Рослинництво та ґрунтознавство

Створення високопродуктивних форм пшениці озимої з комплексною стійкістю проти хвороб та шкідників на штучних інфекційних фонах їх збудників

Тетяна Іванівна Муха, Людмила Анатоліївна Мурашко, Олександр Васильович Гуменюк, Юлія Миколаївна Судденко, Наталія Новицька, Олексій Миколайович Мартинов
Завантажити статтю
Анотація

Хвороби польових культур суттєво знижують врожайність та якість отриманої сільськогосподарської продукції. Недобір валового збору зерна за рахунок хвороб та шкідників щорічно може досягати близько 25–30 % тому створення стійких сортів є актуальним завданням в селекції пшениці озимої. Мета досліджень полягала у створенні нового високопродуктивного селекційного матеріалу з комплексною стійкістю проти основних найбільш шкідливих хвороб для подальшого використання в селекційному процесі пшениці озимої. У фазі виходу рослин в трубку проводили інфікування рослин пшениці озимої спорами збудника бурої іржі за методикою Е. Е. Гешеле. З метою створення штучного інфекційного фону бурої іржі використовували синтетичну популяцію збудника (Інститут захисту рослин НААН), як накопичувач інфекції – сприйнятливий сорт Миронівська 10. Для створення штучного інфекційного фону борошнистої роси використовуючи місцеву популяцію та накопичувач інфекції американський сорт Кепрок. У гібридному розсаднику F3 на провокуючому фоні борошнистої роси відібрано високостійкі проти збудника (до 5 %) комбінації, створені за участю джерел стійкості: Zdar, Fakon, Pi170911, Bongo – Світанок Миронівський / Zdar, Колос Миронівщини / Fakon, Берегиня Миронівська / Pi170911, Достаток / Bongo. Стійкість проти патогена (до 10,0 %) спостерігали у двох комбінацій схрещування (Горлиця миронівська / Gloria та Ремеслівна / Wervok). На штучному інфекційному фоні гібридів четвертого покоління за стійкістю проти бурої іржі відібрано комбінації схрещування, створені за участі джерел стійкості: Flex, V 1275, Tobarzo, 203-238. Варто зазначити гібриди: Оберіг Миронівський / Flex, Смуглянка / V 1275, Монотип / Tobarzo, Колос Миронівщини / 203–238. Найбільшу кількість зерен у колосі отримано у комбінації Світанок Миронівський / Zdar (61,5 шт.), а найбільша маса зерна з колоса у комбінацій Горлиця Миронівська / Gloria та Берегиня миронівська / Рі170911 (2,38 г та 2,37 г відповідно). За стійкістю проти бурої іржі та елементами продуктивності виокремилась комбінація Оберіг Миронівський / Flex. Виділені за результатами проведених досліджень зразки використовуються в якості цінного вихідного матеріалу для створення нових сортів пшениці озимої стійких до хвороб у Лісостепу України

Ключові слова

Triticum aestivum L., вихідний матеріал, джерела стійкості, збудники хвороб, борошниста роса, бура іржа, сорт

ЦИТУВАТИ
Mukha, T., Murashko, L., Humenyuk, O., Suddenko, Y., Novytska, N., & Martynov, O. (2022). Creation of highly productive forms of winter wheat with complex resistance against diseases and pests on artificial infectious backgrounds of their causative agents. Plant and Soil Science, 13(1), 35-43. https://doi.org/10.31548/agr.13(1).2022.35-43
Використані джерела

[1] Pravdziva, I.V., Demydov, O.A., Hudzenko, V.M., & Derhachov, O.L. (2020). Evaluation of yield and stability of soft winter wheat (Triticum aestivum L.) genotypes depending on predecessors and sowing dates. Selection and Seed Production, 16(3), 291-302. doi: 10.21498/2518-1017.16.3.2020.214923.

[2] Shpaar, D. (Ed.). (2012). Grain crops: Cultivation, harvesting, storage and use. Kyiv: Publishing House “Grain”.

[3] Corredor-Moreno, P., & Saunders, D.G.O. (2020). Expecting the unexpected: Factors influencing the emergence of fungal and oomycete plant pathogens. New Phytologist, 225, 118-125. doi: 10.1111/nph.16007.

[4] Geshele, Е.Е. (1971). Methodical guide on phytopathological evaluation of grain crops. Odesа: VSGI.

[5] Zhemela, H.P., Barabolia, O.V., Tatarko, Yu.V., & Antonovskyi, O.V. (2020). Bulletin of the Poltava State Agrarian Academy, 3, 32-39. doi: 10.31210/visnyk2020.03.03.

[6] Voss-Fels, K.P., Stahl, A., Wittkop, B., Lichthardt, C., Nagler, S., Rose, T., Chen, T.-W., Zetzsche, H., Seddig, S., Baig, M.M., Ballvora, A., Frisch, M., Ross, E., Hayes, B.J., Hayden, M.J., Ordon, F., Leon, J., Kage, H., Friedt, W., Stützel, H., & Snowdon, R.J. (2019). Breeding improves wheat productivity under contrasting agrochemical input levels. Nature Plants, 706(5), 706-714. doi: 10.1038/s41477-019-0445-5.

[7] Buerstmayr, H., Ban, T., & Anderson, J.A. (2009). QTL mapping and marker-assisted selection for Fusarium head blight resistance in wheat: A review. Plant Breeding, 128(1), 1-26. doi: 10.1111/j.1439-0523.2008.01550.x.

[8] Kovalyshyna, H., Dmytrenko, Y., Tonkha, O., Makarchuk, O., Demydov, O., Humenyuk, O., Kozub, N., Karelov, A., Sozinov, I., & Mushtruk, M. (2020). Diversity of winter common wheat varieties for resistance to leaf rust created in the V.M. Remeslo Myronivka Institute of Wheat. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 14, 1001-1007. doi: 10.5219/1447.

[9] Fleitas, M.C., Schierenbeck, M., Gerard, G.S., Dietz, J.I., Golik, S.I., Campos, P.E., & Simón, M.R. (2018). How leaf rust disease and its control with fungicides affect dough properties, gluten quality and loaf volume under different N rates in wheat. Journal of Cereal Science, 80, 119-127. doi: 10.1016/j.jcs.2018.02.003.

[10] Allen-Sader, C., Thurston, W., Meyer, M., Nure, E., Bacha, N., Alemayehu, Y., Stutt, R.O., Safka, D., Craig, A.P., & Derso, E. (2019). An early warning system to predict and mitigate wheat rust diseases. Environmental Research Letters, 14, article number 115004. doi: 10.1088/1748-9326/ab4034.

[11] Kolmer, J.A., Ordoñez, M.E., German, S., Morgounov, A., Pretorius, Z., Visser, B., Goyeau, H., Anikster, Y., & Acevedo, M. (2019). Multilocus genotypes of the wheat leaf rust fungus Puccinia triticina in worldwide regions indicate past and current long-distance migration. Phytopathology, 109, 1453-1463. doi: 10.1094/PHYTO-10-18-0411-R.

[12] Kovalyshyna, H., Dmytrenko, Y., Makarchuk, O., Slobodyanyuk, N., & Mushtruk, M. (2020). The donor properties of resources resistance against the exciter of wheat rust wheat. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 14, 821-827. doi: 10.5219/1427.

[13] Prasad, P., Savadi, S., Bhardwaj, S.C., & Gupta, P.K. (2020). The progress of leaf rust research in wheat. Fungal Biology, 124(6), 537-550. doi: 10.1016/j.funbio.2020.02.013.

[14] Diéguez, M.J., López, M., Altieri, E., Pergolesi, M.F., Dabove, M.A., Cuyeu, A.R., Justus, N., Kandus, M., Ingala, L., & Sacco, F. (2021). Characterization and use in wheat breeding of leaf rust resistance genes from durable varieties. Biology, 10, article number 1168. doi: 10.3390/biology10111168.

[15] Afzal, S., Ul-Haque, M.I., Ahmedani, M.S., Bashir, S., Ur, A., & Rattu, R. (2007). Assessment of yield losses caused by Puccinia striiformis triggering stripe rust in the most common wheat varieties. Pakistan Journal of Botany, 39(6), 2127-2134.

[16] Huerta-Espino, J., Singh, R.P., Germán, S., McCallum, B.D., Park, R.F., Chen, W.Q., Bhardwaj, S.C., & Goyeau, H. (2011). Global status of wheat leaf rust caused by Puccinia triticina. Euphytica, 179, 143-160.

[17] Kolmer, J.A., Chao, S., Brown-Guedira, G., Bansal, U., & Bariana, H. (2018). Adult plant leaf rust resitance derived from the soft red winter wheat cultivar “Caldwell” maps to chromosome 3BS. Crop Science, 58, 152-158. doi: 10.2135/cropsci2017.05.0272.

[18] Saintenac, C., Cambon, F., Aouini, L., Verstappen, E., Ghaffary, S.M.T., Poucet, T., Marande, W., Berges, H., Xu, S., Jaouannet, M., Favery, B., Alassimone, J., Sánchez-Vallet, A., Faris, J., Kema, G., Robert, O., & Langin, T. (2021). A wheat cysteine-rich receptor-like kinase confers broad-spectrum resistance against Septoria tritici blotch. Nature Communications, 12, article number 433. doi: 10.1038/s41467-020-20685-0.

[19] Stryhun, O.O., & Suddenko, Yu.M. (2016). The species composition of harmful entomofauna of winter wheat agrobiocenosis in the Right-Bank Forest-steppe of Ukraine. Bulletin of the Poltava State Agrarian Academy, 3, 15-18.

[20] Morhun, V.V., & Topchii, T.V. (2018). The significance of resistant winter wheat varieties, the study of sources and donors of resistance to pests and major pathogens. Plant Physiology and Genetics, 50(3), 218-240.

[21] Kalenska, S., Yeremenko, O., Novictska, N., Yunyk, A., Honchar, L., Cherniy, V., Stolayrchuk, T., Kalenskyi, V., Scherbakova, O., & Rigenko, A. (2019). Enrichment of field crops biodiversity in conditions of climate changing. Ukrainian Journal of Ecology, 9(1), 19-24.

[22] Vlasenko, V.A., Osmachko, O.M., & Bakumenko, O.M. (2020). Methodical recommendations for the selection of wheat lines with group resistance to diseases that are the transmitters of wheat-rye translocations. Sumy: Sumy National Agrarian University

[23] Leshchuk, N.V. (2016). Methodology of conducting phytopathological studies for artificial infection of plants. Vinnytsia: Korzun D.Yu.

[24] Trybel, S.O. (Ed.). (2010). Methodology of evaluation of wheat varieties resistance against pests and pathogens of diseases. Kyiv: Kolobih.

[25] Stankevych, S.V., & Zabrodina, I.V. (2016). Monitoring of pests of agricultural crops. Kharkiv: FOP Brovin O.V.

[26] Vasyliev, V.P., & Lisovyi, M.P. (Eds.). (1993). Handbook for protection of field crops. Kyiv: Urozhai.

[27] Trybel, S.O. (Ed.). (2001). Methods of testing and application of pesticides. Kyiv: Svit.

[28] Taranova, T.Yu., Kincharov, A.I., Demina, E.A., & Mullayanova, O.S. (2020). Sources of resistance to fungal diseases for selection of spring soft wheat. The Agrarian Scientific Journal, 12, 45-49. doi: 10.28983/asj.y2020i12pp45-49.

[29] Lisovyi, M.P., & Pavliuchyk, O.P. (2004). Virulence of the brown rust pathogen population. Bulletin of Agrarian Science, 1, 22-27.

[30] Gosman, S.N., Steed, A., Hollins, T.W., Bayles, R., Jennings, P., & Nicholson, P. (2009). Semi‐dwarfing Rht‐B1 and Rht‐D1 loci of wheat differ significantly in their influence on resistance to Fusarium head blight. Theoretical and Applied Genetics, 118, 695-702. doi: 10.1007/s00122-008-0930-0.

[31] Retman, S.V. (2009). Spots of wheat in the Forest-Steppe of Ukraine and conceptual bases of protection (Doctoral thesis, National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine).

[32] McMullen, M., Bergstrom, G., De Wolf, E., Dill‐Macky, R., Hershman, D., Shaner, G. & Van Sanford, D. (2012). A unified effort to fight an enemy of wheat and barley: Fusarium head blight. Plant Disease, 96, 1712-1728. doi: 10.1094/PDIS03-12-0291-FE.