вирощується пшениця. Ураження збудником бурої іржі порушує нормальний розвиток рослини, посилює транспірацію, знижує енергію фотосинтезу, абсолютну масу зерна, кількість зерен в колосі і т.п.

Часте та інтенсивне ураження пшениці бурою листковою іржею обумовлюється не тільки природнокліматичними умовами в тій чи іншій грунтово-кліматичній зоні, але і цілим рядом інших факторів. До їх числа відноситься коло рослин-живителів збудника хвороби, в наслідок якого створюється запас інфекції, поліморфізм вірулентності патогена на рослинах-живителях, генетичний потенціал вірулентності патогена із врахуванням ефективності відомих генів стійкості і т.п. Це коло питань є основним в розробці стратегії боротьби із захворюванням, в тому числі і в обґрунтуванні науково-методичних основ селекції пшениці на імунітет до бурої іржі. Тому систематичні дослідження в цих напрямках є актуальними і достатньо своєчасними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною тематичних досліджень кафедри фітопатології Харківського національного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва “Розробити та удосконалити екологічно безпечні системи захисту сільськогосподарських культур від хвороб в умовах східного Лісостепу України”, номер державної реєстрації 0101U008363.

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень полягала у вивченні біологічних особливостей збудника бурої листкової іржі пшениці в умовах східної частини Лісостепу України, спеціалізації та поліморфізму вірулентності патогена. Для досягнення поставленої мети вирішувались наступні завдання:

вивчення розповсюдження і розвитку хвороби на сучасних сортах озимої пшениці в регіоні східної частини Лісостепу України;

визначення шкідливості хвороби за допомогою сучасної генетичної моделі;

уточнення особливостей перезимівлі збудника хвороби і можливостей відновлення інфекції у весняно-літній період;

уточнення кола рослин-живителів збудника серед дикоростучих злаків;

вивчення поліморфізму вірулентності в популяціях патогена на різних за стійкістю сортах озимої пшениці та дикоростучих злаках;

вивчення імунологічних властивостей сучасних сортів м'якої та твердої ярої пшениці по відношенню до збудника бурої іржі.

Об'єкт досліджень. Взаємодія у системі рослина-господар - патоген.

Предмет досліджень. Характер взаємодії Puccinia recondita Rob. Et Desm. f. sp. tritici Erikss. з рослинами-живителями, поліморфізм вірулентності патогена та імунологічні реакції різних сортів пшениці.

Методи досліджень. Для вирішення поставлених задач використовували наступні методи досліджень: лабораторні - виділення збудника бурої іржі в чисту культуру на ізольованих листках пшениці в розчині бензимідазолу і проростках пшениці в умовах лабораторії і теплиці та розрахунок концентрації уредініоспор в суспензії для штучної інокуляції в умовах поля і теплиці, ідентифікація расового складу патогена на сортах-диференціаторах; лабораторно-польові - вивчення імунологічних властивостей сортів м'якої і твердої ярої та озимої пшениць стосовно дії патогена, уточнення кола додаткових рослин-живителів бурої іржі пшениці; вегетаційно-польовими - визначення розповсюдження і розвитку бурої іржі та ураженості рослин пшениці збудником бурої іржі. В основі цих методів було використання фітопатологічних, імунологічних, цитологічних та інших способів.

Наукова новизна одержаних результатів. Отримано оригінальний експериментальний матеріал відносно розповсюдження і розвитку збудника бурої іржі на сучасних сортах озимої пшениці у східній частині Лісостепу України.

Вперше за допомогою оригінальної генетичної моделі, створеної на основі майже ізогенних Lr-ліній ярої пшениці, вивчено шкідливість бурої іржі.

Вивчено основні аспекти і особливості перезимівлі патогена, які дають можливість прогнозувати характер розвитку захворювання в наступний весняно-літній період.

Вперше в регіоні вивчено коло рослин-живителів бурої іржі серед дикоростучих злаків, як резерваторів інфекції, і з'ясовано їх потенціал щодо виникнення в популяціях патогена нових високо вірулентних і високо агресивних патотипів.

З'ясовано потенційні можливості поліморфізму вірулентності патогена на різних за стійкістю до хвороби сучасних сортах озимої пшениці.

Практичне значення одержаних результатів. Вивчені і уточнені особливості перезимівлі збудника бурої іржі можуть бути використані для розробки короткострокового прогнозу появи і розвитку хвороби в наступний весняно-літній період.

Результати вивчення шкідливості хвороби дають можливість проводити достовірну оцінку економічних втрат врожаю від дії збудника бурої іржі пшениці. Інформація щодо кола рослин-живителів патогена серед дикоростучих злаків реально дозволяє оцінити можливість збереження і накопичення інфекції в агроценозі, а поліморфізм вірулентності патогена на цих рослинах - можливості появи і накопичення патотипів патогена з різним рівнем вірулентності.

Детальна характеристика імунологічних властивостей сучасних сортів пшениці відкриває можливість оперативно підібрати ефективні донори стійкості для селекції пшениці на імунітет до бурої іржі, що сполучає в собі різні рівні стійкості з високою продуктивністю.

Особистий внесок здобувача. Автором безпосередньо проведено аналітичну роботу з науковою літературою, на підставі чого визначено мету і завдання досліджень, розроблено програму досліджень, здійснено експерименти, проведено аналіз отриманого експериментального матеріалу і зроблено висновки.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень доповідались і обговорювались на наукових конференціях професорського-викладацького складу факультету захисту рослин Харківського національного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва в 2004 і 2005 рр.; на міжнародній науковій конференції студентів і аспірантів “Екологічні проблеми сталого розвитку агросфери в умовах реформування земельних відносин та шляхи раціонального використання і охорони земель” (Харків, 4-7 жовтня 2005 р.); конференції молодих вчених “Екологічно обґрунтований захист рослин” (Київ, 4-7 жовтня 2005 р.); семінарі молодих вчених, аспірантів і студентів (Харків, 5-6 жовтня 2005 р.); Міжнародній науково-практичній конференції (Полтава, 16-20 травня 2005 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 8 наукових праць - 4 статті і 4 тез, в яких викладено основні положення дисертації. З них 4 у фахових виданнях ВАК України.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 178 сторінці комп'ютерного тексту і складається з вступу, огляду літератури, місця, умов та методик проведення досліджень, аналізу та узагальнень результатів досліджень - 6 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, додатків. Список використаної літератури нараховує 241 джерело, в тому числі 92 іноземних. У дисертації міститься 22 таблиці, 15 рисунків, 16 додатків.

2. Основний зміст роботи

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

На основі аналізу даних літератури висвітлені питання з розповсюдження, шкідливості збудника Puccinia recondita Rob. Et Desm. f. sp. tritici Erikss. проаналізовано питання щодо генетичних основ вірулентності патогена, ефективності генів стійкості рослини-господаря, спеціалізації збудника бурої листкової іржі на сортах пшениці і диких видах злаків.

УМОВИ ТА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводили у східній частині Лісостепу України на території Харківської області в 2003-2005 рр.. Лабораторні і вегетаційні дослідженні проводили на кафедрі фітопатології Харківського національного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва (ХНАУ), польові досліди проводили в різних районах Харківської області на Валківській і Барвенківській Держсортодільницях, а також на дослідному полі ХНАУ. За аргокліматичним районуванням зона досліджень знаходиться в північно-східній частині Лісостепу України. Ґрунт - чорнозем типовий, важко суглинистий на лесі, каштаново-зернистої будови з гарними фізико-механічними якостями і великим запасом поживних речовин. Подано детальний опис агрокліматичних умов по роках досліджень.

Експериментальна робота з вивчення розповсюдження збудника бурої іржі пшениці, імунологічних властивостей сортів озимої і ярої пшениць, вивчення шкідливості збудника, уточнення кола рослин-живителів серед дикоростучих злаків, вивчення вірулентності патогена включала маршрутні обстеження посівів, проведення оцінки поширення і розвитку хвороб в польових і вегетаційних дослідах, лабораторні дослідження щодо визначення расового складу і поліморфізму вірулентності збудника бурої іржі.

Вивчення розповсюдження і розвитку захворювання проводили в фазу молочно-воскової стиглості на природному інфекційному фоні Обліки проводили за шкалою Страхова Т.Д. (1951). Шкідливість бурої іржі вивчали на різних етапах органогенезу (в фазі проростків в теплиці і дорослих рослин в полі) на природному інфекційному фоні та штучному інфекційному фоні згідно загально визнаних методик (Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах членах СЭВ, 1988). В якості інокулюму для штучного інфекційного фону використовували природну популяцію, розмножену на рослинах сприйнятливого сорту Харківська 105. Типи реакцій майже ізогенних ліній сорту Thatcher визначали за шкалою Mains i Jackson (1926), ступінь ураження в (%) за школою Страхова Т.Д. (1951), бали стійкості за уніфікованою шкалою (Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах членах СЭВ, 1988). Дослідження особливостей перезимівлі збудника бурої іржі визначали за допомогою інокуляції в різні строки розвитку рослин згідно загально визнаної методики (Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах членах СЭВ, 1988). Ступінь ураження рослин хворобою визначали за шкалою Страхова Т.Д. (1951). Уточнення кола додаткових хазяїв збудника бурої іржі серед дикоростучих злаків проводили за допомогою подвійного перехресного ураження за методикою Стекмана Е. і Харрара Дж. (1959). Для вивчення вірулентності P. recondita tritici на рослинах дикоростучих злаків і сортах озимої пшениці проводили відбір інфекційного матеріалу в полі, який потім диференціювали на раси згідно загально визнаних методик в умовах теплиці (Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах членах СЭВ, 1988). Вивчення імунологічних властивостей сучасних сортів ярої пшениці проводили в фазу проростків на відрізках листків у розчині бензимідазолу (Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах членах СЭВ, 1988). Визначення типу імунності в балах проводили за шкалою Mains i Jackson (1926), ступінь ураження дорослих рослин в умовах поля (в %) за школою Страхова Т.Д. (1951), бали стійкості визначали за уніфікованою шкалою (Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах членах СЭВ, 1988).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Поширення і розвиток бурої листкової іржі пшениці на сортах промислового вирощування і перспективних сортах у східній частині Лісостепу України

В 2003-2005 рр. вивчали розповсюдження і розвиток збудника бурої іржі на 18 промислових і перспективних сортах озимої пшениці. Досліди було закладено в різних районах Харківської області. Протягом всіх років досліджень відмічено різні за епідеміологічним рівнем, але однакові на всіх дослідних дільницях умови для розвитку рослин озимої пшениці: 2003 р. - низький епідеміологічний рівень; 2004 р. - епіфітотія; 2005 р. - середній епідеміологічний рівень. Це свідчить про значне розповсюдження збудника бурої іржі на всій території Харківської області. Виділено 4 групи сортів з різним рівнем стійкості до природної популяції бурої іржі:

сорти з дуже високим рівнем стійкості - Крижинка, Смуглянка;

помірно стійкі сорти - Володарка, Причерноморка, Астет;

помірно сприйнятливі сорти - Вдала, Перлина Лісостепу, Спалах, Василина, Долгушинська;

сприйнятливі сорти -Куяльник, Подолянка, Одеська 267, Донецька 46, Донецька 48, харківська 96, Харківська 105, Українка одеська.

Сорти з перших двох груп рекомендовано залучати до селекційного процесу як джерела стійкості. Для виробництва також цікавими є сорти з третьої групи і особливо сорт Долгушинська, який має унікальну властивість толерантності до дії патогена. За умов помірного ураження збудником бурої іржі він здатен дати добрий урожай навіть за умов епіфітотії. В останню групу увійшли районовані (промислові) сорти, які протягом багатьох років вирощуються у східній частині Лісостепу України. Всі вони виявилися сприйнятливими до дії місцевої популяції патогена. На розвиток захворювання мають вплив не тільки природно-кліматичні фактори, імунологічні особливості сорту, а і фаза розвитку рослини. На прикладі сорту Одеська 267 було вивчено залежність ступеня ураження рослини від фази її розвитку і епідеміологічного стану у певні роки досліджень

За умов високого епіфітотійного рівня (2004 р.) ступінь ураження на всіх фазах розвитку досягає максимальних значень, порівняно з середнім (2005 р.) і низьким (2003 р.) рівнем розвитку захворювання. Ступінь ураження рослин збільшується поступово від фази до фази і свого максимуму досягає в фазу молочно-воскової стиглості.

Встановлено, що більшість сучасних сортів озимої пшениці за своїми імунологічними властивостями не можуть забезпечити ефективний захист від збудника бурої іржі. Тривале вирощування сприйнятливих сортів озимої пшениці на значних посівних площах призводить до накопичення великої кількості інфекційного матеріалу в агроценозі, що за сприятливих умов розвитку може викликати ще більші епіфітотії, і як наслідок, зниження урожайності. Це викличе необхідність в застосуванні великої кількості хімічних засобів захисту рослин, що призведе до економічних втрат і посилить небезпеку з точки зору екології. Тому активне введення у виробництво нових сортів з широким генетичним ресурсом може знизити епіфітотійний рівень розвитку збудника бурої іржі пшениці.

Шкідливість бурої іржі пшениці

Як генетичну модель використовували майже ізогенні лінії сорту Thatcher (Lr-лінії) з різним рівнем стійкості. Дослідження проводили в два етапи:1) вивчення імунологічних властивостей Lr-ліній (ефективність Lr-ліній) на природному і штучному інфекційних фонах; 2) визначення шкідливості хвороби.

Імунологічні властивості майже ізогенних ліній сорту Thatcher. На штучному інфекційному фоні найбільш ефективними виявилися гени стійкості Lr9, Lr24, Lr25 i Lr28. Вони забезпечують імунність рослин на всіх етапах онтогенезу (тип імунності проростків і дорослих рослин 0, ступінь ураження 0%, бал 9 - дуже висока стійкість). Незначне ураження мали лінії з генами стійкості Lr18, Lr27+31, Lr35 і Lr36 в фазу дорослих рослин (тип імунності 0-1, бал 9 - дуже висока стійкість). Цю групу генів можна використовувати в селекції пшениці на стійкість до збудника бурої іржі. Заслуговують на увагу і лінії з генами стійкості Lr17 в фазу дорослих рослин, а також лінії Lr11 і Lr29 проявили стійкість на рівні бала 8 - висока стійкість. Лінії з генами Lr19, Lr26 були стійкими в фазі проростків і дорослих рослин, а Lr32 виявилася сприйнятливою в фазу проростків (тип імунності 4) і стійкою в фазу дорослих рослин (бал 7). На природному інфекційному фоні (за умов епіфітотії) також виявилися ефективними гени стійкості Lr9, Lr24, Lr25 i Lr28. Вони забезпечують високі показники стійкості рослин на всіх етапах органогенезу. Ефективність в фазу проростків проявили гени Lr18, Lr27+31 (імунність) і в фазу дорослих рослин (бал 9 - дуже висока стійкість) і лінії з генами стійкості Lr34, Lr35 і Lr36 в фазу дорослих рослин (бал 9 - дуже висока стійкість). Визначення шкідливості бурої листкової іржі. За результатами попередніх досліджень відібрано 5 майже ізогенних ліній з різним рівнем ефективності генів стійкості. Ген Lr24 забезпечує повний імунітет - використовували в якості контролю. Ген Lr18 забезпечує високий рівень стійкості, ген Lr11 - середній, ген Lr12 - помірну стійкість, ген Lr3 - мало ефективний. Шкідливість від дії збудника бурої іржі визначали за допомогою штучного ураження ліній в період формування прапорцевого листка за показниками маса зерен з колоса і маса 1000 зерен (табл. 1).

Таблиця 1 Шкідливість бурої листкової іржі пшениці на штучному інфекційному фоні в фазу формування прапорцевого листка (2004 р.)

Лінія	Ступінь ураження,%	Маса зерна з колосу, г	в % до контролю	+ %	Маса 1000 зерен, г	в % до контролю	+ %
Lr24 Контроль	0	1,07	100	-	37,4	100	-
Lr18	4,9	1,06	99,3	0,7	37,2	98,5	0,5
Lr11	24,2	1,02	95,0	5,0	36,9	98,7	1,3
Lr21	56,8	0,89	82,0	18,0	35,7	95,5	4,5
Lr3	100	0,72	65,0	35,0	32,2	86,1	13,9
НСР05		0,8			1,2

Встановлено, залежність зниження маси зерна з колосу і маси 1000 зерен від рівня ефективності генів стійкості пшениці. Більш ефективні гени стійкості забезпечують незначне зниження маси зерен відносно генів, які є малоефективними. Зниження маси 1000 зерен відбувається не так інтенсивно, як зниження маси з одного колосу. Це можливо якщо на сильно уражених рослинах в нижніх і центральних колосках колосу не відбувається утворення зерна.

На природному інфекційному фоні розвиток захворювання спостерігався в більш пізніші строки. Максимальний розвиток захворювання спостерігався в фазу молочно-воскової стиглості.

Таблиця 2 Шкідливість бурої листкової іржі пшениці на природному інфекційному фоні в фазу молочно-воскової стиглості (2004 р.)

Лінія	Ступінь ураження,%	Маса зерна з колосу, г	в % до контролю	+ %	Маса 1000 зерен, г	В % до контролю	+ %
Lr24 контроль	0	1,1	100	-	37,7	100	-
Lr18	1,2	1,09	99,2	0,9	37,65	99,9	0,1
Lr11	12,6	1,07	97,3	2,7	37,5	99,5	0,5
Lr21	27,2	0,99	90,0	10,0	36,9	97,3	2,7
Lr3	45,4	0,94	85,5	14,5	35,6	94,5	5,5
НСР05		0,9			1,3

На природному інфекційному фоні максимальний розвиток захворювання зафіксовано в фазу молочно-воскової стиглості. Так як і в першому випадку рівень зниження маси зерна залежить від рівня ефективності гена стійкості пшениці. Вона більша на рослинах, які мають низький рівень ефективності генів стійкості. Співставлення даних вказує на те, що шкідливість збудника бурої іржі залежить і від фази розвитку рослини і максимального розвитку захворювання. Зараження на більш ранній стадії розвитку рослини призводить до більшої шкідливості патогена і, як наслідок, до більшої втрати урожаю, ніж при ураженні на більш пізніх стадіях розвитку.

ОСОБЛИВОСТІ ПЕРЕЗИМІВЛІ P. RECONDITA F. SP. TRITICI В УМОВАХ СХІДНОЇ ЧАСТИНИ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

На дослідному полі ХНАУ в 2003-005 рр. проводили дослідження особливостей перезимівлі збудника бурої іржі. Для цього здійснювали інокуляцію сходів сприйнятливого сорту озимої пшениці Донецька 46 в різні строки її розвитку (табл. 3).

Збереження інфекції в зимовий період і відновлення її після перезимівлі напряму залежить від умов для розвитку захворювання в осінній період. Оптимальний температурний режим і наявність певної кількості вологи сприяють розвитку збудника хвороби і накопиченню в достатній кількості інфекційного матеріалу. Умови м'якої зими сприяють вдалій перезимівлі збудника бурої іржі і ранньому розвитку захворювання наступного року (умови 2003-2004 рр.). За умов раннього ураження рослин восени, відновлення інфекції спостерігається вже в середині фази трубкування (розповсюдження хвороби 20,4-22,5%, розвиток - 6,9-7,2%) і максимальне ураження спостерігається в фазі молочної стиглості зерна (розповсюдження хвороби 100%, розвиток хвороби - 52,1-80,2%).

Таблиця 3 Залежність перезимівлі і відновлення інфекції від строків осінньої інокуляції рослин озимої пшениці сорт Донецька 48

Варіанти	Роки досліджень	Ураженість рослин
		перед входженням в зиму	в середині трубкування	в період формування прапорцевого листка	в період молочно-воскової стиглості
		розповсюдження хвороби, %	розвиток хвороби, %	розповсюдження хвороби, %	розвиток хвороби, %	розповсюдження хвороби, %	розвиток хвороби, %	розповсюдження хвороби, %	розвиток хвороби, %
Контроль (без інокуляції)	2003-2004	0	0	1,2	0,3	12,7	4,2	100	47,6
	2004-2005	0	0	0	0	9,2	3,7	100	36,2
Інокуляція на початку формування другого листка	2003-2004	100	10,2	22,5	7,2	85,4	26,1	100	80,2
	2004-2005	100	15,1	20,4	6,9	67,1	21,3	100	52,1
Інокуляція в фазі 3-х листків	2003-2004	32,1	4,6	10,1	5,3	61,3	19,4	100	56,4
	2004-2005	27,1	4,2	9,9	4,9	54,1	19,0	100	47,3
Інокуляція на початку кущення	2003-2004	7,6	1,2	3,2	1,0	31,2	10,7	100	50,0
	2004-2005	5,1	0,8	3,5	0,9	21,1	9,9	100	42,1

Суттєву роль в перезимівлі і відновленні інфекції також відіграє зимостійкість сорту. Досліджено чотири сорти озимої пшениці з різним рівнем зимостійкості Донецька 48 і Харківська 105 (бали 8-9 -висока зимостійкість), Причерноморка (бал 7), Куяльник (бали 6-7- помірна зимостійкість) і стійкістю до збудника фузаріозу. В період максимального розвитку хвороби зимостійкі сорти уражувалися бурою іржею більше, ніж менш зимостійкі. На зимостійких сортах Донецька 48 і Харківська 105 відновлення інфекції відбувається значно раніше і інтенсивніше, ніж на менш зимостійких сортах Причерноморка і Куяльник. Менш зимостійкі сорти більше уражуються фузаріозом, і, разом із відмиранням уражених листків, відмирає і гриб Puccinia recondita f. sp. tritici. Це сприяє зменшенню інфекційного матеріалу при відновленні вегетаційного періоду і знижує інтенсивність хвороби в період максимального розвитку збудника.

Спеціалізація Puccinia recondita f. sp. tritici на пшениці і диких видах трав

Вивчили коло можливих додаткових рослин-живителів збудника бурої іржі пшениці серед дикоростучих злаків: Elytrigia repens L., Alopccuris pratensis L., Poa pratensis L., Poa angustifolia L., Angrostis alba L., Agropyron pectinatum Beauv., Bromus evectus Huds., Bromus tectorum L., Bromus mollis L., Avena elatiov L., які широко розповсюджені в біоценозах лісосмуг, луків, узбіч доріг, неораних земель східної частини Лісостепу України. Методом перехресного зараження встановлено можливість паразитування P. recondita f. sp. tritici на Poa pratensis L., Poa angustifolia L., Agropyron pectinatum Beauv., Bromus tectorum L., Bromus mollis L., які широко розповсюджені в регіоні досліджень (табл. 4). Вони є потенційними резерваторами інфекції, яка потім передається культурній пшениці. Загроза полягає ще й в тому, що на цих злаках розвиток патогена відбувається на 10-15 днів раніше ніж на пшениці. Відбувається накопичення інфекційного матеріалу, який навіть при відсутності переносу інфекції з інших регіонів, може викликати значне ураження пшениці збудником бурої листкової іржі.

Таблиця 4 Результати перехресного зараження дикоростучих злаків бурою Іржею

	Харьковская 105	Elirigia repens L.	Alopecurus pratensis L.	Poa pratensis L.	Poa angustifolia L.	Angostis alba L.	Agropyron pectinatum Beauv.	Bromus arvensis L	Bromus erectus fluds	Bromus tectorum L.	Bromus mollis L.	Avena elatior L.
Харьковская 105	+1	-2	-	+	+	-	+	-	-	+	+	-
Elirigia repens L.	-	+	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Alopecurus pratensis L.	-	-	+	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Poa pratensis L.	+	-	-	+	+	-	+	-	-	+	+	-
Poa angustifolia L.	+	-	-	+	+	-	+	-	-	+	+	-
Angostis alba L.	-	-	-	-	-	+	-	-	+	-	-	-
Agropyron pectinatum Beauv.	+	-	-	+	-	+	+	-	-	+	+	-
Bromus arvensis L.	-	-	-	-	-	-	-	+	+	-	-	-
Bromus erectus fluds.	-	-	-	-	-	-	-	+	+	-	-	-
Bromus tectorum L.	+	-	-	+	+	-	+	-	-	+	+	-
Bromus mollis L.	+	-	-	+	+	-	+	-	-	+	+	-
Avena elatior L.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	+

Поліморфізм вірулентності P. recondita f. sp. tritici

Поліморфізм вірулентності P. recondita f. sp. tritici на сучасних сортах озимої пшениці. В 2003-2005 рр. проводили аналіз вірулентності місцевої популяції збудника бурої іржі на різних за рівнем стійкості сортах озимої пшениці: Крижинка, Cмуглянка - високий рівень стійкості; Причерноморка, Астет - стійкі; помірно сприйнятливі - Перлина Лісостепу, Долгушинська; дуже сприйнятливі - Харківська 105, Донецька 48, Українка одеська. Визначено, що чим вище рівень стійкості сорту, тим вище рівень вірулентності паразитуючого на ньому патогена. Тому зміни вірулентності збудника бурої іржі слід очікувати саме на стійких сортах. На сучасному етапі найбільш ефективними в зоні східної частини Лісостепу України є гени стійкості Lr 9, Lr19, Lr24, Lr25, Lr28, які здатні захистити майбутні сорти від дії збудника бурої іржі в польових умовах. Певну цінність становлять і гени Lr35 і Lr36, які забезпечують досить високий рівень захисту рослин до дії місцевої популяції бурої іржі.

Вірулентність P. recondita f. sp. tritici на дикоростучих злаках. Було проведено аналіз структури популяції P. recondita f. sp. tritici на дикоростучих злаках в 2003-2005 рр. В 2003 р. виявлено 11 рас, домінували раси 77, 147, 192 і 61. В 2004 р. за умов епіфітотії виявлено 14 рас, домінують раси 77, 147, 192, 61 і 149. В 2005 р. виявлено 15 рас, домінували ті ж раси, що і в 2004 р.. Спектр фізіологічних рас в місцевій популяції бурої іржі на дикоростучих злаках значно менший, ніж на районованих сортах пшениці. Як на районованих сортах, так і на дикоростучих злаках домінують одні і ті ж раси, але в різному відсотковому співвідношенні. На дикоростучих злаках раса 77 зустрічається значно більше, ніж на сортах озимої пшениці Харківська 105, Харківська 96, Донецька 48. Значна частина популяції патогена на цих злаках представлена расою 147, що свідчить про наростання кількості її ізолятів на пшениці. На більшості злаків відсутні Х-раси, які є потенційно небезпечними.

Расовий склад P. recondita f. sp. tritici на районованих сортах озимої пшениці. За період 2003-2005 рр. в популяції патогена змін у бік наростання вірулентності не відбулося. Знижується кількість раси 77 і стабілізується кількість рас 149, 192 і 61. Поступово відбувається наростання кількості ізолятів слабо вірулентних рас 12 і 57 (особливо останньої). Ці процеси пов'язані з введенням у виробництво і вирощуванням на досить великих площах сприятливих сортів, які не чинять впливу на популяцію патогена, що і забезпечує стабільність вірулентності збудника. Зміна вірулентності у бік підвищення може відбутися за умов введення у виробництво і вирощування на великих площах сортів з високим і помірним рівнем стійкості, які б своїми імунологічними властивостями впливали б на популяцію патогена.

Стійкість сучасних сортів ярої пшениці до бурої листкової іржі

Вивчено стійкість сортів м'якої ярої пшениці на природному інфекційному фоні на дослідному полі ХНАУ. У відповідності до їх імунологічних властивостей сорти пшениці були поділені на 4 групи:

1) Імунні сорти та сорти з високим рівнем стійкості. Містить 6 сортів, 2 з них виявилися імунними на всіх етапах органогенезу - ЮВ-2 і Терція (Росія) (тип імунності в фазі проростків і в полі 0 білів; ступінь ураження 0 %, загальний бал стійкості - 9). До цієї групи увійшли сорти Волгоуральська, Росинка 2 (Росія) , Скороспелка 98 і Колективна 3 (Україна).

2) Помірно стійкі сорти - Варяг (Росія) і Fasan (Німеччина) - бал стійкості 5.

3) Помірно сприйнятливі - Munk, Devon (Німеччина), Альбідум 188, Кантемирська 89, Прохорівка, Землячка, Саратовська 64, Омська 31 (Росія), Sunnan, Falvi (Швеція) - бал стійкості 4.

4) Високий рівень сприйнятливості мали решта 27 сортів сприйнятливих до бурої іржі на всіх етапах органогенезу.

Було вивчено стійкість сортів твердої ярої пшениці. Серед них відмічено значно більше різноманіття за стійкістю до бурої іржі. За цим показником сорти поділили на групи:

1) Імунні сорти - Ізольда, Харківська 15 (Україна), Воронежська 11 (Росія), Megadur (Франція) були абсолютно імунні, сорти Multidur, Mondur, Belladur (Франція) незначно уражались хворобою (тип імунності 0-1 чи 1, ступінь ураження - 0,7-0,9%) - бал 9 - дуже висока стійкість.

2) Сорти з високою стійкістю - Харківська 27, Харківська 23, Харківська 37, Харківська 39, Харківська 46, Луганська 7 (Україна), Вороніжська 9, Безенчукська 200, Безенчукский янтар, Валентина, Ангел, Саратовська золотиста, Омська янтарна (Росія), Astrodur, Neodur, Olga, Rodur, Helidur, Brindur (Франція), Scepte (Канада) - бали 7 -стійкість і 8 - висока стійкість.

3) Помірно стійкі сорти - Kyle, Plentu (Канада), Степ 3 (Росія), Alpidur (Франція) - бал 6 - стійкість.

4) Помірно сприйнятливі сорти - Зарніца Алтая (Росія) і Дамсінська 90 (Казахстан) - бал 5 - помірна сприйнятливість.

Решта сортів виявилися сприйнятливими. Найбільшу цінність для селекції на стійкість до бурої іржі представляють сорти перших трьох груп серед м'якої і твердої ярої пшениці. Тверда пшениця характеризується більш високим рівнем стійкості до збудника і більш широким різноманіттям за імунологічними властивостями, тому проблема донорів стійкості для цього виду пшениці майже відсутня.

Висновки

1. Бура листкова іржа пшениці - широко розповсюджене захворювання у східній частині Лісостепу України, яке виявляється щорічно. Найбільшого розповсюдження і розвитку воно досягло в 2004 р., коли мінімальна ураженість сприйнятливих сортів склала 87,1-87,9%. В менш епіфітотійні роки, якими були 2003 і 2005 рр., максимальний ступінь розвитку хвороби на таких сортах був в межах 42,2-43,3% і 62,2-63,3%, відповідно.

2. Захворювання інтенсивно розвивається на різних за стійкістю сортах озимої пшениці, що входять до Державного реєстру і на перспективних сортах, за виключенням сортів Крижинка і Смуглянка з високим рівнем стійкості та Володарка, Причерноморка і Астет з помірною стійкістю. Більшість сучасних сортів озимої пшениці за своїми імунологічними властивостями по відношенню до збудника хвороби не можуть забезпечити ефективний генетичний захист до дії бурої іржі.

3. Високоефективними в даний час проти дії популяції патогена в східній частині Лісостепу України є гени стійкості Lr9, Lr24, Lr25 і Lr28. Вони забезпечують повний імунітет рослин на всіх етапах органогенезу. Наявність ефективних генів Lr18, Lr35, Lr36 i Lr27+31 забезпечує рослинам пшениці високу стійкість. Решта Lr-генів не в змозі забезпечити стійкість рослин за епіфітотійних умов.

4. Шкідливість бурої листкової іржі залежить від ступеня ураженості рослин, яка пов'язана як з рівнем їх стійкості, так і із стадією розвитку рослини при ураженні. Інфікування рослин на більш ранньому етапі розвитку призводить до значного зниження маси зерен з колоса і маси 1000 зерен, тоді як при зараженні на більш пізніх фазах розвитку показники шкідливості значно нижче. Зниження маси 1000 зерен значно нижче у порівнянні з масою зерна з одного колосу, що, ймовірно, пов'язано з тим, що в більш уражених колосах не утворюються зерна.

5. Збереження інфекції і відновлення її після перезимівлі напряму залежить від умов для розвитку захворювання в осінній період. За умов раннього зараження рослин восени, відновлення інфекції в значній мірі спостерігається вже в середині фази трубкування (поширення хвороби 20,4-22,5%, розвиток 6,9-7,2%) а максимальне ураження спостерігається в фазу молочної стиглості (поширення хвороби 100%, розвиток хвороби - 52,1-80,2%).

6. Суттєву роль в перезимівлі і відновленні інфекції відіграє зимостійкість сорту. На зимостійких сприйнятливих до бурої іржі сортах озимої пшениці Донецька 48 і Харківська 105 відновлення інфекції відбувається значно раніше і інтенсивніше, ніж на менш зимостійких сортах Причерноморка і Куяльник. Головною причиною менш інтенсивного відновлення інфекції на менш зимостійких сортах є їх значна ураженість фузаріозом. Листки, уражені фузаріозом, в більшості випадків згнивають, що веде до загибелі грибниці Puccinia recondita f. sp. tritici.

7. В агробіоценозах регіону східної частини Лісостепу України Puccinia recondita f. sp. tritici може паразитувати на Poa pratensis L., Poa angustifolia L., Agropyron pectinatum Beauv., Bromus tectorum L., Bromus mollis L., які широко представлені. Дикоростучі злаки можуть бути суттєвим резерватором інфекції патогена у весняний період, оскільки гриб починає розвиватися на них значно раніше, ніж на озимій пшениці.

8. В регіоні східної частини Лісостепу України найбільш ефективними і цінними для селекції є гени Lr9, Lr19, Lr24, Lr25 і Lr28, які здатні захистити майбутні сорти від збудника бурої іржі в польових умовах. Певну цінність являють і гени Lr35 і Lr36, які забезпечують досить високий ступінь захисту рослин проти природної популяції Puccinia recondita f. sp. tritici.

9. На високо стійких сортах Крижинка і Смуглянка рівень вірулентності популяції Puccinia recondita f. sp. tritici вище, ніж на сприйнятливих сортах Харківська 105, Донецька 48, Українка одеська. На високо стійких сортах паразитують клони патогена, вірулентні до генів стійкості Lr9, Lr19, Lr25, тоді як на сприятливих таких клонів не виявлено. Зміни вірулентності Puccinia recondita f. sp. tritici слід очікувати на сортах з високою стійкістю, що може при широкому їх використанні у виробництві призвести до суттєвих змін у бік підвищення вірулентності патогена.

10. Спектр фізіологічних рас в популяціях Р. recondita на дикоростучих злаках в більшості випадків більш вузький у порівнянні з тим же на районованих сортах озимої пшениці. В популяції патогена як на районованих сортах, так і на дикоростучих злаках домінують одні і ті ж раси 77, 147, 61, 192 і 149. Це свідчить про високий тиск стійкості сортів та диких злаків на популяцію патогена.

11. Значна частина популяції патогена на дикоростучих злаках представлена росою 147, що свідчить про тенденцію до нарощування кількості її ізолятів в тому числі і на пшениці. На більшості дикоростучих злаків відсутні Х-раси, які є потенційно небезпечними.

12. Дикоростучі злаки Agropyron pectinatum Beauv., Anisontha tectorum L., Bromus mollis L., Poa angustifolia L., Poa pratensis L. - широко розповсюджені в агроценозах і тому є суттєвим резерватором інфекції Р. recondita f. sp. tritisi.

13. Найбільшу цінність як донори стійкості до бурої іржі в селекції м'якої ярої пшениці представляють сорти ЮВ-2, Терція, Волгоуральська, Росинка (Росія), Скороспелка 98, Колективна 3 (Україна), які проявляють стійкість на всіх етапах органогенезу.

14. Сорти твердої пшениці характеризуються більш високим рівнем стійкості до хвороби і більш широкою різноманітністю за імунологічними властивостями, в зв'язку з чим проблема донорів стійкості для цього виду практично відсутня.

Рекомендації виробництву

1. З метою зниження шкідливості бурої іржі пшениці у виробництві рекомендується вирощувати тільки високо і помірно стійкі сорти озимої пшениці (Смуглянка, Крижинка, Володарка, Причерноморка, Астет).

2. При розміщенні пшениці в полях сівозміни слід дотримуватись її просторової ізоляції від природних біоценозів з масовим розповсюдженням дикоростучих злаків, які є як потужними резерваторами інфекції, так і джерелами різних вірулентних рас патогена.

3. В селекції ярої пшениці на імунітет до бурої іржі рекомендується використовувати в якості донорів стійкості сорти м'якої пшениці ЮВ-2, Терція, Волгоуральська, Росинка (Росія), Скороспелка 98, Колективна 3 (Україна).

4. В селекційному процесі при оцінці вихідного і селекційного матеріалу на стійкість до бурої іржі доцільно використовувати інфекційний фон, який містить більш поширені раси збудника Puccinia recondita f. sp. tritici.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. S. Elyasi Gomari, V.K. Panteleev. The resistance of current varieties in spring wheat to leaf brown rust Puccinia recondita Rob. et Desm. f. sp. tritici Erikss. in the Eastern parts of Forest-Steppe in Ukraine // Бюлетень Державного Нікітського ботанічного саду. - Ялта, 2005. - Вип. 91. - С. 121-125. (Особистий внесок здобувача 80%. Постановка досліду, отримання експериментальних даних, їх аналіз і узагальнення, написання статті).

2. S. Elyasi Gomari, V.K. Panteleev. Virulence of brown leaf rust of wheat Puccinia recondita Rob. et Desm. f. sp. tritici Erikss. in Eastern part of Forest-Steppe in Ukraine in 2004 // Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія Біологія. - Харків, 2005. - Вип. 1(6). - С. 112-117. (Особистий внесок здобувача 80%. Постановка досліду, отримання експериментальних даних, їх аналіз і узагальнення, написання статті).

3. S. Elyasi Gomari, V.K. Panteleev. Virulence polymorphism of brown leaf rust Puccinia recondita Rob. et Desm. f. sp. tritici Erikss. in wild-growing cereals in Eastern parts of Forest-Steppe of Ukraine // Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія Біологія. - Харків, 2005. - Вип. 2(7). - С. 105-110. (Особистий внесок здобувача 80%. Постановка досліду, отриманні експериментальних даних, їх аналіз і узагальнення, написання статті).

4. С. Эльяси Гомари. Эффективность генов устойчивости пшеницы (Lr-генов) к природной популяции возбудителя бурой ржавчины - Puccinia recondita Rob. et Desm. f. sp. tritici Erikss. в восточной части Лесостепи Украины // Карантин і захист рослин. - 2005. - №12. - С. 27-29.

5. S. Elyasi Gomari Donors of resistance in spring wheat to brown leaf rust - Puccinia recondita Rob. et Desm. f. sp. tritici Erikss. // Матеріали семінару молодих вчених, аспірантів і студентів “Стрес і адаптація рослин: фізіологія, біохімія, генетика”, Харків, 5-6 жовтня 2005 р. - Харків, 2005. - С. 82-85.

6. Эльяси Гомари Сарханг, Лымар С.П. Устойчивость районированных и перспективных сортов озимой пшеницы к бурой ржавчине и мучнистой росе в восточной части Лесостепи Украины // Екологічні проблеми сталого розвитку агросфери в умовах реформування земельних відносин та шляхи раціонального використання і охорони земель. Матеріали міжнародн. наукової конференції студентів і аспірантів, Харків, 4-7 жовтня 2005 р. - Харків, 2005. - С. 207-209. (Особистий внесок здобувача 75%. Постановка досліду, отримання експериментальних даних, їх аналіз і узагальнення).

7. S. Elyasi Gomari Virulence of Puccinia recondita Rob. et Desm. f. sp. tritici Erikss. on various local and perspective varieties of the winter wheat in the Eastern parts of Forest-Steppe of Ukraine // “Наукові дослідження - теорія та експеримент “ 2005.” Матеріали Міжнарод. науково-практичної конференції, Полтава, 16-20 травня 2005 р. - Полтава, 2005. - Т.7. - С. 19-22.

8. С. Эльяси Гомари, В.К. Пантелеев Расовый состав Puccinia recondita Rob. et Desm. f. sp. tritici Erikss. в восточной части Лесостепи Украины в 2002-2004 гг. // Екологічно обгрунтований захист рослин. Тези доповідей конференції молодих вчених, Київ, 4-7 жовтня 2005р. - К.: Колообіг, 2005 - С. 146-151. (Особистий внесок здобувача 70%. Постановка досліду, отримання експериментальних даних, їх аналіз і узагальнення).

Анотація

Сарханг Ельясі Гомарі. Біологічні особливості, спеціалізація і поліморфізм вірулентності Puccinia recondita Rob. Et Desm. f. sp. tritici Erikss. - збудника бурої листкової іржі пшениці у східній частині Лісостепу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 06.01.11 - фітопатологія. Національний аграрний університет, Київ, 2006.

Дисертація присвячена вивченню біологічних особливостей, спеціалізації і поліморфізму вірулентності збудника бурої іржі пшениці у східній частині Лісостепу України. Встановлено, що бура іржа широко розповсюджена в регіоні і в окремі роки рівень розвитку захворювання досягає епіфітотійного. Виділено перспективні сорти з високою стійкістю, які здатні забезпечити високий рівень захисту рослин до дії бурої іржі. Визначено залежність рівня шкідливості збудника хвороби від ступеня ураження рослини і від стадії розвитку її при зараженні. Збереження інфекції взимку і її відновлення у весняний період залежить від зимостійкості сорту і рівня ураження фузаріозом. Визначено коло додаткових рослин-живителів серед дикоростучих злаків, які є резерваторами інфекції в агроценозі. Рівень вірулентності патогена залежить від імунологічних властивостей сорту пшениці. Спектр фізіологічних рас бурої іржі на сортах і диких злаках ідентичний. Визначено сорти м'якої ярої пшениці, які мають цінність як донори стійкості. Більшість сортів твердої ярої пшениці стійкі до збудника бурої іржі.

Ключові слова: сорти озимої пшениці, сорти ярої пшениці, бура іржа, стійкість, ефективні гени стійкості, вірулентність, гени вірулентності, дикі злаки, шкідливість.

Аннотация

Сарханг Эльяси Гомари. Биологические особенности, специализация и полиморфизм вирулентности Puccinia recondita Rob. Et Desm. f. sp. tritici Erikss. - возбудителя бурой листовой ржавчины пшеницы в восточной части Лесостепи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 06.01.11 - фитопатология. Национальный аграрный университет, Киев, 2006.

Диссертация посвящена изучению биологических особенностей, специализации и полиморфизма вирулентности возбудителя бурой листовой ржавчины пшеницы в восточной части Лесостепи Украины. Установлено, что бурая ржавчина широко распространена в регионе и в отдельные годы уровень развития заболевания достигает эпифитотийного. Выделены перспективные сорта с высокой устойчивостью к возбудителю и сорта с умеренной устойчивостью. Выделены гены устойчивости, которые способны обеспечить высокий уровень защиты растения от воздействия бурой ржавчины. Определена зависимость уровня вредоносности возбудителя болезни от степени пораженности растения и от стадии развития его при заражении. Сохранение инфекции зимой и ее возобновление в весенний период зависит от зимостойкости сорта и уровня поражения фузариозом. Определен круг дополнительных питающих растений патогена среди дикорастущих злаков, которые являются резерваторами инфекции в агроценозе. Уровень вирулентности патогена зависит от иммунологических свойств сорта пшеницы. Спектр физиологических рас бурой ржавчины на сортах и диких злаках идентичен. Определены сорта мягкой ярой пшеницы, которые имеют ценность как доноры устойчивости. Большинство сортов твердой ярой пшеницы устойчивы к возбудителю бурой ржавчины.

Ключевые слова: сорта озимой пшеницы, сорта ярой пшеницы, бурая ржавчина, устойчивость, эффективные гены устойчивости, вирулентность, гены вирулентности, дикие злаки, вредоносность.

Abstract

Sarhang Elyasi Gomari. Biological peculiarities, specialization and virulence polymorphism of Puccinia recondita Rob. Et Desm. f. sp. tritici Erikss. - Pathogen of Wheat Leaf (Brown) Rust in the eastern parts of forest-steppe in Ukraine. - Manuscript.

The thesis for a candidate degree of biology sciences, the specialty 06.01.11 - Phytopathology. The National Agrarian University, Kyiv, 2006.

The dissertation is devoted to studying biological peculiarities, specialization and virulence polymorphism of wheat leaf rust pathogen under conditions of the eastern part of the Forest-Steppe Zone of Ukraine.

It has been determined that wheat leaf rust is a widespread disease in the eastern part of the Forest-Steppe Zone of Ukraine and it became apparent annually during the years of 2003-2005. The disease reached its largest spreading in 2004 (epiphyte), when the maximum affection of susceptible wheat varieties amounted to 87.1-87.9%. In the years of less epidemiological level (2003-2005) the maximum degree of the disease development on the same varieties was in the limits of 42.2-43.3% и 62.2-63.3%, respectively. Four groups with different resistance level were detached out among winter wheat varieties from the state register and perspective varieties: 1) Kryzhynka and Smuglyanka varieties - with high resistance level; 2) Volodarka, Prichernomorka and Astet varieties - moderate resistant; 3) Vdala, Perlina Lisostepu, Spalakh, Vasylyna and Dolgushinskaya - moderate susceptible; 4) Kuyalnik, Podolyanka, Odeskaya 267, Donetskaya 46, Donetskaya 48, Kharkovskaya 96, Kharkovskaya 105 and Ukrainka Odeskaya - susceptible varieties. Most of modern winter wheat varieties cannot provide efficient genetic protection from brown rust due to their immunological properties with respect to the disease pathogen.

Leaf rust harmfulness depends on the plant affection level connected both with the level of their resistance and the stage of plant development when infected. The decrease of grain mass from one ear on the artificial infected background (plant infestation in the period of the beginning of flag leaf forming) is in the limits of 0.7-35%; mass of 1000 grains - 0.5-13.9%. On the background of later natural plant infestation with moderate disease development harmfulness indices are much lower and amount to 0.9-14.5% and 0.1-5.5%, respectively.

The infection preservation and its renewal after hibernation directly depend on the conditions for the disease development in the autumn period. With early plant infestation in autumn, the infection renewal is considerably observed even in the middle phase of tube forming (the disease spreading being 20.4-22.5%, while its development is 6.9-7.2%) and the maximum affection can be observed in the milk adult stage of grain (the disease spreading is 100%, and its development is 52.1-80.2%). Winter resistance of the variety is of essential importance for herbination and renewal of the infection. The infection renewal occurs much earlier and more intensive on winter resistant susceptible to brown rust Donetskaya 48 and Kharkovskaya 105 winter wheat varieties than on less winter resistant ones - Prichernomorka and Kuyalnik. The main cause of less intensive infection renewal on less winter resistant varieties is their considerable affection by fusariose.

The opportunity of P. recondita f. sp. tritici on Poa pratensis L., Poa angustifolia L., Agropyron pectinatum Beauv., Bromus tectorum L. and Bromus mollis L. parasitizing, being widely represented in the region agrobiocenosises of the eastern part of the Forest-Steppe Zone of Ukraine, has been determined by the method of cross infection. Wild growing cereals can be serious reservators of the pathogen infection in spring period as fungus begins developing on them much earlier than on winter wheat.

At present the most efficient and valuable for selection in the region of the eastern part of the Forest-Steppe Zone of Ukraine are genes Lr9, Lr19, Lr24, Lr25 and Lr28, which are capable to protect the perspective varieties from the pathogen of brown leaf rust in field conditions.

The spectrum of physiological races of P. recondita population's on wild growing cereals is narrower in comparison with the same on winter wheat varieties. In the pathogen population's both on varieties and wild growing cereals one and the same races (77, 147, 61, 192 и 149) dominate, but in different percentage. In particular, race 77 representations on most kinds of wild growing cereals are much higher in comparison with Kharkovskaya 96, Kharkovskaya 105 and Donetskaya 48 winter wheat varieties. A considerable part of the pathogen population on wild growing cereals is represented by race 147, testifying the tendency to its isolators amount growth, including on cultural cereals. Potentially dangerous X-races are not present on most of wild growing cereals.

Varieties UV-2, Tertsiya, Volgouralckaya, Rosinka (Russia), Skorospelka 98 and Kolektivnaya 3 (Ukraine), which provide plant protection on all the stages of organogenesis, have the greatest value ability as resistance donors to leaf rust in the selection of soft spring wheat. Hard wheat is characterized by the higher level of resistance to diseases and by a wider variety on immunological quality, as a result of this quality the donor resistance problem for this kind dose not practically exist.

Key words: Winter Wheat Cultivars, effectiveness of resistance genes, race-specific resistance, spring wheat cultivars, wheat leaf rust, virulence genes, wild cereals, harmfulness.

Размещено на Allbest.ru

...