agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2022.23.2.230-238agronauka-990Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ. ЗАЩИТА РАСТЕНИЙОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES. PLANT PROTECTIONСравнительный анализ методов оценки яровой мягкой пшеницы на устойчивость к Parastagonospora nodorum и поиск источников признака для селекцииComparative analysis of methods of assessing spring soft wheat for resistance to Parastagonospora nodorum and search for sources of a trait for breedinghttps://orcid.org/0000-0002-0554-5814ХаринаА. В.KharinaA. V.

кандидат с.-х. наук, научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии и селекции, 

ул. Ленина, д. 166-а, г. Киров, 610007,

priemnaya@fanc-sv.ru

PhD in Agricultural Science, researcher, the Laboratory of Molecular Biology and Breeding,

Lenin str., 166а, Kirov, 610007

Khavchas@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2371-4949ШешеговаТ. К.SheshegovaT. K.

доктор биол. наук, ведущий научный сотрудник, зав. лабораторией иммунитета и защитырастений, 

ул. Ленина, д. 166-а, г. Киров, 610007

Doctor of Biological Science, leading researcher, Head of the Laboratory of Immunity and Protection ofPlants, 

Lenin str., 166а, Kirov, 610007

priemnaya@fanc-sv.ruФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого»РоссияFederal Аgricultural Research Center of the North-Еast named N.V. RudnitskyRussian Federation202220042022232230238Copyright © Харина А.В., Шешегова Т.К., 20222022Харина А.В., Шешегова Т.К.Kharina A.V., Sheshegova T.K.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/990

В условиях Кировской области (2017-2021 гг.) изучали 67 сортов яровой мягкой пшеницы по степени устойчивости к септориозу листьев в полевых условиях на фоне естественного развития инфекции. В лабораторных условиях реакцию этих сортов пшеницы на патоген оценивали в начале онтогенеза растений (ювенильная устойчивость) в двух экспериментах: оценка в фазу 2-3 листьев (рулонная культура) и оценка признака на отсечённых листьях. Для инокуляции растений использовали местные штаммы Р. nodorum, которые были изолированы с поражённых листьев яровой мягкой пшеницы в фазу «молочно-восковая спелость». У всех изолятов методом ПЦР установлена принадлежность к виду Р. nodorum. Обоснованность использования лабораторных методов инокуляции растений Р. nodorum для массовой оценки генофонда и целенаправленного поиска устойчивых к септориозу генотипов пшеницы основывается на достоверной (при Р≥0,95) корреляции (r = 0,57) устойчивости в начале онтогенеза и у взрослого растения. У сортов, относящихся к одним и тем же группам по устойчивости и восприимчивости, взаимосвязь еще более тесная (r = 0,69; r = 0,71). Установлено, что при увеличении степени поражения в начале онтогенеза существенно (r = -0,68) снижается биомасса растения, в среднем по сортименту на 28 %. Особый интерес для селекции яровой пшеницы представляют сорта с наиболее благоприятным сочетанием низкой скорости нарастания инфекции и устойчивости к септориозу в течение онтогенеза. К таким сортам относятся: Туринская, Эгисар 29 (Россия), Mian Yong №1, Yan Shi 4, Jin Mai 71 (Китай), SSL 25-26, SSL 84-85, UL Alta Blanca (США). 

In the conditions of Kirov region (2017-2021), 67 varieties of spring soft wheat were studied according to the degree of resistance to Septoria leaf blotch in the field against the background of the natural development of infection. Under laboratory conditions, the reaction of these wheat varieties to the pathogen was evaluated at the beginning of plant ontogenesis (juvenile resistance) in two experiments: assessment in the development phase of 2-3 leaves (roll culture) and evaluation of a trait on cut-off leaves. For inoculation of plants, local strains of Р. nodorum were used. They were isolated from the affected leaves of spring soft wheat in the phase of milk-wax ripeness. All isolates have been identified by PCR as belonging to the species of Р. nodorum. The validity of using laboratory methods of plant inoculation by Р. nodorum for mass assessment of the gene pool and purposeful search for wheat genotypes resistant to Septoria is based on a reliable (at P≥0.95) correlation (r = 0.57) of resistance at the beginning of ontogenesis and in adult plants. Varieties belonging to one and the same groups in terms of resistance and susceptibility have an even closer relationship (r = 0.69; r = 0.71). It has been established that with an increase in the degree of affection at the beginning of ontogenesis, the biomass of the plant significantly (r = -0.68) decreases, on average by 28 % in the assortment. Of particular interest for breeding of spring wheat are varieties with the most favorable combination of low infection rate and resistance to Septoria leaf blotch during ontogenesis. These varieties include: Turinskaya, Egisar 29 (Russia), Mian Yong No.1, Yan Shi 4, Jin Mai 71 (China), SSL 25-26, SSL 84-85, UL Alta Blanca (USA). 

септориоз листьевиммунитетрулонная культураметод отсечённых листьевбензимидозолSeptoria leaf blotchimmunityroll culturemethod of cut-off leavesbenzimidazoleРабота выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого» (тема № 0528-2019-0008).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 Federal Agricultural Research Center of the North-East named N. V. Rudnitsky (theme No. 0528-2019-0008).ReferencesСанин С. С., Корнева Л. Г., Поляков Т. М. Прогноз риска развития эпифитотий септориоза листьев и колоса пшеницы. Защита и карантин растений. 2015;(3):33-36. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23077289Sanin S. S., Korneva L. G., Polyakov T. M. Prognoz riska razvitiya epifitotiy septorioza list'ev i kolosa pshenitsy. [Forecast of risk of development of epiphytoties of a septoria leaf blotch of leaves and ear of wheat]. Zashchita i karantin rasteniy. 2015;(3):33-36. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23077289Бакулина А. В., Харина А. В., Широких А. А. Септориоз листьев и колоса пшеницы: генетический контроль устойчивости хозяина (обзор). Теоретическая и прикладная экология. 2020;(2):26-35. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-2-026-035Bakulina A. V., Kharina A. V., Shirokikh A. A. Septorioz list'ev i kolosa pshenitsy: geneticheskiy kontrol' ustoychivosti khozyaina (obzor). [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/10.25750/1995-4301-2020-2-026-035Санин С. С., Назарова Л. Н., Стрижекозин Ю. A., Koрнева Л. Г., Жохова T. П., Полякова T. M., Koпорова T. И. Фитосанитарная обстановка на посевах пшеницы в Российской Федерации (1991-2008 гг.). Защита и карантин растений. 2010;(2):70-80.Sanin S. S., Nazarova L. N., Strizhekozin Yu. A., Korneva L. G., Zhokhova T. P., Polyakova T. M., Koporova T. I. Fitosanitarnaya obstanovka na posevakh pshenitsy v Rossiyskoy Federatsii (1991-2008 gg.). [Phytosanitary situation in wheat crops in the Russian Federation (1991-2008)]. Zashchita i karantin rasteniy. 2010;(2):70-80. (In Russ.).Downie R. C., Lin M., Corsi B., Ficke A., Lillemo M., Oliver R. P., Phan H. T. T., Tan K.-Ch., Cockram J. Septoria nodorum blotch of wheat: disease management and resistance breeding in the face of shifting disease dynamics and a changing environment. Phytopathology. 2021;111(6):906-920. DOI: https://doi.org/10.1094/PHYTO-07-20-0280-RVWDownie R. C., Lin M., Corsi B., Ficke A., Lillemo M., Oliver R. P., Phan H. T. T., Tan K.-Ch., Cockram J. Septoria nodorum blotch of wheat: disease management and resistance breeding in the face of shifting disease dynamics and a changing environment. Phytopathology. 2021;111(6):906-920. DOI: https://doi.org/10.1094/PHYTO-07-20-0280-RVWPhan H. T. T., Furuki E., Hunziker L., Rybak K., Tan K.-Ch. GWAS analysis reveals distinct pathogenicity profiles of Australian Parastagonospora nodorum isolates and identification of marker-trait-associations to septoria nodorum blotch. Sci Rep. 2021;11(1):10085. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-87829-0Phan H. T. T., Furuki E., Hunziker L., Rybak K., Tan K.-Ch. GWAS analysis reveals distinct pathogenicity profiles of Australian Parastagonospora nodorum isolates and identification of marker-trait-associations to septoria nodorum blotch. Sci Rep. 2021;11(1):10085. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-87829-0Волкова Л. В., Шешегова Т. К. Урожайность и содержание фотосинтетических пигментов в листьях яровой пшеницы при поражении септориозом. Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2019;(3):17-25. DOI: https://doi.org/10.31677/2072-6724-2019-52-3-17-25Volkova L. V., Sheshegova T. K. Urozhaynost' i soderzhanie fotosinteticheskikh pigmentov v list'yakh yarovoy pshenitsy pri porazhenii septoriozom. [Crop yield and concentration of photosynthetic pigments in the leaves of the spring wheat when them suffering from septoria blight]. Vestnik NGAU (Novosibirskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet) = Bulletin of NSAU (Novosibirsk State Agrarian University). 2019;(3):17-25. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.31677/2072-6724-2019-52-3-17-25Торопова Е. Ю., Казакова О. А., Селюк М. П. Мониторинг септориоза яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири. Достижения науки и техники АПК. 2016;30(12):33-35. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28147485Toropova E. Yu., Kazakova O. A., Selyuk M. P. Monitoring septorioza yarovoy pshenitsy v lesostepi Zapadnoy Sibiri. [Monitoring of septoria blight on spring wheat in the forest-steppe of Western Siberia]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK = Achievements of Science and Technology of AICis. 2016;30(12):33-35. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28147485Кондратенко Е. П., Егушова Е. А., Косолапова А. А., Сергеева И. А., Яковченко М. А. Сравнительная характеристика урожайности и качества зерна сортов яровой пшеницы на серых лесных почвах. Вестник КрасГАУ. 2016;(6):105-112. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26178709Kondratenko E. P., Egushova E. A., Kosolapova A. A., Sergeeva I. A., Yakovchenko M. A. Sravnitel'naya kharakteristika urozhaynosti i kachestva zerna sortov yarovoy pshenitsy na serykh lesnykh pochvakh. [Comparative characteristics of yield and grain quality of spring wheat varieties on gray forest soils]. Vestnik KrasGAU = The Bulletin of KrasGAU. 2016;(6):105-112. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26178709Fones H., Gurr S. The impact of Septoria tritici blotch disease on wheat: An EU perspective. Fungal Genetics and Biology. 2015;79:3-7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fgb.2015.04.004Fones H., Gurr S. The impact of Septoria tritici blotch disease on wheat: An EU perspective. Fungal Genetics and Biology. 2015;79:3-7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fgb.2015.04.004Mehra L. K., Adhikari U., Ojiambo P. S. Septoria nodorum blotch of wheat. The Plant Health Instructor. 2019. DOI: https://doi.org/10.1094/PHI-I-2019-0514-01Mehra L. K., Adhikari U., Ojiambo P. S. Septoria nodorum blotch of wheat. The Plant Health Instructor. 2019. DOI: https://doi.org/10.1094/PHI-I-2019-0514-01Phan H. T. T., Rybac K., Bertazzoni S., Furuki E., Dinglasan E., Hickey L. T., Oliver R. P., Tun K.-Ch. Novel sources of resistance to Septoria nodorum blotch in the Vavilov wheat collection identified by genome-wide association studies. Theoretical and Applied Genetics. 2018;131(6):1223-1238. DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-018-3073-yPhan H. T. T., Rybac K., Bertazzoni S., Furuki E., Dinglasan E., Hickey L. T., Oliver R. P., Tun K.-Ch. Novel sources of resistance to Septoria nodorum blotch in the Vavilov wheat collection identified by genome-wide association studies. Theoretical and Applied Genetics. 2018;131(6):1223-1238. DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-018-3073-yСанин С. С., Санина А. А., Мотовилин А. А., Пахолкова Е. В., Корнева Л. Г., Жохова Т. П., Полякова Т. М. Защита пшеницы от септориоза. Защита и карантин растений. 2012;(4);61-82.Sanin S. S., Sanina A. A., Motovilin A. A., Pakholkova E. V., Korneva L. G., Zhokhova T. P., Polyakova T. M. Zashchita pshenitsy ot septorioza. [Protection of wheat from Septoria leaf blotch]. Zashchita i karantin rasteniy. 2012;(4);61-82. (In Russ.).Коломиец Т. М., Панкратова Л. Ф., Скатенок О. О., Пахолкова Е. В. Создание генбанка источников устойчивости сортов пшеницы к септориозу. Защита и карантин растений. 2015;(7):44-46. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23688479Kolomiets T. M., Pankratova L. F., Skatenok O. O., Pakholkova E. V. Sozdanie genbanka istochnikov ustoychivosti sortov pshenitsy k septoriozu. [Creation of genebank of wheat resistance sources to septoria disease]. Zashchita i karantin rasteniy. 2015;(7):44-46. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23688479Коломиец 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.2017.3.561rusKolomiets T. M., Pankratova L. F., Pakholkova E. V. Sorta pshenitsy (Triticum L.) iz kollektsii Grin (SShA) dlya ispol'zovaniya v selektsii na dlitel'nuyu ustoychivost' k septoriozu. [Wheat (Triticum L.) cultivars from grin collection (USA) selected for durable resistance to Septoria tritici and Stagonospora nodorum blotch]. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2017;52(3):561-569. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.3.561rusПожерукова В. Е., Шаманин В. П., Гладких М. С., Чурсин А. С., Гультяева Е. И. Оценка коллекции сортов сети КАСИБ в условиях Южной лесостепи Западной Сибири. Вестник Омского государственного аграрного университета. 2019;(1(33)):30-37. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37367918Pozherukova V. E., Shamanin V. P., Gladkikh M. S., Chursin A. S., Gul'tyaeva E. I. Otsenka kollektsii sortov seti KASIB v usloviyakh Yuzhnoy lesostepi Zapadnoy Sibiri. [Evaluation of KASIB network varieties collection in the conditions of southern forest-steppe of Western Siberia]. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Omsk SAU. 2019;(1(33)):30-37. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37367918Шаманин В. П., Потоцкая И. В. Иммунологическая оценка сортов яровой мягкой пшеницы селекционного питомника КАСИБ. Вестник Омского государственного аграрного университета. 2016;(2(22)):5-10. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26583991Shamanin V. P., Pototskaya I. V. Immunologicheskaya otsenka sortov yarovoy myagkoy pshenitsy selektsionnogo pitomnika KASIB. [Immunological evaluation of spring bread wheat varieties of breeding nursery KASIB]. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Omsk SAU. 2016;(2(22)):5-10. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26583991Агеева Е. В., Лихенко И. Е., Советов В. В. Оценка сортов и линий мягкой яровой пшеницы Казахстанско-Сибирского питомника в условиях лесостепи Новосибирской области. Вестник Омского государственного аграрного университета. 2018;(4(32)):5-12. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36708234Ageeva E. V., Likhenko I. E., Sovetov V. V. Otsenka sortov i liniy myagkoy yarovoy pshenitsy KazakhstanskoSibirskogo pitomnika v usloviyakh lesostepi Novosibirskoy oblasti. [Assessment of varieties and lines of soft spring wheat of the Kazakhstan-Siberian nursery in the conditions of the forest-steppe of the Novosibirsk region]. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Vestnik of Omsk SAU. 2018;(4(32)):5-12. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36708234Тырышкин Л. Г. Ювенильная устойчивость сортов зерновых культур к болезням. Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2018;(50):37-41. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32741853Tyryshkin L. G. Yuvenil'naya ustoychivost' sortov zernovykh kul'tur k boleznyam. [Uvenile resistance of cereal crop varieties to diseases]. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Izvestiya Saint-Petersburg State Agrarian University. 2018;1(50):37-41. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32741853Тырышкин Л. Г., Темирбекова С. К., Кудрявцева Е. Ю., Зуев Е. В. Эффективная ювенильная устойчивость образцов яровой мягкой пшеницы из коллекции ВИР к листовой ржавчине и темно-бурой листовой пятнистости. Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2021;(3):18-23. DOI: https://doi.org/10.30850/vrsn/2021/3/18-23Tyryshkin L. G., Temirbekova S. K., Kudryavtseva E. Yu., Zuev E. V. Effektivnaya yuvenil'naya ustoychivost' obraztsov yarovoy myagkoy pshenitsy iz kollektsii VIR k listovoy rzhavchine i temno-buroy listovoy pyatnistosti. [Effective juvenile resistance of spring soft wheat samples from the VIR collection to leaf rust and dark brown leaf spot]. Vestnik rossiyskoy sel'skokhozyaystvennoy nauki = Vestnik of the Russian agricultural science. 2021;(3):18-23. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.30850/vrsn/2021/3/18-23Яруллина Л. Г., Касимова Р. И., Шпирная И. А., Ахатова А. Р., Ибрагимов Р. И. Сравнительное изучение устойчивости к септориозу и физиологических показателей у разных сортов пшеницы. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013;15(3-5):1536-1540. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21475415Yarullina L. G., Kasimova R. I., Shpirnaya I. A., Akhatova A. R., Ibragimov R. I. Sravnitel'noe izuchenie ustoychivosti k septoriozu i fiziologicheskikh pokazateley u raznykh sortov pshenitsy. [Comporative research of resistance to septoria and physiological features in different wheat variety]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk = Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2013;15(3-5):1536-1540. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21475415Харина А. В., Шешегова Т. К. Поиск устойчивого к септориозу исходного материала яровой мягкой пшеницы и анализ наследования признака. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2021;22(2):212-222. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.2.212-222Kharina A. V., Sheshegova T. K. Poisk ustoychivogo k septoriozu iskhodnogo materiala yarovoy myagkoy pshenitsy i analiz nasledovaniya priznaka. [Search for the parent material of spring soft wheat resistant to septoria tritici blotch and analysis of the trait inheritance]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science Euro-North-East. 2021;22(2):212-222. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.2.212-222Монастырский О. А. Токсинообразующие грибы и микотоксины. Защита и карантин растений. 2006;(11):18-20.Monastyrskiy O. A. Toksinoobrazuyushchie griby i mikotoksiny. [Toxin-forming fungi and mycotoxins]. Zashchita i karantin rasteniy. 2006;(11):18-20. (In Russ.).Furbank R. T., Quick W. P., Sirault X. R. R. Improving photosynthesis and yield potential in cereal crops by targeten genetic manipulation: progress and challenges. Fild. Crop. Research. 2015;182:19-29. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fcr.2015.04.009Furbank R. T., Quick W. P., Sirault X. R. R. Improving photosynthesis and yield potential in cereal crops by targeten genetic manipulation: progress and challenges. Fild. Crop. Research. 2015;182:19-29. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fcr.2015.04.009

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