Рослинництво та ґрунтознавство

Рівень інтенсивності ураження сортів пшениці м’якої озимої збудниками Fusarium link та їх ідентифікація на зерні

Людмила Анатоліївна Мурашко, Тетяна Іванівна Муха, Олександр Васильович Гуменюк, Віра Вікторівна Кириленко, Наталія Новицька
Завантажити статтю
Анотація

В умовах сьогодення важливим завданням аграрного виробництва є підвищення рівня врожайності та покращення якості продукції сільськогосподарських культур. Надійним та екологічно вигідним фактором стійкого збільшення врожайності та поліпшення якості зерна є створення нових сортів з груповою стійкістю проти хвороб та високим рівнем адаптивності. Ефективність селекції на імунітет прямо залежить від різноманіття складу генів стійкості донорів, топу пошук нових джерел стійкості було і залишається актуальним питання. Мета досліджень полягала у встановленні рівня інфікованості зерна сортів пшениці м’якої озимої збудниками фузаріозу колоса та їх ідентифікації. В дослідженнях використовували сорти пшениці озимої різних селекційних установ України: Миронівського інституту пшениці імені В. М. Ремесла НААН (МІП), Селекційно-генетичного інституту – Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення НААН (СГІ-НЦНС), Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН(ІР), Інституту фізіології рослин і генетики НАНУ (ІФРГ), Інституту захисту рослин НААН (ІЗР), Інституту зрошуваного землеробства НААН (ІЗЗ), Національного наукового центру «Інститут землеробства» НААН(ННЦ ІЗ). Для визначення видового складу збудника Fusarium Link використовували фітопатологічний аналіз, частку видів – співвідношенням інфікованих зразків зерна пшениці до їх загальної кількості.Вищий (15-18 %) рівень інтенсивності ураження фузаріозною інфекцією спостерігали у сортів Досконала,Турунчук, Овідій, Водограй, Миролюбива. Зерно пшениці озимої у роки досліджень колонізувалось такими видами фузаріозу як: F. sporotrichiella, F. monilifopme, F. graminearum, F. culmorum, F. avenaceum, F.gibbosum F. sambucinum та F. oxysporium. Домінуючу ситуацію займали види F. monilifopme та F. oxysporium,їх поширеність на зерні пшениці становила 16,2 та 1,7 % відповідно. Виокремлені сорти пшениці озимоїз найменшим (1,2-4,5 %) ураженням збудниками роду Fusarium рекомендовано для використанняв селекції пшениці на імунітет. Використання в практичній селекції стійкого вихідного матеріалу дозволить утримувати наростання інфекції збудників хвороб без застосування хімічних засобів захисту

Ключові слова

Triticum aestivum L., вихідний матеріал, насіннєва інфекція, фузаріоз, гриби роду Fusarium, видовий склад, домінуючі види

ЦИТУВАТИ
Murashko, L., Mukha, T., Humenyuk, O., Kіrіlenko, V., & Novytska, N. (2022). The level of intensity of soft winter wheat varieties infection by Fusarium link pathogens and their identification on grain. Plant and Soil Science, 13(4), 35-45. https://doi.org/10.31548/agr.13(4).2022.35-45
Використані джерела

[1] Awuchi, C.G., Ondari, E.N., Ogbonna, C.U., Upadhyay, A.K., Baran, K., Okpala, C.O.R, Korzeniowska, M. & Guiné, R.P.F. (2021). Mycotoxins affecting animals, foods, humans, and plants: types, occurrence, toxicities, action mechanisms, prevention, and detoxification strategies. Foods, 10(6). article number 1279. doi: 10.3390/foods10061279.

[2] Bahadur, A. (2021). Current Status of Fusarium and Their Management Strategies. Fusarium – An Overview of the Genus. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/355989652_Current_Status_of_Fusarium_ and_Their_Management_Strategies/

[3] Bakumenko, O.M., Os’machko, O.M., & Vlasenko, V.A. (2019). Combination ability winter wheat varieties Kryzhynka and Smuhlyanka. VVP «Mrija-1»: Sumy.

[4] Bilai, V.I. (Ed.). (1988). Microorganisms – pathogens of plant diseases. Kyiv: Naukova Dumka.

[5] Birr, T., Hasler, M., Verreet, J.A. & Klink, H. (2020). Composition and Predominance of  Fusarium Species Causing Fusarium Head Blight in Winter Wheat Grain Depending on Cultivar Susceptibility and Meteorological Factors. Microorganisms, 8(4), article number 617. doi: 10.3390/microorganisms8040617.

[6] Bushulian, M.A. (2018). Resistance of winter wheat varieties to pathogens of pyrenophorosis and fusarium head blight in the Steppe of Ukraine. Bulletin of Kharkiv National Agrarian University named after V. V. Dokuchaev. Series: Phytopathology and Entomology, 1-2, 11-15.

[7] Carlo, N.A., Pernica, M., Yap, J., Belakova, S., Vaculova, K. & Branyik, T. (2021). Biocontrol effect of Pythium oligandrum on artificial Fusarium culmorum infection during malting of wheat. Journal of Cereal Science, 100, article number 103258. doi: 10.1016/j.jcs.2021.103258.

[8] Choni, S. (2014). Fusarium. Do we know the enemy by sight. Grain, 8, 150-153.

[9] Deutsch, C.A., Tewksbury, J.J., Tigchelaar, M., Battisti, D.S., Merrill, S.C., Huey, R.B. & Naylor, R.L. (2018). Increase in crop losses to insect pests in a warming climate. Science, 361(6405), 916-919. doi: 10.1126/science.aat3466.

[10] Dongzhen, F., Xilin, L., Xiaorong, C., Wenwu, Y., Yunlu, H., Yi, C., Jia, C., Zhimin, L., Litao, G., Tuhong, W., Xu, J., & Chunsheng, G. (2020). Fusarium Species and Fusarium oxysporum Species Complex Genotypes Associated With Yam Wilt in South-Central China. Retrieved from https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/ fmicb.2020.01964/full.

[11] Doohan, F., Brennan, J.M. & Cooke, B.M. (2003). Influence of Climatic Factors on Fusarium Species Pathogenic to Cereals. European Journal of Plant Pathology, 109, 755-768. doi: 10.1023/A:1026090626994.

[12] Figueroa, M., Hammond-Kosack, K.E. & Solomon, P.S. (2018). A review of wheat diseases-a field perspective. Molecular Plant Pathology, 19(6), 1523-1536. doi: 10.1111/mpp.12618.

[13] Góral, T., Wisniewska, H., Ochodzki, P., Nielsen, L.K., Walentyn-Góral, D., & Stępień, L. (2018). Relationship between Fusarium head blight, kernel damage, concentration of Fusarium biomass, and Fusarium toxins in grain of winter wheat inoculated with Fusarium culmorum. Toxins, 11(1), article number 2. doi: 10.3390/toxins11010002.

[14] Janik, E., Niemcewicz, M., Ceremuga, M., Stela, M., Saluk-Bijak, J., Siadkowski, A., & Bijak, M. (2020). Molecular aspects of mycotoxins – a serious problem for human health. International Journal of Molecular Sciences, 21(21), article number 8187. doi: 10.3390/ijms21218187.

[15] Jarroudi M.E., Kouadio L., Tychon B., El Jarroudi M., Junk J., Bock C. & Delfosse P. (2018). Modeling the Main Fungal Diseases of Winter Wheat: Constraints and Possible Solutions. Retrieved from https://www.intechopen.com/chapters/60661.

[16] Jarroudi, M.E., Kouadio, L., Jarroudi, M., Junk, J., Bock, C., Diouf, A. & Delfosse, P. (2017). Improving fungal disease forecasts in winter wheat: A critical role of intra-day variations of meteorological conditions in the development of Septoria leaf blotch. Field Crops Research, 213, 12-20.

[17] Juroszek, P., & von Tiedemann, A. (2013). Climate change and potential future risks through wheat diseases: a review. European Journal of Plant Pathology, 136, 21-33. doi: 10.1007/s10658-012-0144-9.

[18] Kalman B., Abraham D., Graph S., Perl-Treves R., Meller Harel Y., & Degani O. (2020). Isolation and Identification of Fusarium spp., the Causal Agents of Onion (Allium cepa) Basal Rot in Northeastern Israel. Biology, 9(4), article number 69. doi: 10.3390/biology9040069.

[19] Karelov, A.V., Borzykh, O.I., Kozub, N.O., Sozinov, I.O., Yanse, L.A., Sozinova, O.I., Tkalenko, H.M., Mishchenko, L.T. & Blume,  Ya.B. (2021). Current Approaches to Identification of Fusarium Fungi Infecting Wheat, Cytology and Genetics, 55(5), 433-446. doi: 10.3103/S0095452721050030.

[20] Kayim, M., Nawaz, H. & Alsalmo, A. (2020). Fungal Diseases of Wheat. Retrieved from https://www.intechopen.com/chapters/80489

[21] Kirichenko, V.V. (2016). Fundamentals of management of the production process of field crops. Kharkiv: FOP Brovin V.O.

[22] Korzun, D.Y. (2016). Methods of phytopathological research for artificial infection of plants. Kyiv: Ukrainian Institute of Plant Variety Expertise.

[23] Kovalyshina, G.M., Dmytrenko, Y.M., Demydov, A.A., Mukha, T.I., & Murashko, L.A. (2018). Results of winter wheat breeding for resistance to major pathogens at the Myronivka Wheat Institute. Scientific Bulletin of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. Series: Agronomy, 294, 96-103.

[24] Leonov, O., Petrenkova, V., Luchna, I., & Suvorova, C.S.V. (2016). Wheat diseases widespread in Ukraine, harmfulness, genetic control and effectiveness of selection for resistance. Selection and Seed Production, 109, 53-92.

[25] Martínez, M., Ramírez Albuquerque, L., Arata, A.F., Biganzoli, F., Fernández Pinto, V., & Stenglein, S.A. (2020). Effects of Fusarium graminearum and Fusarium poae on disease parameters, grain quality and mycotoxins contamination in bread wheat (Part I). Journal of the Science of Food and Agriculture, 100, 863-873.

[26] Miedaner, T, & Juroszek, P. (2021). Climate change will influence disease resistance breeding in wheat in Northwestern Europe. Theoretical and Applied Genetics, 134(6), 1771-1785. doi: 10.1007/s00122-021-03807-0.

[27] Mostoviak, I.I., Demianiuk, O.S., & Borodai, V.V. (2020). Peculiarities of the formation of phytopathogenic background of micromycetes-disease-causing agents in agrocenoses of cereal cereals of the Right-Bank ForestSteppe of Ukraine. Agroecological Journal, 1, 28-38.

[28] Mukha, T.I., & Murashko, L.A. (2019). Resistance of winter wheat collection nursery cultivars against Fusarium ear blight and a group of diseases. “Myronivka Bulletin”, 9, 53-58.

[29] Mykhalska, L.M., Zozulia, O.L., Hrytsev, O.A., Sanin, O.Y. & Schwartau, V.V. (2019). Distribution of pecies of Fusarium and Alternaria genera on cereals in Ukraine. Biosystems Diversity, 27(2), 186-191. doi: 10.15421/011925.

[30] Naguib D.M. (2018). Control of Fusarium wilt in wheat seedlings by grain priming with defensin-like protein. Egyptian Journal of Biological Pest Control, 28, article number 68. doi: 10.1186/s41938-018-0073-9.

[31] Nazarenko, M. & Lykholat, Y.(2018). Influence of relief conditions on plant growth and development. Dnipro University Bulletin: Series: Geology. Geography. 26(1), 143-149.

[32] Ostrovsky, D.M., Kornienko, L.E., & Andriychuk, A.V. (2017). Toxigenic properties of Fusarium and Aspergillus micromycetes. Scientific Bulletin of Veterinary Medicine, 1, 157-162.

[33] Ryabovol Y.S., Ryabovol L.O., & Diordieva I.P. (2019). Disease resistance of winter soft wheat samples created by hybridization of geographically distant forms. Foothill and Mountain Agriculture and Animal Husbandry, 65, 124-133.

[34] Savary, S., Willocquet, L., Pethybridge, S.J., Esker, P., McRoberts, N. & Nelson, A. (2019). The global burden of pathogens and pests on major food crops. Nature Ecology & Evolution, 3, 430-439.

[35] Shcherbakova, L.A., Nazarova, T.A., Mikityuk, O.D., Istomina, E.A., & Odintsova, T.I. (2018). An Extract Purified from the Mycelium of a Tomato Wilt-Controlling Strain of Fusarium sambucinum Can Protect Wheat against Fusarium and Common Root Rots. Pathogens, 7, article number 61. doi: 10.3390/pathogens7030061.

[36] Shpaar, D. (2012). Cereals: cultivation, harvesting, storage and use. Kyiv: Zerno Publishing House.

[37] Topi, D., Babič, J., Pavšič-Vrtač, K., Tavčar-Kalcher, G. & Jakovac-Strajn, B. (2020). Incidence of Fusarium Mycotoxins in Wheat and Maize from Albania. Molecules, 26(1), article number 172. doi: 10.3390/molecules26010172.

[38] Tribel, S.O., Hetman, M.V., Strigun, O.O., Kovalyshyna, G.M., & Andryushchenko, A.V. (2010). Methodology for assessing the resistance of wheat varieties against pests and pathogens. Kyiv: Kolobig.

[39] Volkodav, V., Andriushchenko, A., & Podgayatsky, A. (2001). Methods of phytopathological experiments under artificial infection (pp. 37-38). Kyiv: Alefa.

[40] Zhu, Z., Hao, Y., Mergoum, M., Bai, G., Humphreys, G., Cloutier, S., Xia, X., & He, Z. (2019). Breeding wheat for resistance to Fusarium head blight in the Global North: China, USA, and Canada. The Crop Journal, 7, 730-738.