Поиск доноров Stb-генов устойчивости к септориозу среди коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы

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.

1. Крупенько 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: HKRGBG

2. Пахолкова 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: WZJQMF

3. Зеленева 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: PJPYLM

4. Patial 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-x

5. Лукманова 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: ORINQR

6. Бакулина 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: TELANX

7. Харина 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: MMFGWS

8. Коломиец 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: RVFWWL

9. Murray 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/8.19.4321

10. Новоселова 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: PXSRFG

11. Mekonnen 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-y

12. Somers 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/s00122-004-1740-7

13. Rogers 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/BF0002008

14. Пыжикова Г. В., Карасева Е. В. Методика изучения возбудителей септориоза на изолированных листьях пшеницы. Сельскохозяйственная биология. 1986;21(12):112–114.

15. 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: ZELBVR

16. Коломиец 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: YZKVJZ