agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2025.26.6.1298-1308agronauka-2287Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ. ЗАЩИТА РАСТЕНИЙОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES. PLANT PROTECTIONПоиск доноров Stb-генов устойчивости к септориозу среди коллекционных образцов яровой мягкой пшеницыSearch for donors of Stb genes for resistance to Septoria among collection samples of spring soft wheathttps://orcid.org/0000-0002-0554-5814ХаринаА. В.KharinaA. V.

Харина Анастасия Владимировна, кандидат с.-х. наук, научный сотрудник 

ул. Ленина, 166 а, г. Киров, 610007

Anastasia V. Kharina, PhD in Agricultural Science, researcher 

Lenin str., 166-a, Kirov, 610007

Khavchas@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0638-4258НовоселоваН. В.NovoselovaN. V.

Новоселова Нина Владиславовна, младший научный сотрудник 

ул. Ленина, 166 а, г. Киров, 610007

Nina V. Novoselova, junior researcher 

Lenin str., 166-a, Kirov, 610007

priemnaya@fanc-sv.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8661-6572ПахолковаЕ. В.PakholkovaE. V.

Пахолкова Елена Васильевна, кандидат биол. наук, старший научный сотрудник отдела микологии и иммунитета

ул. Институт, вл. 5, р. п. Большие Вяземы, Одинцовский р-он, Московская область, 143050

Elena V. Pakholkova, PhD in Biological Science, senior researcher, the Department of Mycology and Immunity 

Institut str., 5, Bolshie Vyazemy village, Odintsovo district, Moscow region, 143050

vniif@vniif.ruФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого»РоссияFederal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. RudnitskyRussian FederationФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии»РоссияAll-Russian Scientific Research Institute of a PhytopathologyRussian Federation20250801202626612981308Copyright © Харина А.В., Новоселова Н.В., Пахолкова Е.В., 20252025Харина А.В., Новоселова Н.В., Пахолкова Е.В.Kharina A.V., Novoselova N.V., Pakholkova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/2287

Септориоз – одна из распространенных и вредоносных болезней яровой пшеницы, вызывающая снижение урожая на 35–50 %. Для успеха селекции на резистентность к этой болезни необходим устойчивый исходный материал с молекулярно-генетически идентифицированными Stb-генами. Цель исследований – провести поиск сортов-доноров этих генов и источников устойчивости яровой мягкой пшеницы к возбудителю септориоза Zymoseptoria tritici. Изучали 146 сортов яровой мягкой пшеницы из мировой коллекции ВИР с помощью молекулярногенетических методов на содержание генов Stb2, Stb9, Stb11 и Stb13, а также устойчивость к заражению распространенными штаммами возбудителя болезни. С помощью ПЦР искомые гены были идентифицированы у 57,7 % изученных сортов. Встречаемость генов Stb2, Stb9, Stb11 и Stb13 в изученных генотипах составила 14,3; 55,9; 67,9 и 79,8 % соответственно. Все четыре гена идентифицированы у сортов Тепсей и Eminent. В результате лабораторной оценки сортов-доноров при искусственном заражении выделено 4 высокоустойчивых (Кинельская Юбилейная, Ингала (Россия), Веста (Беларусь), Hua Mai 10 (Китай)) и 11 устойчивых сортов с замедленным развитием болезни (Экада 70, Уральская Кукушка, Памяти Юдина, Хуторянка, Ульяновская 105, Красноярская 12, Волошинка, Лада (Россия), Dai Chun 2, Yanzhan №1, Long Chun 8 (Китай)). Можно предположить, что ген Stb13 играет определенную роль в формировании устойчивости яровой пшеницы против использованных для заражения штаммов. Достоверная прибавка урожая с 1 м2 к стандарту Баженка отмечена у сортов Ингала, Веста, Экада 70 и Ульяновская 105. Эти коллекционные образцы яровой мягкой пшеницы могут быть вовлечены в селекционный процесс как высокопродуктивные доноры идентифицированных Stb-генов.

Septoria tritici blotch is one of the most common and harmful diseases of spring wheat, causing a decrease in yield by 35–50 %. For successful breeding for resistance to this disease, stable source material with molecular and genetically identified Stb genes is needed. The purpose of the research is to search for donor varieties of these genes and sources of resistance of spring soft wheat to the causative agent of septoria Zymoseptoria tritici. There were analyzed 146 cultivars of spring soft wheat from the world's VIR collection using molecular genetic methods for the content of the Stb2, Stb9, Stb11 and Stb13 genes, as well as for resistance to infection with common strains of the causative agent of the disease. Using PCR, the desired genes were identified in 57.7 % of the studied cultivars. The occurrence of Stb2, Stb9, Stb11, and Stb13 genes in the studied genotypes was 14.3 %, 55.9, 67.9 and 79.8 % respectively. All four genes have been identified in the ‘Tepsey’ and ‘Eminent’ cultivars. As a result of laboratory evaluation of donor varieties with artificial infection, 4 highly resistant cultivars were identified (‘Kinelskaya Yubileynaya’, ‘Ingala’ (Russia), ‘Vesta’ (Belarus), ‘Hua Mai 10’ (China)) and 11 resistant cultivars with delayed disease development (‘Ekada 70’, ‘Uralskaya Kukushka’, ‘Pamyaty of Yudin’, ‘Khutoryanka’, ‘Ulianovskaya 105’, ‘Krasnoyarskaya 12’, ‘Voloshinka’, ‘Lada’ (Russia), ‘Dai Chun 2’, ‘Yanzhan No. 1’, ‘Long Chun 8’ (China)). It can be assumed that the Stb13 gene plays a certain role in the formation of resistance of spring wheat against the strains used for infection. A significant increase in yield from 1 m2 to the standard ‘Bazhenka’ cultivar was noted in ‘Ingala’, ‘Vesta’, ‘Ekada 70’ and ‘Ulianovskaya 105’ cultivars. These collection samples of spring soft wheat can be involved in the breeding process as highly productive donors of the identified Stb genes.

Triticum aestivum L.Zymoseptoria triticiгены резистентностистепень пораженияTriticum aestivum L.Zymoseptoria triticiresistance genesdegree of damageработа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока им. Н. В. Рудницкого» (тема №FNWE-2025-0001).the research was carried out under the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the state assignment of the Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky (topic No. FNWE-2025-0001).ReferencesКрупенько Н. А. Влияние гидротермических условий на развитие септориоза листьев озимой пшеницы. Защита растений. 2018;(42):109–115. Режим доступа: https://plants.belal.by/jour/article/view/119 EDN: HKRGBGKrupenko N. A. Influence of hydrothermal conditions on septoria leaf spot severity in winter wheat. Zashchita rasteny = Plant Protection. 2018;(42):109–115. (In Russ.). URL: https://plants.belal.by/jour/article/view/119Пахолкова Е. В., Сальникова Н. Н., Куркова Н. А. Генетическая структура региональных популяций Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) – возбудителя септориоза пшеницы (Triticum aestivum L.). Сельскохозяйственная биология. 2016;51(5):722–730. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.722rus EDN: WZJQMFPakholkova E. V., Salnikova N. N., Kurkova N. A. Genetic structure of regional populations of Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici), the septoria leaf blotch agent of whea. Selskokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2016;51(5):722–730. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.722rusЗеленева Ю. В., Конькова E. А. Сорта мягкой пшеницы, возделываемые в Саратовской области и их устойчивость к септориозной пятнистости. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(6):582–590. DOI: https://doi.org/10.18699/VJGB-23-70 EDN: PJPYLMZeleneva Yu. V., Konkova E. A. Soft wheat cultivars grown in the saratov region and their resistance to septoria blotch. Vavilovsky zhurnal genetiki i selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2023;27(6):582–590. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.18699/VJGB-23-70Patial M., Navathe S., He X., Kamble U., Kumar M., Joshi A. K., Singh P. K. Novel resistance loci for quantitative resistance to Septoria tritici blotch in Asian wheat (Triticum aestivum) via genome-wide association study. BMC Plant Biology. 2024;24(1):846. DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-024-05547-xPatial M., Navathe S., He X., Kamble U., Kumar M., Joshi A. K., Singh P. K. Novel resistance loci for quantitative resistance to Septoria tritici blotch in Asian wheat (Triticum aestivum) via genome-wide association study. BMC Plant Biology. 2024;24(1):846. DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-024-05547-xЛукманова А. А., Кадырова Ф. З. Оценка устойчивости сортов яровой мягкой пшеницы к септориозу листьев и эффективность защиты растений от патогенов в условиях предкамской зоны Республики Татарстан. Агробиотехнологии и цифровое земледелие. 2023;(3(7)):18–24. DOI: https://doi.org/10.12737/2782-490X-2023-18-24 EDN: ORINQRLukmanova A. A., Kadirova F. Z. Assessment of the resistance of spring common wheat varieties to septoria leaf blight and the effectiveness of protecting plants from pathogens in the conditions of the predkama zone of the Republic of Tatarstan. Agrobiotekhnologii i tsifrovoe zemledelie. 2023;(3(7)):18–24. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.12737/2782-490X-2023-18-24Бакулина А. В., Харина А. В., Широких И. Г. Септориоз листьев и колоса пшеницы: генетический контроль устойчивости хозяина (обзор). Теоретическая и прикладная экология. 2020;(2):26–35. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-2-026-035 EDN: TELANXBakulina A. V., Kharina A. V., Shirokikh I. G. Septoria tritici and stagonospora nodorum blotch of wheat: genetic control of host resistance (review). Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya = Theoretical and Applied Ecology. 2020;(2):26–35. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-2-026-035Харина А. В., Савинцева Л. С. Применение методов МАС в селекции пшеницы на устойчивость к септориозу. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2024;54(4):94–103. DOI: https://doi.org/10.26898/0370-8799-2024-4-11 EDN: MMFGWSKharina A. V., Savintseva L. S. Application of MAC methods in wheat breeding for resistance to Septoria blight. Sibirsky vestnik selskokhozyaystvennoy nauki = Siberian Herald of Agricultural Science. 2024;54(4):94–103. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.26898/0370-8799-2024-4-11Коломиец Т. М., Пахолкова Е. В., Сальникова Н. Н., Панкратова Л. Ф., Моргунов А. И., Шаманин В. П. Отбор устойчивых к септориозу сортов яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) из Международного питомника КАСИБ 20. Вестник Омского государственного аграрного университета. 2023;(2(50)):33–47. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54112560 EDN: RVFWWLKolomiets T. M., Pakholkova E. V., Salnikova N. N., Pankratova L. F., Morgunov A. I., Shamanin V. P. Screening of septoria-resistant cultivars of spring soft wheat (Triticum aestivum L.) from the international nursery KASIB 20. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Omsk SAU. 2023;(2(50)):33–47. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54112560Murray M. G., Thompson W. F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA. Nucleic acids research. 1980;8(19):4321–4325. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/8.19.4321Murray M. G., Thompson W. F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA. Nucleic acids research. 1980;8(19):4321–4325. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/8.19.4321Новоселова Н. В., Харина А. В., Бессолицына Е. А., Савинцева Л. С. Скрининг Stb генов устойчивости к септориозу у сортов мягкой пшеницы. Зерновое хозяйство России. 2023;15(2):57–62. DOI: https://doi.org/10.31367/2079-8725-2023-85-2-57-62 EDN: PXSRFGNovoselova N. V., Kharina A. V., Bessolitsina E. A., Savintseva L. S. Screening of Stb leaf blotch resistance genes of the common wheat varieties. Zernovoe khozyaystvo Rossii = Grain Economy of Russia. 2023;15(2):57–62. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.31367/2079-8725-2023-85-2-57-62Mekonnen T., Haileselassie Т., Kaul Т., Sharma М., Geleta В., Tesfaye К. Molecular screening of Zymoseptoria tritici resistance genes in wheat (Triticum aestivum L.) using tightly linked simple sequence repeat markers. European Journal of Plant Pathology. 2019;155(2):593–614. DOI: https://doi.org/10.1007/s10658-019-01795-yMekonnen T., Haileselassie Т., Kaul Т., Sharma М., Geleta В., Tesfaye К. Molecular screening of Zymoseptoria tritici resistance genes in wheat (Triticum aestivum L.) using tightly linked simple sequence repeat markers. European Journal of Plant Pathology. 2019;155(2):593–614. DOI: https://doi.org/10.1007/s10658-019-01795-ySomers D. J., Isaac P., Edwards K. A high-density microsatellite consensus map for bread wheat (Triticum aestivum L.). Theoretical and applied genetics. 2004;109:1105–1114. DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-004-1740-7Somers D. J., Isaac P., Edwards K. A high-density microsatellite consensus map for bread wheat (Triticum aestivum L.). Theoretical and applied genetics. 2004;109:1105–1114. DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-004-1740-7Rogers S. O., Bendich A.J. Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues. Plant Molecular Biology. 1985;5:69–76. DOI: https://doi.org/10.1007/BF0002008Rogers S. O., Bendich A.J. Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues. Plant Molecular Biology. 1985;5:69–76. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00020088Пыжикова Г. В., Карасева Е. В. Методика изучения возбудителей септориоза на изолированных листьях пшеницы. Сельскохозяйственная биология. 1986;21(12):112–114.Pizhikova G. V., Karaseva E. V. Methodology for studying the causative agents of septoria on isolated wheat leaves. Selskokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 1986;21(12):112–114. (In Russ.).Коломиец Т. М., Пахолкова Е. В., Панкратова Л. Ф., Скатенок О. О. Роль генетических коллекций в селекции яровой пшеницы на иммунитет к септориозу. Успехи современной науки. 2017;2(9):130–137. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29905688 EDN: ZELBVRKolomiets T. M., Pakholkova E. V., Pankratova L. F., Skatenok O. O. The role of genetic collections in the breeding of spring wheat for immunity to septoriosis. Uspekhi sovremennoy nauki. 2017;2(9):130–137. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29905688Коломиец Т. М., Панкратова Л. Ф., Пахолкова Е. В. Сорта пшеницы (Triticum L.) из коллекции GRIN (США) для использования в селекции на длительную устойчивость к септориозу. Сельскохозяйственная биология. 2017;52(3):561–569. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.3.561rus EDN: YZKVJZKolomiets T. M., Pankratova L. F., Pakholkova E. V. Wheat (Triticum L.) cultivars from grin collection (USA) selected for durable resistance to Septoria tritici and Stagonospora nodorum blotch. Selskokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2017;52(3):561–569. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.3.561rus

The authors declare that there are no conflicts of interest present.