zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2023-87-4-109-113zhros-2410Research ArticleЗАЩИТА РАСТЕНИЙPLANT PROTECTIONХарактеристика эффективности генов устойчивости к листовой бурой ржавчине яровой пшеницы в условиях Республики ТатарстанCharacteristics of the efficiency of leaf rust resistance genes of spring wheat in the conditions of the Republic of Tatarstanhttps://orcid.org/0000-0002-2601-6735АсхадуллинДанил Ф.AskhadullinDanil F.

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции яровой пшеницы

420059, г. Казань, ул. Оренбургский тракт, д. 48

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher of the laboratory for spring wheat breeding

420059, Republic of Tatarstan, Kazan, Orenburgsky Trakt Str., 48

trulik@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2717-7178АсхадуллинДамир Ф.AskhadullinDamir F.

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции яровой пшеницы

420059, г. Казань, ул. Оренбургский тракт, д. 48

 

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher of the laboratory for spring wheat breeding

420059, Republic of Tatarstan, Kazan, Orenburgsky Trakt Str., 48

https://orcid.org/0000-0003-1135-486XВасиловаН. З.VasilovaN. Z.

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции яровой пшеницы

420059, г. Казань, ул. Оренбургский тракт, д. 48

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher of the laboratory for spring wheat breeding

420059, Republic of Tatarstan, Kazan, Orenburgsky Trakt Str., 48

https://orcid.org/0000-0002-4753-7644ТазутдиноваМ. Р.TazutdinovaM. R.

научный сотрудник лаборатории селекции яровой пшеницы

420059, г. Казань, ул. Оренбургский тракт, д. 48

researcher of the laboratory for spring wheat breeding

420059, Republic of Tatarstan, Kazan, Orenburgsky Trakt Str., 48

https://orcid.org/0000-0002-0369-6221ХусаиноваИ. И.KhusainovaI. I.

научный сотрудник лаборатории селекции яровой пшеницы

420059, г. Казань, ул. Оренбургский тракт, д. 48

researcher of the laboratory for spring wheat breeding

420059, Republic of Tatarstan, Kazan, Orenburgsky Trakt Str., 48

https://orcid.org/0000-0003-0942-8321ГайфуллинаГ. Р.GaifullinaG. R.

младший научный сотрудник лаборатории селекции яровой пшеницы

420059, г. Казань, ул. Оренбургский тракт, д. 48

junior researcher of the laboratory for spring wheat breeding

420059, Republic of Tatarstan, Kazan, Orenburgsky Trakt Str., 48

Татарский НИИСХ – обособленное структурное подразделение ФИЦ КазНЦ РАНРоссияTatar Research Institute of Agriculture, a separate structural subdivision of the FRC Kazan Research Center RASRussian Federation20231209202304109113Copyright © Асхадуллин Д.Ф., Асхадуллин Д.Ф., Василова Н.З., Тазутдинова М.Р., Хусаинова И.И., Гайфуллина Г.Р., 20232023Асхадуллин Д.Ф., Асхадуллин Д.Ф., Василова Н.З., Тазутдинова М.Р., Хусаинова И.И., Гайфуллина Г.Р.Askhadullin D.F., Askhadullin D.F., Vasilova N.Z., Tazutdinova M.R., Khusainova I.I., Gaifullina G.R.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/2410

Листовая бурая ржавчина – вредоносное заболевание пшеницы, регистрирующееся ежегодно в посевах на территории Республики Татарстан. Устойчивость сортов к этой болезни контролируется Lr генами, которых к настоящему известно более 70 шт. Большая часть из них потеряла эффективность. Изучение эффективности 54 генов устойчивости и их комбинаций к бурой листовой ржавчине с 2011 по 2022 г. являлось целью наших исследований. Объектами исследования служил набор изогенных линий и сортов тестеров с идентифицированными Lr генами. Степень поражения бурой листовой ржавчиной проведена по максимальному поражению в фазу «молочная – начало восковой спелости зерна» в условиях естественного инфекционного фона. Степень поражения бурой листовой ржавчиной определяли в процентах по шкале Петерсона. Установлено, что высокую эффективность в условиях Республики Татарстан продолжают показывать гены Lr 19, Lr 38, Lr 47, Lr 49, LrAg (i), LrKu. Эффективность гена Lr 19 возрастает в составе пирамид с генами Lr 26, Lr 23, Lr 14a, LrBz. Моногенная устойчивость к бурой ржавчине сохраняется уже 12 лет у образца Pavon derivative (PI 603918), несущего ген Lr 47. В период 2019–2022 гг. было характерно снижение степени поражения пшеницы бурой листовой ржавчиной, в таких условиях только полевая оценка селекционного материала на устойчивость не может обеспечить гарантии создания сортов пшеницы, иммунной к этой болезни.

Leaf rust is a harmful wheat disease of, which is annually identified in crops in the territory of the Republic of Tatarstan. The disease resistance of the varieties is controlled by Lr genes, of which more than 70 are known at present. Most of them have lost their effectiveness. The purpose of the current work was to study the efficiency of 54 leaf rust resistance genes and their combinations from 2011 to 2022. The object of the study was a set of isogenic lines and test-varieties with identified Lr genes. The damage degree by leaf rust was estimated according to the maximum infestation, identified in the period ‘milk – beginning of a kernel wax ripeness’ under conditions of a natural infectious background. The damage degree by leaf rust was determined as a percentage according to the Peterson scale. There has been established that the genes Lr 19, Lr 38, Lr 47, Lr 49, Lr Ag (i), Lr Ku keep showing high efficiency in the conditions of the Republic of Tatarstan. The efficiency of the gene Lr 19 has increased in pyramids with genes Lr 26, Lr 23, Lr 14a, and Lr Bz. Monogenic resistance to leaf rust has been maintained for 12 years in the sample ‘Pavon derivative’ (PI 603918), carrying the gene Lr 47. In the period of 2019–2022 there was identified a decrease in wheat damage degree by leaf rust. Though under such conditions, a field estimation of breeding material for resistance cannot guarantee the development of wheat varieties immune to this disease.

пшеницаржавчинавирулентностьустойчивостьгенwheatrustvirulenceresistancegeneРабота выполнена в рамках государственного задания Татарского НИИСХ – обособленного структурного подразделения ФИЦ КазНЦ РАН: № 122011800138-7.ReferencesГультяева Е. И., Сибикеев С. Н., Дружин А. Е., Шайдаюк Е. Л. Расширение генетического разнообразия сортов яровой мягкой пшеницы по устойчивости к бурой ржавчине (Puccinia triticina Eriks.) в Нижнем Поволжье // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55, № 1. С. 27–44. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.1.27rus.Gul'tyaeva E. I., Sibikeev S. N., Druzhin A. E., Shaidayuk E. L. Rasshirenie geneticheskogo raznoobraziya sortov yarovoi myagkoi pshenitsy po ustoichivosti k buroi rzhavchine (Puccinia triticina Eriks.) v Nizhnem Povolzh'e [Increase of the genetic diversity of spring common wheat varieties according to leaf rust resistance (Puccinia triticina Eriks.) in the Lower Volga region] // Sel'skokhozyaistvennaya biologiya. 2020. T. 55, № 1. S. 27–44. DOI: 10.15389/agrobiology.2020.1.27rus.Левитин М. М., Афанасенко О.С., Гагкаева Т. Ю., Ганнибал Ф. Б., Гультяева Е. И., Мироненко Н. В. Популяционные исследования грибов – возбудителей болезней зерновых культур // Вестник защиты растений. № 4(102). 2019. С. 5–16. DOI: 10.31993/2308-6459-2019-4-102-5-16.Levitin M. M., Afanasenko O.S., Gagkaeva T. Yu., Gannibal F. B., Gul'tyaeva E. I., Mironenko N. V. Populyatsionnye issledovaniya gribov – vozbuditelei boleznei zernovykh kul'tur [Population study of fungi as causative agents of diseases of grain crops] // Vestnik zashchity rastenii. № 4(102). 2019. S. 5–16. DOI: 10.31993/2308-6459-2019-4-102-5-16.Тимонова Е. М., Леонова И. Н., Белан И. А., Россеева Л. П., Салина Е. А. Влияние отдельных участков хромосом Triticum timopheevii на формирование устойчивости к болезням и количественные признаки мягкой пшеницы // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т. 16, № 1. С. 142–159.Timonova E. M., Leonova I. N., Belan I. A., Rosseeva L. P., Salina E. A. Vliyanie otdel'nykh uchastkov khromosom Triticum timopheevii na formirovanie ustoichivosti k boleznyam i kolichestvennye priznaki myagkoi pshenitsy [The effect of individual regions of Triticum timopheevii chromosomes on the formation of resistance to diseases and quantitative traits of common wheat] // Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii. 2012. T. 16, № 1. S. 142–159.Шайтанов О. Л., Низамов Р. М., Захарова Е. И. Оценка влияния глобального потепления на климат Татарстана // Зернобобовые и крупяные культуры. 2021. № 4(40). С. 102–112. DOI: 10.24412/2309-348X-2021-4-102-112.Shaitanov O. L., Nizamov R. M., Zakharova E. I. Otsenka vliyaniya global'nogo potepleniya na klimat Tatarstana [Estimation of the impact of global warming on the climate of Tatarstan] // Zernobobovye i krupyanye kul'tury. 2021. № 4(40). S. 102–112. DOI: 10.24412/2309-348X-2021-4-102-112.Kolmer J. A., Ordoñez M. E., German S., Morgounov A., Pretorius Z., Visser B., Goyeau H., Anikster Y., Acevedo M. Multilocus Genotypes of the Wheat Leaf Rust Fungus Puccinia triticina in Worldwide Regions Indicate Past and Current Long-Distance Migration // Phytopathology. 2019. Vol. 109, № 8. P. 1453–1463. DOI: 10.1094/PHYTO-10-18-0411R.Kolmer J. A., Ordoñez M. E., German S., Morgounov A., Pretorius Z., Visser B., Goyeau H., Anikster Y., Acevedo M. Multilocus Genotypes of the Wheat Leaf Rust Fungus Puccinia triticina in Worldwide Regions Indicate Past and Current Long-Distance Migration // Phytopathology. 2019. Vol. 109, № 8. P. 1453–1463. DOI: 10.1094/PHYTO-10-18-0411R.Kolmer J. A., Herman A., Ordoñez M. E., German S., Morgounov A. Z., Visser B., Anikster Y., AcevedoM. Endemic and panglobal genetic groups, and divergence of host-associated forms in worldwide collections of the wheat leaf rust fungus Puccinia triticina as determined by genotyping by sequencing // Heredity. 2020. Vol. 124, P. 397–409. DOI: 10.1038/s41437-019-0288-x.Kolmer J. A., Herman A., Ordoñez M. E., German S., Morgounov A., Z., Visser B., Anikster Y., Acevedo M. Endemic and panglobal genetic groups, and divergence of host-associated forms in worldwide collections of the wheat leaf rust fungus Puccinia triticina as determined by genotyping by sequencing // Heredity. 2020. Vol. 124, P. 397–409. DOI: 10.1038/s41437-019-0288-x.Gultyaeva E., Shaydayuk E., Gannibal P. Leaf Rust Resistance Genes in Wheat Cultivars Registered in Russia and Their Influence on Adaptation Processes in Pathogen Populations // Agriculture. 2021. Vol. 11(4), Article number: 319. DOI: 10.3390/agriculture11040319.Gultyaeva E., Shaydayuk E., Gannibal P. Leaf Rust Resistance Genes in Wheat Cultivars Registered in Russia and Their Influence on Adaptation Processes in Pathogen Populations // Agriculture. 2021. Vol. 11(4), Article number: 319. DOI: 10.3390/agriculture11040319.Huerta-Espino J., Singh R. P., Germán S.,McCallum B. D., Park R. F., Chen W. Q., Bhardwaj S. C., Goyeau H. Global status of wheat leaf rust caused by Puccinia triticina // Euphytica. 2011. Vol. 179, Р. 143–160. DOI: 10.1007/s10681-011-0361-x.Huerta-Espino J., Singh R. P., Germán S., McCallum B. D., Park R. F., Chen W. Q., Bhardwaj S. C., Goyeau H. Global status of wheat leaf rust caused by Puccinia triticina // Euphytica. 2011. Vol. 179, Р. 143–160. DOI: 10.1007/s10681-011-0361-x.Leonova I. N., Skolotneva E. S., Salina E. A. Genome-wide association study of leaf rust resistance in Russian spring wheat varieties // BMC Plant Biology. 2020. Vol. 20, Article number: 135. DOI: 10.1186/s12870-020-02333-3.Leonova I. N., Skolotneva E. S., Salina E. A. Genome-wide association study of leaf rust resistance in Russian spring wheat varieties // BMC Plant Biology. 2020. Vol. 20, Article number: 135. DOI: 10.1186/ s12870-020-02333-3.Peterson R. F., Campbell A. B., Hannah A. E. A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals // Canadian Journal of Research. 1948. Vol. 26, № 5. P. 496–500. DOI: 10.1139/cjr48c-033.Peterson R. F., Campbell A. B., Hannah A. E. A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals // Canadian Journal of Research. 1948. Vol. 26, № 5. P. 496–500. DOI: 10.1139/cjr48c-033.

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