Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Ступінь домінування ознаки стійкості проти збудників хвороб у F1 пшениці озимої

Людмила Мурашко, Віра Кириленко, Олександр Гуменюк, Юлія Судденко, Наталія Новицька
Завантажити статтю
Анотація

Одним із найефективніших і водночас екологічно безпечних заходів інтегрованого захисту пшениці від хвороб є розробка резистентних сортів через селекцію, адаптовану до специфічних агрокліматичних умов. Мета роботи – фітопатологічна оцінка колекційних зразків озимої пшениці на штучних інфекційних фонах у польових умовах та визначення домінування стійкості гібридів F₁ до Puccinia recondita і Tilletia caries. Дослідження проведені впродовж 2023, 2024 рр. у селекційній сівозміні на природньому, штучному інфекційному фонах та лабораторних умовах лабораторії селекції озимої пшениці Миронівського інституту пшениці імені В. М. Ремесла Національної академії аграрних наук України за загальноприйнятими методиками. На штучних інфекційних фонах бурої іржі та твердої сажки вивчено 189 колекційних номерів пшениці озимої. Встановлено, що імунністю до збудника Puccinia recondita володіли сорти, захищені генами стійкості Arthur 71 (Lr9), McNair 2203 (Lr9), Agrus (Lr19) Century (Lr24+Lr42), TAM-200 (Lr24+Lr43), V1275 (Lr19), VR89Bo22 (Lr19), імунність до Tilletia сaries відобразили сорти пшениці озимої Rada (SVK), Famulus (DEU), SHARK/F4.105W21 (USA), Рея (UKR), Експромт, лінії Еритроспермум 24210 та Лінія 46 (UKR). При вивчення складу популяції Puccinia reconditа встановлено, що середню ефективність проявили гени: Lr10, Lr13, Lr25 та Lr34 (ген вікової стійкості) за ступеня ураження ліній – 5-10 %. Стабільно зберігали високу стійкість і продовжували залишатися високоефективними гени Lr9, Lr19. За стійкістю проти збудника Puccinia reconditа наддомінування (гетерозис) встановлено у п’яти (14,72 % від загальної кількості гібридних комбінацій) гібридних комбінаціях Beres / Blueboy II, Beres / TAM-200, Matuo / TAM-200, Tobarzo / TAM-200, Matuo / Blueboy II. Зазначено, що місцева популяція збудника Tilletia сaries авірулентна або слабко вірулентна до генів стійкості: Bt6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21. Дослідження генетики ознаки стійкості до даного захворювання засвідчило, що серед гібридних комбінацій F1 41,63 % проявили частково позитивне домінування (ЧПД). Наддомінування до збудника твердої сажки не виявлено

Ключові слова

бура іржа, ген стійкості, сорт, лінія, тверда сажка, фон

ЦИТУВАТИ
Murashko, L., Kyrylenko, V., Humeniuk, O., Suddenko, Yu., & Novytska, N. (2025). The degree of dominance of resistance trait against pathogens in F1 winter wheat. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 21(2),91-105. https://doi.org/10.31548/dopovidi/2.2025.91
Використані джерела
  1. Alekseienko, E.V., & Kirchuk, E.I. (2022). Breeding value of donors of soft winter wheat resistance to brown rust in the south of Ukraine. Agrarian Innovations, 15, 78-82. doi: 10.32848/agrar.innov.2022.15.12.
  2. Babayants, L.T., Babayants, O.V., Baranovskaya, V.L., & Dubinina, L.A. (2006). Tilletia caries and resistance of wheat to this pathogen in Ukraine. Proceedings of the 15th biennial workshop on the smut fungi (pp. 33-36). Prague, Czech Republic.
  3. Babayants, O.V., & Babayants, L.T. (2014). Fundamentals of breeding and methodology of assessments of wheat resistance to pathogens. Odesa: WMW. doi: 10.33730/2077-4893.1.2019.163261.
  4. Bakhshi, T., Mehrabi, R., Sarbarzeh, M.A., Türkoğlu, A., & Haliloğlu, K. (2024). Screening diverse wheat genotypes for leaf rust resistance. Genetic Resources and Crop Evolution. doi: 10.1007/s10722-024-02285-9.
  5. Barabolya, O.V., & Borovko, S.V. (2024). Preservation of winter wheat yield-protection against smut diseases. In V international scientific and practical internet conference “Modern aspects and technologies in plant protection” (pp. 96-97). Poltava: Poltava State Agrarian University.
  6. Bashlay, A.G., & Vlasenko, V.A. (2020). Response of winter wheat plants to phytopathogens under conditions of biologisation of agriculture. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Agronomy and Biology, 39(1), 3-13. doi: 10.32782/agrobio.2020.1.1.
  7. Beil, G.M., & Atkins, R.E. (1963). Inheritance of quantitative characters in grain sorghum. (Master’s thesis, Iowa State University, Ames, USA).
  8. Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_030#Text.
  9. Datta, D., Prashar, M., & Bhardwaj, S.C. (2006). Pyramiding of leaf rust resistance genes Lr9 and Lr24 through molecular marker assisted selection in wheat (Triticum aestivum L.). Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, 66(4), 332-334.
  10. Datta, D., Prashar, M., & Bhardwaj, S.C. (2007). Validation and incorporation of leaf rust resistance genes Lr9, Lr19, Lr24 and Lr26 through molecular markers in wheat (Triticum aestivum L.). Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, 67(1), 7-11.
  11. Demidov, O.A., Kyrylenko, V.V., Gumenyuk, O.V., Murashko, L.A., Los, R.M., Suddenko, Yu.M., Mukha, T.I., Blyznyuk, B.V., & Dubovyk, N.S. (2023). Methodological approaches to the creation of breeding material of soft winter wheat resistant to fusarium graminearum schwabe in the conditions of the central Forest-Steppe of Ukraine. Kyiv: Komprint.
  12. Griffing, B. (1950). Analysis of quantitative gene action by constant parent regression and related techniques. Genetics, 35(3), 303-321. doi: 10.1093/genetics/35.3.303.
  13. Hanzalova, A., Šliková, S., Hudcovicová, M., Klčová, L., & Gregová, E. (2022). Virulence of wheat leaf rust (Puccinia triticina Eriks.) and Lr resistance genes in wheat cultivars in the Slovak Republic in the years 2016-2019. Cereal Research Communications, 50(2), 281-286. doi: 10.1007/s42976-021-00169-7.
  14. Kayim, M., Nawaz, H., & Alsalmo, A. (2022). Fungal diseases of wheat. London: IntechOpen. doi: 10.5772/intechopen.102661.
  15. Kolmer, J. (2013). Leaf rust of wheat: Pathogen biology, variation and host resistance. Forests, 4(1), 70-84. doi: 10.3390/f4010070.
  16. Krępski, T., et al. (2024). Leaf rust (Puccinia recondita f. sp. secalis) triggers substantial changes in rye (Secale cereale L.) at the transcriptome and metabolome levels. BMC Plant Biology, 24(1), article number 107. doi: 10.1186/s12870-024-04726-0.
  17. Liatukas, Ž., & Ruzgas, V. (2008). Resistance genes and sources for the control of wheat common bunt (Tilletia tritici (DC.) Tul.). Biologija, 54(4), 274-278. doi: 10.2478/v10054-008-0056-y.
  18. Lisova, H. (2023). Effectiveness of known wheat resistance genes Triticum aestivum L. to Puccinia triticina Eriks. leaf rust of wheat in 2019-2020. NaUKMA Research Papers. Biology and Ecology, 6, 17-26. doi: 10.18523/2617-4529.2023.6.17-26.
  19. Lunzer, M., Dumalasová, V., Pfatrisch, K., Buerstmayr, H., & Grausgruber, H. (2023). Common bunt in organic wheat: Unravelling infection characteristics relevant for resistance breeding. Frontiers in Plant Science, 14, article number 1264458. doi: 10.3389/fpls.2023.1264458.
  20. Markovska, O.E., Dudchenko, V.V., Grechyshkina, T.A., & Stetsenko, I.I. (2021). Development and spread of brown leaf rust of winter wheat depending on meteorological conditions, varietal composition and methods of protection. Tavriiskyi Naukovyi Visnyk, 117, 109-117.
  21. Mourad, A.M., Morgounov, A., Baenziger, P.S., & Esmail, S.M. (2022). Genetic variation in common bunt resistance in synthetic hexaploid wheat. Plants, 12(1), article number 2. doi: 10.3390/plants12010002.
  22. Mukha, T.I., & Murashko, L.A. (2019). Resistance of winter bread wheat collection nursery accessions to Fusarium ear blight and a group of diseases. Myronivskyi Vestnik, 9, 53-58. doi: 10.31073/mvis201909-07.
  23. Murashko, L.A., Mukha, T.I., Humeniuk, O.V., Novytska, N.V., & Martynov, O.M. (2022). Assessment of resistance of winter wheat varieties of Ukrainian breeding centres against diseases on artificial infectious backgrounds of their pathogens. Agrarian Innovations, 13, 209-214.
  24. Pal, D., et al. (2024). Identification of rust resistance genes in wheat (Triticum aestivum L.) using molecular markers and host–pathogen interaction tests. Journal of Phytopathology, 172(5), article number e13417. doi: 10.1111/jph.13417.
  25. Palamarchuk, A., Rubezhniak, I., & Chaika, V. (2018). Spread of winter wheat diseases in Ukraine. Biological Resources and Nature Management, 10(3-4), 64-71. doi: 10.31548/bio2018.03.008.
  26. Ritzer, E., Ehn, M., Oberforster, M., & Buerstmayr, H. (2021). Comparison of pathogenicity of Austrian isolates of Tilletia caries on common wheat (Triticum aestivum). In Plant breeding for the “Green Deal” (pp. 75-76). Vienna: Association of Plant Breeders and Seed Traders of Austria. doi: 10.5281/zenodo.5667799.
  27. Samoilik, M.O. (2024). Breeding value of the source material of soft winter wheat created by hybridisation of different ecotypes. (PhD thesis, Bila Tserkva National Agrarian University, Bila Tserkva, Ukraine).
  28. Sauliak, N.I., Traskovetska, V.A., Vasyliev, O.A., Bushulian, M.A., Rudenko, V.A., & Tsapenko, V.M. (2024). Resistance of soft winter wheat varieties against pathogens of major leaf blight diseases in the South of Ukraine. Plant Varieties Studying and Protection, 20(2), 84-89. doi: 10.21498/2518-1017.20.2.2024.304104.
  29. Topko, R., Vologdina, G., Humenyuk, O., & Kovalyshyna, H. (2021). Spectral assessment of winter wheat varieties and breeding lines in the autumn period. Plant and Soil Science, 12(2), 29-36. doi: 10.31548/agr2021.02.0029.
  30. Tribel, S.O., Hetman, M.V., Strigun, O.O., Kovalyshina, G.M., & Andriushchenko, A.V. (2010). Methodology for assessing the resistance of wheat varieties against pests and pathogens. Kyiv: Kolobig.
  31. Xu, S., et al. (2018). Evaluation of selected advanced spring wheat germplasm lines in Eastern Canada. Sustainable Agriculture Research, 7(3), 63-70. doi: 10.5539/sar.v7n3p63.