zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2021-75-3-15-21zhros-1253Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSСравнение элементов продуктивности рекомбинантов пшеницы мягкой яровой с транслокацией от Thinopyrum elongatum, несущей гены устойчивости к ржавчинеComparison of productivity elements of recombinants of spring bread wheat with translocation from Thinopyrum elongatum carrying rust resistance geneshttps://orcid.org/0000-0001-9225-5227ПискаревВ. В.PiskarevV. V.

кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораториейгенофонда растений

630501, Новосибирская обл., п. Краснообск, ул. С-100, здание 21

Candidate of Agricultural Sciences, head of the laboratory for plant genepool

630501, Novosibirsk region, v. of Krasnoobsk, S-100 Str., building 21

https://orcid.org/0000-0002-5026-4907БойкоН. И.BoykoN. I.

младший научный сотрудник лаборатории генофонда растений

630501, Новосибирская обл., п. Краснообск, ул. С-100, здание 21

junior researcher of the laboratory for plant genepool

630501, Novosibirsk region, v. of Krasnoobsk, S-100 Str., building 21

https://orcid.org/0000-0001-9439-9785МорозоваЕ. В.MorozovaЕ. V.

младший научный сотрудник лаборатории генофонда растений

630501, Новосибирская обл., п. Краснообск, ул. С-100, здание 21

junior researcher of the laboratory for plant genepool

630501, Novosibirsk region, v. of Krasnoobsk, S-100 Str., building 21

СухомлиновВ. Ю.SukhomlinovV. Yu.

агроном 1 категории лаборатории генофонда растений

630501, Новосибирская обл., п. Краснообск, ул. С-100, здание 21

agronomist of the 1-st category of the laboratory for plant genepool

630501, Novosibirsk region, v. of Krasnoobsk, S-100 Str., building 21

https://orcid.org/0000-0003-2714-7216АпаринаВ. А.AparinaV. A.

лаборант-исследователь лаборатории генофонда растений

630501, Новосибирская обл., п. Краснообск, ул. С-100, здание 21

researcher of the laboratory for plant genepool

630501, Novosibirsk region, v. of Krasnoobsk, S-100 Str., building 21

https://orcid.org/0000-0002-4674-6639СочаловаП. Л.SochalovaL. P.

научный сотрудник лаборатории генофонда растений

630501, Новосибирская обл., п. Краснообск, ул. С-100, здание 21

researcher of the laboratory for plant genepool

630501, Novosibirsk region, v. of Krasnoobsk, S-100 Str., building 21

СибНИИРС-филиал ИЦиГ СО РАНРоссияSRIPCB, the branch of Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of RASRussian Federation202106072021031521Copyright © Пискарев В.В., Бойко Н.И., Морозова Е.В., Сухомлинов В.Ю., Апарина В.А., Сочалова П.Л., 20212021Пискарев В.В., Бойко Н.И., Морозова Е.В., Сухомлинов В.Ю., Апарина В.А., Сочалова П.Л.Piskarev V.V., Boyko N.I., Morozova Е.V., Sukhomlinov V.Y., Aparina V.A., Sochalova L.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zhros.online/jour/article/view/1253

Представлены результаты сравнительной оценки рекомбинантов, полученных на основе двух коммерческих сортов (Сибирская 17 и Новосибирская 31), скрещенных с Thatcher Lr19 и Lr24. Рекомбинанты оценены в полевых условиях в 2016, 2017 и 2020 годах. Цель исследования – выявление влияния транслокаций от Thinopyrum elongatum на проявление элементов продуктивности у рекомбинантов пшеницы мягкой яровой, полученных на основе двух коммерческих сортов. Анализ генетического состава популяций Puccinia triticina Западной и Восточной Сибири не выявил гены, вирулентные к генам устойчивости Lr19, Lr24, Lr28, Lr41, Lr47, Lr45 LrSp, Lr6Agi 1 и Lr6Agi 2. Рекомбинанты, полученные на основе сорта Сибирская 17 (урожайность сорта – 398,3 г/м2 , масса зерна колоса – 1,35 г, масса 1000 зерен – 37,8 г), в целом характеризовались выраженностью основных агрономически ценных признаков на уровне сорта-реципиента, или значительно ниже (урожайность – 271,5–327,8 г/м2 , масса зерна колоса – 1,03–1,16 г, масса 1000 зерен – 32,5–36,4 г). У рекомбинантов, несущих транслокации (продолжительность периода «всходы-колошение» – 44,4 и 44,5 дней, масса зерна колоса – 1,20 и 1,24 г), полученных на основе сорта Новосибирская 31 (42,4 дня, 1,02 г), выявлено значительное увеличение продолжительности периода «всходы-колошение» и массы зерна колоса в сравнении с рекомбинантами без транслокаций (41,6 и 43,6 дней, 0,99 и 1,10 г). Урожайность выше сорта реципиента (301,5 г/м2), в среднем за 3 года, формировали 12 рекомбинантов из комбинации Новосибирская 31 х Thatcher Lr19 (355,6–427,5 г/м2), причем как несущие транслокацию (6 шт.), так и без транслокации (6 шт.).

There have been presented the results of a comparative estimation of recombinants developed on the basis of two commercial varieties (‘Sibirskaya 17’ and ‘Novosibirskaya 31’) hybridized with ‘Thatcher Lr19’ and ‘Thatcher Lr24’. Recombinants were evaluated in the field conditions in 2016, 2017 and 2020. The purpose of the current study was to identify the effect of translocations from Thinopyrum elongatum on the manifestation of productivity elements in recombinants of spring bread wheat developed on the basis of two commercial varieties. The analysis of the genetic composition of the Puccinia triticina populations in Western and Eastern Siberia did not identify genes which were virulent to resistance genes Lr19, Lr24, Lr28, Lr41, Lr47, Lr45 LrSp, Lr6Agi 1 and Lr6Agi 2. The recombinants developed on the basis of the variety ‘Sibirskaya 17’ (the variety productivity was 398.3 g/m2 , grain weight per head was 1.35 g, 1000-grain weight was 37.8 g) were characterized by the severity of the main agronomically valuable traits at the level of the recipient variety, or significantly lower (productivity was 271.5–327.8 g/m2 , grain weight per head was 1.03–1.16 g, 1000-grain weight was 32.5–36.4 g). The recombinants carrying translocations (the length of the period ‘sprouts-heading’ was 44.4 and 44.5 days, grain weight per head was 1.20 and 1.24 g) developed on the basis of the variety ‘Novosibirskaya 31’ (with 42.4 days, 1.02 g) have demonstrated a significant increase in the length of the period ‘sprouts-heading’ and grain weight per head in comparison with the recombinants without translocations (41.6 and 43.6 days, 0.99 and 1.10 g). On average over 3 years, 12 recombinants hybridized from the combination ‘Novosibirskaya 31 x Thatcher Lr19’ produced higher yields (355.6–427.5 g/m2) than those of the recipient variety (301.5 g/m2), both with (6 pcs.), and without (6 pcs.) a translocation.

пшеница мягкая яроваярекомбинантурожайностьреципиентLr19Lr24spring bread wheatrecombinantproductivity/yieldrecipientLr19Lr24Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ, проект № 20-016-00093.ReferencesМихайлова Л.А., Квитко К.В. Лабораторные методы культивирования возбудителя бурой ржавчины пшеницы // Микология и фитопатология. 1970. Т. 4. № 3. С. 269–270.Mihajlova L.A., Kvitko K.V. Laboratornye metody kul'tivirovaniya vozbuditelya buroj rzhavchiny pshenicy [Laboratory methods of cultivation of the causative agent of wheat brown rust] // Mikologiya i fitopatologiya. 1970. T.4. №3. S. 269–270.Садовая А.С., Гультяева Е.И., Митрофанова О.П., Шайдаюк Е.Л., Хакимова А.Г., Зуев Е.В. Характеристика устойчивости к возбудителю бурой ржавчины сортов и линий мягкой пшеницы из коллекции ВИР, несущих чужеродный генетический материал // Вавиловский журнал генетики и селекции, 2014. Т. 18. № 4/1. С. 739–750.Sadovaya A.S., Gul'tyaeva E.I., Mitrofanova O.P., SHajdayuk E.L., Hakimova A.G., Zuev E.V. Harakteristika ustojchivosti k vozbuditelyu buroj rzhavchiny sortov i linij myagkoj pshenicy iz kollekcii VIR, nesushchih chuzherodnyj geneticheskij material [Characteristics of resistance to the causative agent of leaf rust of the bread wheat varieties and lines from the collection of VIR, carrying foreign genetic material] // Vavilovskij zhurnal genetiki i selekcii, 2014. T.18. № 4/1. S.739–750.Сочалова Л.П., Лихенко И.Е. Генетическое разнообразие яровой пшеницы по устойчивости к мигрирующим заболеваниям. Новосибирск: ООО Междуречье, 2015. 196 с.Sochalova L.P., Lihenko I.E. Geneticheskoe raznoobrazie yarovoj pshenicy po ustojchivosti k migriruyushchim zabolevaniyam [Genetic diversity of spring wheat for resistance to migratory diseases]. Novosibirsk: OOO Mezhdurech'e, 2015. 196 s.Шаманин В.П., Петуховский С.Л., Моргунов А.И., Трущенко А.С., Краснова Ю.С. Урожайность сортов яровой мягкой пшеницы селекции ОмГАУ в условиях изменчивых климатических факторов южной лесостепи Западной Сибири // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. 2015. № 1(34). С. 52–59.SHamanin V.P., Petuhovskij S.L., Morgunov A.I., Trushchenko A.S., Krasnova YU.S. Urozhajnost' sortov yarovoj myagkoj pshenicy selekcii OmGAU v usloviyah izmenchivyh klimaticheskih faktorov yuzhnoj lesostepi Zapadnoj Sibiri [Productivity of spring bread wheat varieties of OmGAU under conditions of changeable climatic factors in the southern forest-steppe of Western Siberia] // Vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. № 1(34). S. 52–59.Friebe B., Jiang J., Raupp W. J., Mclntosh R. A. & Gill B. S. Characterization of wheat-alien translocations conferring resistance to diseases and pests: current status // Euphytica, V. 91. 1996 P. 59–87.Friebe B., Jiang J., Raupp W. J., Mclntosh R. A. & Gill B. S. Characterization of wheat-alien translocations conferring resistance to diseases and pests: current status // Euphytica, V. 91. 1996 P. 59–87.Kiel A., Weigt D., Karpińska M., Kurasiak-Popowska D., Niemann J., Tomkowiak A., Mikołajczyk S., Nawracała J. An analysis of the functionality of molecular markers related to the Lr19 gene conditioning resistance to wheat leaf rust // Zemdirbyste-Agriculture. 2020. V. 107. № 1. P. 63–70. DOI: 10.13080/za.2020.107.009.Kiel A., Weigt D., Karpińska M., Kurasiak-Popowska D., Niemann J., Tomkowiak A., Mikołajczyk S., Nawracała J. An analysis of the functionality of molecular markers related to the Lr19 gene conditioning resistance to wheat leaf rust // Zemdirbyste-Agriculture. 2020. V. 107. № 1. P. 63–70. DOI: 10.13080/za.2020.107.009.Plaschke J., Ganal M.W., Röder M.S. Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers // Theor. Appl. Genet. 1995. V.91. P. 1001−1007.Plaschke J., Ganal M.W., Röder M.S. Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers // Theor. Appl. Genet. 1995. V. 91. P. 1001−1007.Qi Ai., Zhang P., Xia X., He Zh., Huerta-Espino Ju., Li Z., Liu D. Molecular mapping and markers for leaf rust resistance gene Lr24 in CIMMYT wheat line 19HRWSN-122 // Euphytica 2015. V. 206. P. 57–66. DOI:10.1007/s10681-015-1469-1.Qi Ai., Zhang P., Xia X., He Zh., Huerta-Espino Ju., Li Z., Liu D. Molecular mapping and markers for leaf rust resistance gene Lr24 in CIMMYT wheat line 19HRWSN-122 // Euphytica 2015. V. 206. P. 57–66. DOI:10.1007/s10681-015-1469-1.Roelfs A.P., Singh R.P., Saari E.E. Rust Diseases of Wheat: Concepts and methods of disease management. Mexico, D.F.: CIMMYT. 1992, 81 P.Roelfs A.P., Singh R.P., Saari E.E. Rust Diseases of Wheat: Concepts and methods of disease management. Mexico, D.F.: CIMMYT. 1992, 81 P.Savary S., Nelson, A., Sparks, A. H., Willocquet, L., Duveiller,E., Mahuku, G. International agricultural research tackling the effects of global and climate changes on plant diseases in the developing world // Plant Disease. 2011. V. 95, P. 1204–1216. DOI:10.1094/PDIS-04-11-0316.Savary S., Nelson, A., Sparks, A. H., Willocquet, L., Duveiller,E., Mahuku, G. International agricultural research tackling the effects of global and climate changes on plant diseases in the developing world // Plant Disease. 2011. V. 95, P. 1204–1216. DOI:10.1094/PDIS-04-11-0316.

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