zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2019-61-1-56-61zhros-609Research ArticleЗАЩИТА РАСТЕНИЙPLANT PROTECTIONХарактеристика вирулентности возбудителя бурой ржавчины на сортах озимой твердой пшеницы в условиях Ростовской областиCharacteristics of brown leaf rust virulence on winter durum wheat varieties in the Rostov regionhttps://orcid.org/0000-0003-3266-6272ШайдаюкЕ. Л.ShaydayukE. L.

Младший научный сотрудник лаборатории микологии и фитопатологии.

196608, Санкт-Петербург, Пушкин, шоссе Подбельского, 3

Junior researcher of the laboratory of mycology and phytopathology.

196608, St. Petersburg, Pushkin, Podbelsky Av., 3

https://orcid.org/0000-0001-7948-0307ГультяеваЕ. И.GultyaevaE. I.

Кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории микологии и фитопатологии.

196608, Санкт-Петербург, Пушкин, шоссе Подбельского, 3

Candidate of Biological Sciences, leading researcher of the laboratory of mycology and phytopathology.

196608, St. Petersburg, Pushkin, Podbelsky Av., 3

https://orcid.org/0000-0003-3863-0297ШишкинН. В.ShishkinN. V.

Кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории иммунитета и защиты растений.

347740, Зерноград, Научный городок, 3

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher of the laboratory of plant immunity and protection.

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

nik.shiskin.1961@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7969-054XДероваТ. Г.DerovaT. G.

Ведущий научный сотрудник лаборатории иммунитета и защиты растений.

347740, Зерноград, Научный городок, 3

Leading researcher of the laboratory of plant immunity and protection.

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

derova06@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0464-042XЯковлеваД. Р.YakovlevaD. R.

Лаборант-исследователь лаборатории микологии и фитопатологии.

196608, Санкт-Петербург, Пушкин, шоссе Подбельского, 3

Research assistant of the laboratory of mycology and phytopathology.

196608, St. Petersburg, Pushkin, Podbelsky Av., 3

https://orcid.org/0000-0003-4041-0322ИличкинаН. П.IlichkinaN. P.

Кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства озимой твердой пшеницы.

347740, Зерноград, Научный городок, 3

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher of the laboratory of winter durum wheat breeding and seed-growing.

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растенийРоссияFSBSI All-Russian Research Institute of Plant ProtectionRussian FederationФГБНУ Аграрный научный центр «Донской»РоссияFSBSI Agricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation201903032019015661Copyright © Шайдаюк Е.Л., Гультяева Е.И., Шишкин Н.В., Дерова Т.Г., Яковлева Д.Р., Иличкина Н.П., 20192019Шайдаюк Е.Л., Гультяева Е.И., Шишкин Н.В., Дерова Т.Г., Яковлева Д.Р., Иличкина Н.П.Shaydayuk E.L., Gultyaeva E.I., Shishkin N.V., Derova T.G., Yakovleva D.R., Ilichkina N.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/609

Целью данной работы являлись характеристика вирулентности популяции P. triticina на твердой пшенице в Ростовской области и оценка устойчивости к бурой ржавчине у перспективных сортов озимой твердой пшеницы селекции АНЦ «Донской». Совместные исследования проведены в лабораториях ФГБНУ «АНЦ» Донской» и ФГБНУ ВИЗР Образцы популяций патогена были собраны на сортах твердой пшеницы Дончанка, Лазурит, Донской янтарь и Прикумская 142 и размножены в лабораторных условиях на восприимчивых сортах мягкой и твердой пшеницы. Всего изучено 64 монопустульных изо-лята. Изученные изоляты были авирулентны к линиям Thatcher с генами Lr2a, Lr2b, Lr2c, Lr9, Lr15, Lr16, Lr19, Lr20 и Lr24 и вирулентны к Lr3a, Lr3bg, Lr3ka, Lr10, Lr11, Lr14a, Lr14b, Lr18, Lr26, Lr30 и Lr44. Все образцы популяций, размноженные на твердой пшенице, характеризовались авирулентностью к линии TcLr17, а размноженные на мягкой - преимущественно вирулентностью. В целом проведенный анализ выявил существенные различия в составе популяций патогена на твердой и мягкой пшенице. Изоляты с твердой пшеницы имели достоверно меньшее число аллелей вирулентности по сравнению с изолятами с мягкой пшеницы. Кроме того, наблюдали различия в латентном периоде у изолятов, развивающихся на мягкой и твердой пшенице (на мягкой пшенице он был меньше). В лабораторных и полевых условиях в 2015-2017 гг. изучено 17 сортов озимой твердой пшеницы. Высоким уровнем устойчивости в полевых (пораженность - 0-5%) и лабораторных условиях (балл - 0-2) характеризовались сорт Эйрена и линия КС-586/13. Выявлены слабовосприимчивые сорта (Юбилярка, Лазурит, Курант, Аксинит). Умеренное поражение во все годы исследований отмечено на сортах Яхонт, Терра, Диона, Кристелла, Агат Донской (10-20%). К группе восприимчивых относился сорт Дончанка (50-60% - 2015-2016 гг.; 40-50% - 2017 г.), среднюю восприимчивость проявили сорта Донской янтарь, Гелиос, Янтарина и Амазонка (20-40%).

The purpose of this work was to characterize the virulence of the P. triticina population on durum wheat in the Rostov region and to assess the leaf rust resistance in the promising winter durum wheat varieties selected by the “ARC “Donskoy”. The joint studies were conducted in the laboratories of FSBSI “Agricultural Research Center “Donskoy” and FSBSI All-Russian Research Institute of Plant Protection. The samples of pathogen populations were collected on durum wheat varieties “Donchanka”, “Lazurit”, “Donskoy Yantar” and “Prikumskaya 142” and propagated on the susceptible soft and durum wheat varieties in the laboratory. There were studied 64 mono pustular isolate. The studied isolates were avirulent to the Thatcher lines with the genes Lr2a, Lr2b, Lr2c, Lr9, Lr15, Lr16, Lr19, Lr20 and Lr24 and were virulent to Lr3a, Lr3bg, Lr3ka, Lr10, Lr11, Lr14a, Lr14b, Lr18, Lr26, Lr30 и Lr44. All samples of populations propagated on durum wheat were characterized by avirulence to the TcLr17 line, and those propagated on soft wheat were mainly characterized by virulence. In general, the conducted analysis revealed significant differences in the composition of pathogen populations on durum and soft wheat. The isolates from durum wheat had a significantly smaller number of virulence alleles, compared with the isolates from soft wheat. In addition, there were observed differences in the latent period of isolates developing on soft and durum wheat (it was less on soft wheat). In 2015-2017 there were studied 17 varieties of winter durum wheat in the laboratory and field conditions. The variety “Arena” and line KS-586/13 were characterized with a high level of resistance in the field (0-5% of infestation) and laboratory conditions (score 0-2). There were identified the weakly susceptible varieties “Yubilyarka”, “Lazurit”, “Kurant”, “Aksinit”. A moderate infestation throughout all years of study was established on the varieties “Yakhont”, “Terra”, “Diona”, “Kristella”, “Agat Donskoy” (10-20%). The variety “Donchanka” (50-60% in 2015-2016; 40-50% in 2017) belongs to the susceptible group. The varieties “Donskoy Yantar”, “Gelios”, “Yantarina” and “Amazonka” were of medium susceptibility (20-40%).

Triticum durumвирулентностьPuccinia triticinaLr-геныустойчивостьTriticum durumvirulencePuccinia triticinaLr-genesresistanceReferencesБерлянд-Кожевников В. М., Дмитриев А. П., Будашкина Е. Б., Шитова И. Т., Рейтер В. Г Устойчивость пшеницы к бурой ржавчине (генетическое разнообразие популяций гриба и растения-хозяина). Новосибирск: Наука, 1978.Berlyand-Kozhevnikov V. M., Dmitriev A. P, Budashkina E. B., Shitova I. T., Rejter V. G. Ustojchivost' pshenicy k buroj rzhavchine (geneticheskoe raznoobrazie populyacij griba i rasteniya-hozyaina) [Wheat resistance to leaf rust (genetic diversity of the fungus and host plant populations)]. Novosibirsk: Nauka, 1978.Гультяевой Е. И., Аристова М. К., Шайдаюк Е. Л., Мироненко Н. В., Казарцев И. А., Ахметова А., Кос-ман Е. Генетическая дифференциация Puccinia triticina Erikss. на территории России // Генетика. 2017. № 53(9). С. 1053-1060. DOI 10.7868/S0016675817070037.Gul'tyaevoj E. I., Aristova M. K., Shajdayuk E. L., Mironenko N. V., Kazarcev I. A., Ahmetova A., Kosman E. Geneticheskaya differenciaciya Puccinia triticina Erikss. Na territorii Rossii [Genetic differentiation of Puccinia triticina Erikss. on Russian territory] // Genetika. 2017. № 53(9). S. 1053-1060. DOI 10.7868/S0016675817070037.Дмитриев А. П., Михайлова Л. А., Шеломова Л. Ф., Деревянкин А. И. Исследование расового и генотипического состава дербентской популяции Puccinia recondita Rob. ex Desm. tritici в 1972-1973 гг. // Микология и фитопатология. 1976. № 10(4). С. 61-64.Dmitriev A. P, Mihajlova L. A., Shelomova L. F., Derevyankin A. I. Issledovanie rasovogo i genotipicheskogo sostava derbentskoj populyacii Ruccinia recondita Rob. ex Desm. tritici v 1972-1973 gg. [The study of the racial and genotypic composition of the Derbent population of Puccinia recondita Rob. ex Desm. tritici in 1972-1973] // Mikologiya i fitopatologiya. 1976. № 10(4). S. 61-64.Дорофеев В. Ф., Удачин Р А., Семенова Л. В. и др. Пшеницы мира. Ленинград: Колос, 1987.Dorofeev V. F., Udachin R. A., Semenova L. V. i dr. Pshenicy mira [Wheats of the world]. Leningrad: Kolos, 1987.Михайлова Л. А., Метревели Т Г Структура популяций Puccinia triticina Rob. Ex Desm. f. sp. tritici Erikss. на разных видах пшеницы // Микология и фитопатология. 1986. № 20(2). С. 138-142.Mihajlova L. A., Metreveli T G. Struktura populyacij Puccinia triticina Rob. Ex Desm. f. sp. tritici Erikss. na raznyh vidah pshenicy [Population structure of Puccinia triticina Rob. Ex Desm. f. sp. tritici erikss. on different types of wheat] // Mikologiya i fitopatologiya. 1986. № 20(2). S. 138-142.Михайлова Л. А., Гультяева Е. И., Мироненко Н. В. Методы исследований структуры популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы Puccinia recondita Rob. ex Desm. f. sp. tritici. Иммуногенетические методы создания устойчивых к вредным организмам сортов. СПб., 2000.Mihajlova L. A., Gul'tyaeva E. I., Mironenko N. V. Metody issledovanij struktury populyacij vozbuditelya buroj rzhavchiny pshenicy Puccinia recondita Rob. ex Desm. f. sp. tritici. Immunogeneticheskie metody sozdaniya ustojchivyh k vrednym organizmam sortov [Methods for studying the structure of brown rust pathogen populations Puccinia recondita Rob. ex Desm. f. sp. tritici. Immune and genetic methods for developing the pest-resistant varieties]. SPb., 2000.Самофалова Н. Е., Попов А. С., Иличкина Н. П., Дубинина О. А., Дерова Т Г Твердая (тургидная) озимая пшеница в Ростовской области (сортовой состав, технология возделывания, семеноводство). Ростов н/Д.: ЗАО «Книга», 2012. 80 с.Samofalova N. E., Popov A. S., Ilichkina N. P, Dubinina O. A., Derova T G. Tverdaya (turgidnaya) ozimaya pshenica v Rostovskoj oblasti (sortovoj sostav, tekhnologiya vozdelyvaniya, semenovodstvo) [Durum (turgid) winter wheat in the Rostov region (varietal composition, cultivation technology, seed-growing)]. Rostov n/D.: ZAO “Kniga”, 2012. 80 s.Шайдаюк Е. Л., Гультяева Е. И., Мальчиков П. Н., Розова М. А., Коробейников Н. И. Сравнительный анализ популяций Puccinia triticina на твердой и мягкой пшенице // Микология и фитопатология. 2019. № 4. (В печати.)Shajdayuk E. L., Gul'tyaeva E. I., Mal'chikov P N., Rozova M. A., Korobejnikov N. I. Sravnitel'nyj analiz populyacij Puccinia triticina na tverdoj i myagkoj pshenice [Comparative analysis of Puccinia triticina populations on durum and soft wheat] // Mikologiya i fitopatologiya. 2019 № 4. (V pechati.)Goyeau H., Berder J., Czerepak C., Gautier A., Lanen C., Lannou C. Low diversity and fast evolution in the population of Puccinia triticina causing durum wheat leaf rust in France from 1999 to 2009, as revealed by an adapted differential set // Plant Pathology. 2012. Vol. 61(4). Pp. 761-772. DOI 10.1111/j.1365-3059.2011.02554.x.Goyeau H., Berder J., Czerepak C., Gautier A., Lanen C., Lannou C. Low diversity and fast evolution in the population of Puccinia triticina causing durum wheat leaf rust in France from 1999 to 2009, as revealed by an adapted differential set // Plant Pathology. 2012. Vol. 61(4). Pp. 761-772. DOI 10.1111/j.1365-3059.2011.02554.x.Goyeau H., Park R. F., Schaeffer B., Lannou C. Distribution of pathotypes with regard to host cultivars in French wheat leaf rust populations // Phytopathology. 2006. Vol. 96(3). Pp. 264-73. DOI 10.1094/PHYTO-96-0264.Goyeau H., Park R. F., Schaeffer B., Lannou C. Distribution of pathotypes with regard to host cultivars in French wheat leaf rust populations // Phytopathology. 2006. Vol. 96(3). Pp. 264-73. DOI 10.1094/PHYTO-96-0264.Gultyaeva E. I., Dmitriev A. P, Kosman E. Regional diversity of Russian populations of Puccinia triticina in 2007 // Canadian J. Plant Pathology. 2012. Vol. 34(2). Pp. 213-224. DOI 10.1080/07060661.2011.633562.Gultyaeva E. I., Dmitriev A. P, Kosman E. Regional diversity of Russian populations of Puccinia triticina in 2007 // Canadian J. Plant Pathology. 2012. Vol. 34(2). Pp. 213-224. DOI 10.1080/07060661.2011.633562.fosman E., Dinoor A., Herrmann A. Virulence Analysis Tool (VAT) // User Manual. 2008.Kosman E., Dinoor A., Herrmann A. Virulence Analysis Tool (VAT) // User Manual. 2008.Long D., Kolmer J. A. North American system of nomenclature for Puccinia recondita f. sp. tritici // Phytopathology. 1989. Vol. 79. Pp. 525-529.Long D., Kolmer J.A. North American system of nomenclature for Puccinia recondita f. sp. tritici// Phytopathology. 1989. Vol. 79. Pp. 525-529.Mantovani P, Maccaferri M., Tuberosa R., Kolmer J. A. Virulence phenotypes and molecular genotypes in collections of Puccinia triticina from Italy // Plant Disease. 2010. Vol. 94(4). Pp. 420-424. DOI 10.1094/PDIS-94-4-0420.Mantovani P, Maccaferri M., Tuberosa R., Kolmer J. A. Virulence phenotypes and molecular genotypes in collections of Puccinia triticina from Italy // Plant Disease. 2010. Vol. 94(4). Pp. 420-424. DOI 10.1094/PDIS-94-4-0420.Martinez F., Sillero J. C., Rubiales D. Pathogenic specialization of Puccinia triticina in Andalusia from 1998 to 2000 // Journal of Phytopathology. 2005. Vol. 153. Pp. 344-349. DOI 10.1111/j.1439-0434.2005.00983.x.Martinez F., Sillero J. C., Rubiales D. Pathogenic specialization of Puccinia triticina in Andalusia from 1998 to 2000 // Journal of Phytopathology. 2005. Vol. 153. Pp. 344-349. DOI 10.1111/j.1439-0434.2005.00983.x.Mains E. B., Jackson H. S. Physiologic specialization in the leaf rust of wheat; Puccinia triticina Erikss. // Phytopathology. 1926. Vol. 16. Pp. 89-120.Mains E. B., Jackson H. S. Physiologic specialization in the leaf rust of wheat; Puccinia triticina Erikss. // Phytopathology. 1926. Vol. 16. Pp. 89-120.McIntosh R. A., Wellings C. R., Park R. F. Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes. Melbourne: CSIRO Publishing, 1995.McIntosh R. A., Wellings C. R., Park R. F. Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes. Melbourne: CSIRO Publishing, 1995.Ordonez M. E., Kolmer J. A. Virulence phenotypes of a worldwide collection of Puccinia triticina from durum wheat // Phytopathology. 2007. Vol. 97. Pp. 344-351. DOI 10.1094/PHYTO-97-3-0344.Ordonez M. E., Kolmer J. A. Virulence phenotypes of a worldwide collection of Puccinia triticina from durum wheat // Phytopathology. 2007. Vol. 97. Pp. 344-351. DOI 10.1094/PHYTO-97-3-0344.Peterson R. F., Cambell A. B., Hannah A. E. Adiagrammatic scaleforestimatingrust intensityonleaves and stems of cereals // Can. J. Res. 1948. Vol. 26. Pp. 496-500. DOI 10.1139/cjr48c-033.Peterson R. F., Cambell A. B., Hannah A. E. Adiagrammatic scaleforestimatingrust intensityonleaves and stems of cereals // Can. J. Res. 1948. Vol. 26. Pp. 496-500. DOI 10.1139/cjr48c-033.Singh R. P, Huerta-Espino J., Pfeiffer W., Figueroa-Lopez P Occurence and impact of a new leaf rust race on durum wheat in Northwestern Mexico from 2001 to 2003 // Plant Disease. 2004. Vol. 88. Pp. 703-708. DOI 10.1094/PDIS.2004.88.7.703.Singh R. P, Huerta-Espino J., Pfeiffer W., Figueroa-Lopez P Occurence and impact of a new leaf rust race on durum wheat in Northwestern Mexico from 2001 to 2003 // Plant Disease. 2004. Vol. 88. Pp. 703-708. DOI 10.1094/PDIS.2004.88.7.703.

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