СЕЛЕКЦІЙНО-ГЕНЕТИЧНИЙ ІНСТИТУТ – НАЦІОНАЛЬНИЙ

ЦЕНТР НАСІННЄЗНАВСТВА ТА СОРТОВИВЧЕННЯ УААН

БУШУЛЯН МАРИНА АНАТОЛІЇВНА

УДК 631.527:633.11:632.488.2(477.7)

ВИХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ ЩОДО

СТІЙКОСТІ ДО ЗБУДНИКА СЕПТОРІОЗУ (SEPTORIA TRITICI ROB. EX

DESM.) В УМОВАХ ПІВДНЯ УКРАЇНИ

06.01.05 – селекція рослин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Одеса — 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Селекційно-генетичному інституті – Національному центрі насіннєзнавства та сортовивчення УААН протягом 1995-2000 років.

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник,

Бабаянц Лазар Тигранович,

Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення УААН,

провідний науковий співробітник відділу фітопатології та ентомології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор,

Орлюк Анатолій Павлович

Інститут землеробства південного регіону УААН,

завідувач відділом селекції

кандидат сільськогосподарських наук,

Агєєва Олександра Валентинівна

Одеський Державний аграрний університет Мінагрополітики України, доцент кафедри селекції, генетики та захисту рослин

Провідна установа: Інститут рослинництва ім. В.Я.Юр’єва УААН

Захист відбудеться “27” лютого 2004 р. о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.363.01 у Селекційно-генетичному інституті – Національному центрі насіннєзнавства та сортовивчення УААН, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Селекційно-генетичного інституту – Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення УААН, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3

Автореферат розісланий “20” січня 2004 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Січкар В.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Стабілізація виробництва зерна озимої пшениці як основної продовольчої культури в Україні є важливим народногосподарським завданням. Однак, щорічні або періодичні епіфітотії різноманітних хвороб призводять до значних недоборів урожаю зерна та погіршенню його якісних показників. Септоріоз є одним з найбільш широкорозповсюджених та шкодочинних захворювань пшениці в різних країнах світу. В Україні захворювання розповсюджене в лісостеповій та поліській зонах. В останнє десятиріччя ХХ століття септоріоз пшениці став відчутним і на півдні України, викликаючи усихання листя, недорозвинення колосся та завчасне дозрівання зерна.

Одним з основних методів інтегрованого захисту пшениці від хвороби є селекція на стійкість до збудників септоріозу. Успіх у великій мірі залежить від наявності в селекціонерів доброго вихідного селекційного матеріалу, який має не тільки ефективні гени стійкості, а й інші важливі господарсько-цінні ознаки (Л.Т.Бабаянц та ін., 1988). На півдні України недостатньо даних про джерела та донори стійкості. Не вивчена генетична основа стійкості кращих сортів та ліній пшениці. Крім того, недостатньо вивченим є видовий склад збудників септоріозу, не виявлено основного збудника цього захворювання. У зв’язку з цим тема дисертації є актуальною.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота проводилась згідно з планом науково-дослідних робіт відділу фітопатології та ентомології Селекційно-генетичного інституту УААН (СГІ): на 1991-1995 рр. за завданням “Вивчити особливості успадкування стійкості до найбільш агресивних збудників хвороб, виявити стійкі генотипи для селекційного використання”, зареєстрованим у Міністерстві України з прав науки та технології, реєстраційний №0194U035093; на 1996-2000 рр., за завданням 01.04.03. “Вивчити закономірності успадкування стійкості до фітопатогенів сільськогосподарських культур, встановити генетичну природу стійкості” та 01.04.08. “Ідентифікувати нові генетичні джерела та донори стійкості щодо збудників основних захворювань” державної науково-технічної програми “Теоретичні основи селекції та насінництва”, зареєстрованій у Міністерстві України з прав науки та технології, реєстраційний №03-04 МВ / 322-97.

Мета й завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є виділення з селекційного матеріалу пшениці, наявного в СГІ, генотипів, стійких щодо збудника септоріозної некротичної плямистості листя, встановлення їх генетичної основи стійкості та можливості використання в селекції як донорів цієї властивості. Для досягнення поставленої мети передбачалось вирішення таких завдань:

—

—

—

—

—

Об’єкт дослідження. Сорти, лінії та гібриди озимої пшениці різного генетичного й географічного походження.

Предмет дослідження. Стійкість селекційного матеріалу різного походження до Septoria tritici, генетична основа стійкості до патогену, зв’язок інтенсивності ураження з основними господарсько-цінними ознаками та властивостями.

Методи дослідження. Дисертаційна робота виконувалася за загальноприйнятими методами польового досліду, фітопатологічної оцінки селекційного матеріалу, гібридологічного аналізу, біологічної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах півдня України вивчено реакцію на ураження Septoria tritici ряду сортів та ліній озимої пшениці. Встановлено високий рівень стійкості щодо патогену озимої твердої пшениці, а також ліній озимої м’якої пшениці, відібраних з міжвидових гібридів від схрещування з видами Aegilops cylindrica, Triticum dicoccoides, Triticum erebuni. Вивчено характер успадкування та встановлено генетичну основу стійкості до патогену деяких ліній озимої м’якої пшениці. Встановлено кореляційний зв’язок інтенсивності ураження Septoria tritici з висотою рослин і продуктивністю. Встановлено, що збудником некротичної плямистості листя є Septoria tritici Rob. ex Desm.

Практичне значення отриманих результатів. Показана можливість використання в селекції ряду сортів та ліній озимої м’якої пшениці як донорів стійкості до Septoria tritici. Інші стійкі до Septoria tritici сорти СГІ та іноземної селекції, а також лінії, відібрані з міжвидових гібридів, є потенційними донорами, а після вивчення генетичної основи їх стійкості можуть використовуватися в селекції як вихідний матеріал. Визначено додаткові показники, які обумовлюють стійкість і толерантність до Septoria tritici, які можуть використовуватися при оцінках і відбраковках селекційного матеріалу пшениці.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем самостійно проведено польові та лабораторні випробування, аналіз отриманих результатів, зроблено висновки та рекомендації для практичного використання.

Апробація результатів роботи. Основні положення та результати випробувань дисертаційної роботи було представлено на конференції “Методологические основы формирования, ведения и использования коллекций генетических ресурсов растений” (м. Харків, 1996 р.), Міжнародній конференції, присвяченій 100-річчю від дня народження академіка М.В.Цицина “Проблемы интродукции растений и отдаленной гибридизации” (м. Москва, 1998 р.), Міжнародній конференції, присвяченій 90-річчю від заснування Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр’єва УААН “Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва” (м. Харків, 1999 р.), Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих учених і спеціалістів “Наукові проблеми виробництва зерна в Україні та сучасні методи їх вирішення” (м. Дніпропетровськ, 2000 р.), Міжнародній конференції з генетики та молекулярної біології для студентів і молодих учених, присвяченій 100-річчю генетики (м. Львів, 2000 р.), Міжнародній конференції, присвяченій 100-річчю Національного університету ім. В.М.Каразіна (м. Харків, 2001 р.), Міжнародній науково-практичній конференції “Зеленая революция П.П.Лукьяненко (м. Краснодар, 2001 р.), Міжнародній конференції молодих учених “Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений” (м. Харків, 2001 р.), Першій Всеросійській конференції з імунітету рослин до хвороб та шкідників, присвяченій 300-річчю Санкт-Петербурга (м. Санкт-Петербург, 2002 р.), Вченій Раді Селекційно-генетичного інституту (щорічно).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 13 наукових робіт, в тому числі 6 статей і 7 тез, в котрих представлені основні положення дисертації. У спільних роботах здобувач є основним співавтором.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 120 сторінках машинописного тексту та включає вступ, 5 розділів, висновки, рекомендації для практичної селекції, список використаних джерел та додаток. У роботі наведено 6 ілюстрацій і 29 таблиць, з них одна в додатку. Список використаної літератури включає 168 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. На основі аналізу літературних джерел розглянуто питання, що пов’язані з розповсюдженням і видовим складом збудників септоріозу в різних країнах світу, їх шкодочинність, біологічні особливості розвитку та фізіологічної спеціалізації. Розглянуто загальні питання селекції пшениці на стійкість щодо фітопатогенів як одного з методів інтегрованого захисту рослин і показаний світовий досвід вивчення й виділення джерел і донорів стійкості пшениці до збудників септоріозу. Зроблено висновок про необхідність вивчення видового складу збудників септоріозу, виділення джерел стійкості озимої пшениці та вивчення їх донорських властивостей в умовах півдня України.

Агрокліматичні умови проведення дослідів, матеріал та методика. Випробування проводили в 1995-2000 рр. на базі СГІ. За погодними умовами роки проведення випробувань значно розрізнялися, що дозволило об’єктивно оцінити селекційний матеріал. Вивчено 6887 сортів та ліній пшениці. У дисертаційній роботі показано 55 сортів озимої м’якої пшениці селекції СГІ, 54 – іноземних, 25 ліній, відібраних з міжвидових гібридів та 11 сортів твердої пшениці селекції СГІ. Для вивчення характеру успадкування та генетичної основи стійкості було відібрано 12 ліній озимої м’якої пшениці. Матеріалом випробування були гібриди F1, F2 i F1BC1 від схрещування стійких ліній з різними за сприйнятливістю сортами озимої м’якої пшениці.

Селекційні зразки пшениці висівали в польовому септоріозному розсаднику в 2-х варіантах – контрольному (без інфекції) і з штучним зараженням рослин. Враховували тривалість латентного та інкубаційного періодів. Інтенсивність ураження Septoria tritici оцінювали за модифікованою шкалою Саарі та Прескотта. Інтенсивність пікнідоутворення визначали за власною методикою, тип ураження рослин – за модифікованою шкалою Розілі. Визначали висоту рослин, а після дозрівання зерна в лабораторних умовах – масу 1000 зерен.

У лабораторних умовах для оцінки стійкості селекційного матеріалу використовували метод ізольованих листків у культурі бензимідазолу (Л.Т.Бабаянц та ін, 1988, Г.В.Пыжикова та ін., 1989). Враховували тривалість латентного та інкубаційного періодів, тип ураження Septoria tritici.

Генетичну основу стійкості вивчали методом гібридологічного аналізу (М.Е.Лобашов, 1967, П.Ф.Рокицкий, 1973). Не менше 100 рослин популяції F2 виривали з коріннями й у лабораторних умовах проводили аналіз елементів структури врожаю за методикою Держкомісії України по випробуванню та охороні сортів рослин.

Кращі за стійкістю до Septoria tritici лінії озимої пшениці вивчали в польових умовах за продуктивністю, висотою та стійкістю до вилягання, в лабораторних умовах – за морозостійкістю (В.М.Мусич, В.А.Сиволап, 1982) та якістю зерна. Якість зерна за складом білка та показником седиментації оцінювали в лабораторії якості зерна відділу генетичних основ селекції СГІ. Рівень стійкості-сприйнятливості ліній озимої пшениці до збудників інших захворювань вивчали в польових інфекційних розсадниках СГІ при штучному ураженні рослин за загальноприйнятими методиками (Л.Т.Бабаянц та ін., 1988).

Математичну обробку отриманих результатів проводили за загальноприйнятими методиками в обчислювальному центрі СГІ (Б.А.Доспехов, 1968, П.Ф.Рокицкий, 1973). При визначенні кореляційних зв’язків показники оцінок інтенсивності ураження рослин у балах за шкалою РЕВ та інтенсивність пікнідоутворення в балах були переведені: бал 9 у бал 1, бал 5 у бал 5, бал 3 у бал 7, бал 1 у бал 9.

Оцінка стійкості сортів і ліній озимої пшениці до збудника септоріозної некротичної плямистості листя. Багаторічний аналіз ураженого листя пшениці показав, що на півдні України некротичну плямистість, в основному, викликають гриби роду Septoria Fr. Вивчення видового складу роду показало, що домінуючим видом є Septoria tritici Rob. ex Desm. (О.В.Гонтаренко, Л.Т.Бабаянц, М.А.Гержова, 1988).

У польових і лабораторних умовах для вивчення стійкості вихідного матеріалу озимої пшениці використовували суміш штамів Septoria tritici St 15, St 16 i St 21, які викликають інтенсивність ураження листя на 85-100%. Для вивчення генетики стійкості ліній озимої пшениці до цього патогену використовували штам St 16.

За результатами штучної інокуляції рослин Septoria tritici в польовому септоріозному розсаднику сорти озимої твердої пшениці Аргонавт, Айсберг одеський, Атол, Дельта, Жемчуг одеський, Перлина одеська, Янтар одеський, а також сорти та лінії озимої м’якої пшениці Лютесценс 2630/94, Еритроспермум 448/94, Except, Ikarus, Mv 21, KO/IN, Veronica, Stokado, Claire, Xiao Yan 107, OK 81306//PRL/VEE 6, Mc Nair 1003, Oasis, 5/20-91, 21/18-91, 5/16-97, 5/17-97, 41/46-95, 28/64-97 та 28/80-97 характеризуються як високостійкі. У них ознаки хвороби або були відсутні, або в рік, сприятливий для розвитку патогена (1997), спостерігалась дуже слабка інтенсивність ураження нижніх листків у виді хлорозних і некрозних плям без пікнід. Сорти озимої твердої пшениці Алий парус, Білий парус, Дельфін, Корал одеський, , сорти озимої м’якої пшениці Еритроспермум 831/91, Лютесценс 15390, Феругінеум 1742/89, Еритроспермум 665/92, Еритроспермум 84/94, Лютесценс 2635/94, Еритроспермум 88-92/91, Galiath, Heiduk, Bayden, Diablo, Norseman, Baristocrat, Galahard, Flеtum, Mandat, Maris Huntsman, Maris Dove, Maris Рlagman, Tomo, Welton, Arkos, Miras, Herold, Palur, Star, Syros, Socrates,

Taras, Aliсante, Zg 4435/75, Zg 2468/74, Zg 3460/76, Zg 558/60 та лінії озимої м’якої пшениці 4/3-91, 4/53-91, 4/64-91, 5/37-91, 7/31-91, 8/2-91, 8/16-91, 8/33-91, 20/43-91, 20/87-91 і 20/52-97 характеризуються як стійкі до Septoria tritici. У них у 1997 році спостерігалося слабке ураження листків нижньої третини рослини у вигляді хлорозних і некрозних плям. Пікніди не виявлялись у всіх сортів озимої твердої пшениці та сортів озимої м’якої пшениці селекції СГІ, за виключенням Лютесценс 15390. Відсутність пікнід відмічено також у ліній м’якої пшениці, крім 20/43-91. На рослинах інших сортів інтенсивність пікнідоутворення не була високою. Сорти та лінії озимої м’якої пшениці Альбатрос одеський, Українка одеська, Символ одеський, Еритроспермум 618/92, Еритроспермум 1034/93, Еритроспермум 968/95, Лада одеська, Любава одеська, Куяльник, Зустріч, Ювілейна 75, Порада, Одеська 161, Gk Bokrat, Mv Magdalena, Mv Magvas, Mv Palma, Mv Vilma, Ringo Sztar, Complex, Valor, Lennex, Fielder, Alba, Jubilatca, Liwilla, Зімородок, Ніка Кубані, Ехо, 5/35-91, 5/55-91 і 8/77-91 характеризуються як помірностійкі до Septoria tritici. У них у 1997 році нижнє листя мало помірну інтенсивність ураження, а листя ближче до середини рослини – слабку у вигляді хлорозних і некрозних плям з пікнідами. У всі останні роки одні з них характеризувались як стійкі, інші – як високостійкі. Сорти озимої м’якої пшениці Вимпел одеський, Степовичка, Селянка, Мрія одеська, Фантазія одеська, Знахідка одеська, Прима одеська, Сірена одеська, Повага, Ніконія, Злата, Тіра, Застава одеська, Одеська 133, Струмок і лінії 1/74-91, 4/11-91, 5/43-91, 5/81-91 характеризуються як слабосприйнятливі. У них у 1997 році спостерігалось сильне ураження найнижчого листя, а вищерозташовані до середини рослини мали помірне та слабке ураження у вигляді хлорозних і некрозних плям з пікнідами. Сорти Зарянка одеська, Одеська 265, Одеська 267, Лузанівка одеська, Забава одеська, Надія одеська, Одеська 132, Дальницька, Пошана та Кірія характеризуються як помірносприйнятливі. У них у 1997 році були уражені листя від нижніх до всіх вищерозташованих, за виключенням передпрапорцьового та прапорцьового. Сорти Обрій, Леля, Нагорода характеризуються як сприйнятливі, Хвиля, Красуня одеська, Вікторія одеська, Федорівка та Одеська 162 як високосприйнятливі, а сорт Одеська напівкарликова як дуже високосприйнятливий до Septoria tritici.

Високостійкі та стійкі сорти та лінії озимої пшениці характеризуються найбільш тривалим латентним та інкубаційним періодами розвитку Septoria tritici в порівнянні з індикатором високої сприйнятливості Одеською напівкарликовою (табл. 1). Сорти та лінії пшениці, у яких пікніди не формувались, не продукували для себе інфекції. Якщо ж пікніди формувались, то в незначній кількості. За типом ураження рослин сорти озимої твердої пшениці Аргонавт, Айсберг одеський, Атол, Дельта, Жемчуг одеський, Перлина одеська, Янтар одеський, озимої м’якої пшениці Except, Ikarus і лінії 5/20-91, 21/18-91 є

Таблиця 1

Показники, які обумовлюють стійкість сортів і ліній озимої пшениці щодо Septoria tritici в польових умовах (1997 р.)

Сорт, лінія | Час прояву перших (доба) | Інтен-сив-ність пікнідо-утворе-ння (бал) | Тип ура-же-ння | Зниження (%)

симпто-мів (латент-ний період) | пікнід (інкуба-ційний період) | висоти рослин | маси 1000 зерен

Triticum durum

Аргонавт, Айсберг одеський, Атол, Дельта, Жемчуг одеський, Перлина одеська, Янтар одеський | 27— | 9 | І | 0 | 0

Алий парус, Білий парус, Дельфін, Корал одеський | 26— | 9 | HR | 0 | 0

Triticum aestivum

Except, 5/20-91, 21/18-91 | 27— | 9 | I | 0 | 0

Ikarus | 26— | 9 | I | 0 | 0

Лютесценс 2630/94, Veronica | 27— | 9 | HR | 0 | 0

Еритроспермум 448/94, Mv 21, KO/IN, Stokado, Claire, Xiao Yan 107, Mc Nair 1003,OK 81306//PRL/VEE 6, Oasis, 4/3-91, 4/53-91, 4/64-91, 5/37-91, 7/31-91, 8/2-91, 8/33-91, 20/52-97, 41/46-95, 28/64-97, 28/80-97 | 26— | 9 | HR | 0 | 0

5/16-97, 5/17-97 | 24— | 9 | HR | 0 | 0

Еритроспермум 831/91 | 26— | 9 | HR | 2 | 0

Лютесценс 2635/94 | 26— | 9 | HR | 0 | 1

Еритроспермум 88-92/91 | 26— | 9 | HR | 0 | 3

Феругінеум 1742/89 | 26— | 9 | HR | 0 | 4

Еритроспермум 665/92, Еритроспермум 84/94 | 26— | 9 | HR | 0 | 5

20/87-91 | 26— | 9 | HR | 1 | 5

Alicante | 20 | 27 | 8 | HR | 0 | 0

Zg 2468/74 | 19 | 27 | 8 | R | 0 | 0

Galiath, Heіduk, Bayden, Zg 4435/75,

Zg 3460/76 | 19 | 26 | 8 | R | 0 | 0

Zg 558/60 | 19 | 25 | 8 | R | 0 | 0

Diablo | 18 | 26 | 8 | R | 0 | 0

Лютесценс 15390 | 18 | 25 | 8 | HR | 0 | 0

20/43-91 | 18 | 25 | 8 | HR | 1 | 5

1/74-91 | 18 | 25 | 8 | R | 1 | 5

Одеська напівкарликова – індикатор високої сприйнятливості | 12 | 17 | 1 | HS | 38 | 64

імунними (І). У них спостерігалась реакція надчутливості рослин на інфекцію патогена у вигляді поодиноких дрібних хлорозних і некрозних плям без пікнід. Слабкий розвиток хвороби у вищеназваних сортів не призвів до зниження висоти рослин і маси 1000 зерен.

Сорти озимої твердої пшениці Алий парус, Білий парус, Дельфін, Корал одеський, сорти озимої м’якої пшениці Лютесценс 2630/94, Еритроспермум 448/94, Veronica, Mv 21, KO/IN, Stokado, Claire, Xiao Yan 107, OK 81306//PRL/VEE 6, Mc Nair 1003, Oasis і лінії 4/3-91, 4/53-91, 4/64-91, 5/37-91, 7/31-91, 8/2-91, 8/33-91, 20/52-97, 41/46-95, 28/64-97, 28/80-97,

5/16-97, 5/17-97 за типом ураження рослин відносяться до групи високостійких (HR), у них також не спостерігалось зниження висоти рослин і маси 1000 зерен. Усі інші сорти та лінії також характеризуються більш тривалим, ніж у Одеської напівкарликової, латентним

та інкубаційним періодами, за виключенням сортів Одеська 132, Дальницька, Пошана, Кірія, Обрій, Леля, Нагорода, Хвиля, Красуня одеська, Вікторія одеська, Федорівка, Одеська 162. У вищеназваних сортів ці показники відповідали індикатору високої сприйнятливості. За інтенсивністю пікнідоутворення за типом ураження більшість сортів і ліній характеризуються як стійкі (R). Також виділяються проміжний (М), сприйнятливий (S) і високосприйнятливий (HS) типи. Зниження висоти рослин варіювало від 3 до 22%, а маса 1000 зерен – від 6 до 26%, тоді як у Одеської напівкарликової ці показники складали відповідно 38 і 64%.

Оцінка рівня стійкості сортів і ліній озимої пшениці в лабораторних умовах показала відсутність чіткої різниці за тривалістю латентного та інкубаційного періодів. Пікніди виявлялись у всіх вивчених сортів і ліній, за виключенням всіх сортів твердої пшениці та ліній 5/20-91, 21/18-91, 5/81-91, 20/87-91, 20/43-91, 5/16-97, 28/64-97 та 28/80-97. За типом реакції рослин чітко визначались тільки високостійкі (HR) і високосприйнятливі (HS) типи.

Кореляційний аналіз показав високий взаємозв’язок між собою показників, які обумовлюють стійкість-сприйнятливість до Septoria tritici (табл. 2). Інтенсивність ураження достовірно корелювала з тривалістю латентного та інкубаційного періодів (відповідно r = -0,85* i r = -0,86#), інтенсивністю пікнідоутворення (r = 0,88#), висотою рослин (r = -0,90#) і масою 1000 зерен (r = -0,86#). Встановлена достовірна кореляція між інтенсивністю пікнідоутворення та тривалістю латентного та інкубаційного періодів (відповідно r = -0,86# i r = -0,87#), висотою рослин (r = -0,86#) і масою 1000 зерен (r = -0,82*), а також між тривалістю латентного періоду й висотою рослин (r = 0,92#) і масою 1000 зерен (r = 0,91#) і між тривалістю інкубаційного періоду й тими самими показниками (r = 0,94#).

Успадкування стійкості озимої пшениці до Septoria tritici. Зв’язок інтенсивності ураження з деякими господарсько-цінними ознаками. Нами вивчено характер успадкування та генетична основа стійкості до Septoria triticі селекційних ліній озимої м’якої пшениці 5/20-91, 5/55-91, 8/2-91, 8/16-91, 20/43-91, 20/87-91 і Феругінеум 1742/89, які виявили стійкість до цього патогену. Аналіз результатів вивчення показав, що ступінь стійкості гібридів F1 від схрещування ліній з дуже високосприйнятливим сортом Одеська напівкарликова була такою ж, як у стійкого батька або близькою до нього. Це вказує на те, що стійкість цих ліній до Septoria tritici контролюється домінантними генами.

У F2 від схрещування ліній 5/20-91, 5/55-91, 8/2-91, 8/16-91 і Феругінеум 1742/89 з Одеською напівкарликовою фактичне відношення стійких і сприйнятливих фенотипів

Таблиця 2

Кореляційний зв’язок між показниками, які обумовлюють стійкість-сприйнятливість до Septoria tritici сортів і ліній озимої м’якої пшениці (1997 р.)

Показники | Час прояву перших пікнід (інкубацій-ний період, доба) | Інтен-сивність уражен-ня

(бал) | Інтен-сивність пікні-доутво-рення (бал) | Висота рослин

(см) | Маса

1000

зерен

(г)

Час прояву перших симптомів

(латентний період, доба) | 0,97# | -0,85* | -0,86# | 0,92# | 0,91#

Час прояву перших пікнід (інкубаційний період, доба) | -0,86# | -0,87# | 0,94# | 0,94#

Інтенсивність ураження

(бал) | 0,88# | -0,90# | -0,86#

Інтенсивність пікнідоутворення

(бал) | -0,86# | -0,82*

Висота рослин

(см) | 0,98#

Примітка: * - достовірно при Р0,05;

# - достовірно при Р0,01

достовірно відповідало теоретично очікуваному відношенню 9:7. Тому стійкість цих ліній контролюється двома домінантними комплементарно діючими генами, що підтвердилось аналізом F1BC1.

У F2 від схрещування ліній 20/43-91 і 20/87-91 з Одеською напівкарликовою фактичне відношення стійких і сприйнятливих фенотипів достовірно відповідало теоретично очікуваному 3:1. Таким чином, стійкість цих ліній до Septoria tritici контролюється одним домінантним геном, що підтвердилось аналізом F1BC1. Виявлені гени є інтрогресивними й походять від Aegilops cylindrica, а в лінії Феругінеум 1742/89 — вірогідно, від сорту озимої м’якої пшениці Кавказ.

При схрещуванні між собою батьківських форм з різним ступенем стійкості-сприйнятливості в F1 спостерігалась така сама стійкість, як у одного з батьків, або ж вона успадковувалась проміжно. У F2 всіх вивчених гібридів спостерігали рослини від дуже високосприйнятливих з балом 1 до високостійких з балом 8. Характер успадкування стійкості до Septoria tritici в F2 показав, що немає чітких різниць між класами стійкості та сприйнятливості рослин, що вказує на дію полігенів. У всіх гібридних комбінаціях відмічені рослини, рівень стійкості яких був вище, ніж у вихідних батьківських форм. При перевірках у наступних поколіннях ці генотипи за стійкістю до Septoria tritici були гетерозиготними й тільки деякі – гомозиготними. Серед останніх були більш стійкі, ніж вихідні батьківські форми. Скоріше за все, стійкість таких генотипів обумовлена дією полігенів обох батьків, які мають різне генетичне походження.

У популяціях F2 від схрещування ліній та сортів озимої пшениці не спостерігається достовірної кореляції між інтенсивністю ураження та загальною кущистістю рослин (табл. 3). Це може бути пояснене тим, що зараження рослин Septoria tritici проводили після кущіння у фазу трубкування, тому й зв’язку між цими показниками не було. Достовірна негативна кореляція отримана між інтенсивністю ураження й висотою рослин (r = -0,57* — -0,83*), а також масою 1000 зерен (r = -0,57* — -0,88#). У більшості вивчених гібридних комбінацій інтенсивність ураження рослин F2 корелює з кількістю колосків у головному колосі (r = -0,63* — -0,78*), кількістю зерен головного колоса (r = -0,60* — -0,80*), масою зерен головного колоса (r = -0,69* — -0,82*), кількістю зерен бокових колосків (r = -0,60* — -0,95#), масою зерен бокових колосків (r = -0,75* — -0,97#), кількістю зерен з рослини (r = -0,60* — -0,96#), масою зерен з рослини (r = -0,79* — -0,97#).

Господарсько-цінна характеристика ліній озимої м’якої пшениці, стійких до Septoria tritici. Лінії озимої м’якої пшениці 5/20-91, 5/55-91, 8/2-91, 8/16-91, 20/43-91, 20/87-91, Феругінеум 1742/89, Еритроспермум 618/92, Еритроспермум 665/92, Еритроспермум 1034/93, Еритроспермум 84/94, Еритроспермум 968/95, які є донорами стійкості до Septoria tritici, а також лінії 1/74-91, 4/3-91, 4/11-91, 5/35-91, 5/37-91, 5/43-91, 5/81-91, 7/31-91, 8/77-91, 5/17-97, 41/46-95, які виявилися стійкими до Septoria tritici, вивчені за інтенсивністю ураження та ураженістю збудниками основних захворювань. Лінії-донори стійкості, а також деякі інші, вивчені за продуктивністю, висотою рослин і стійкістю до вилягання, морозостійкістю та якістю зерна (вміст білка в зерні, показник седиментації та маса 1000 зерен).

Більшість вивчених ліній мають групову стійкість до збудників борошнистої роси, бурої листової та стеблової іржі, твердої та летючої сажки, фузаріозу колоса. Однак, вони сприйнятливі до збудника жовтої іржі та ВЖКЯ, що є їх недоліком.

За продуктивністю лінії поступаються національному стандарту сорту Альбатрос одеський, за винятком Еритроспермум 84/94 та Феругінеум 1742/89, урожайність яких в 1997-1998 роках була на рівні Альбатроса одеського, 4/11-91, 8/2-91 та Еритроспермум 968/95 наближалися до нього за цим показником.

За висотою рослин більшість вивчених ліній є відносно високорослими та недостатньо стійкими до вилягання через тонке стебло та довге верхнє міжвузля.

За морозостійкістю всі лінії поступаються Альбатросу одеському. Найбільш морозостійкі серед них Еритроспермум 1034/93, Еритроспермум 84/94, Еритроспермум 665/92, 4/3-91, 1/74-91 та Еритроспермум 618/92.

За вмістом білка в зерні більшість ліній перевищує національний стандарт і лише Еритроспермум 968/95, 5/37-91, Еритроспермум 84/94 та Феругінеум 1742/89 поступаються йому.

За показником седиментації всі лінії поступаються Альбатросу одеському, за винятком Еритроспермум 1034/93. Крупнозерними є лінії Еритроспермум 618/92,

Таблиця 3

Кореляція інтенсивності ураження Septoria tritici (в балах) з господарсько-цінними ознаками в гібридів F2 від схрещування ліній та сортів озимої м’якої пшениці (1996-1997 рр.)

Комбінація схрещування | Зага-льна ку-щис-тість, к-сть сте-бел | Про-дукти-вна

кущис-тість,

к-сть сте- бел | Ви-сота

рос-лин, см | Дов-жина голов-ного

коло-са, см | Кіль-кість колос-ків у

голов-ному коло-

сі, шт. | Щіль-ність

голов-ного коло-са | Кіль-кість зерен

голов-ного коло-са, шт. | Маса зерен

голов-ного коло-са, г | Кіль-кість зерен

боко-вих коло-сків, г | Маса зерен

боко-вих коло-сків, г | Кіль-кість зерен

з

росли-ни, шт. | Маса зерен

з

росли-ни, г | Маса 1000

зерен, г | 10

5/20–91 х Одеська напівкарликова | -0,25 | -0,80* | -0,57* | -0,66* | -0,77* | -0,42 | -0,73* | -0,77* | -0,95# | -0.95# | -0.96# | -0.95# | -0.57*

5/55–91 х Одеська напівкарликова | 0,28 | -0,68* | -0,74* | -0,58* | -0,70* | -0,33 | -0,75* | -0,82* | -0.93# | -0.96# | -0.93# | -0.97# | -0.74*

8/2–91 х Одеська напівкарликова | 0,06 | -0,71* | -0,74* | -0,56 | -0,72* | -0,43 | -0,60* | -0,77* | -0.79* | -0.88# | -0.80* | -0.90# | -0.78*

8/16–91 х Одеська напівкарликова | 0,00 | -0,74* | -0,66* | -0,68* | -0,78* | -0,47 | -0,64* | -0,69* | -0.92# | -0.93# | -0.94# | -0.88# | -0.79*

20/43–91 х Одеська напівкарликова | 0,04 | -0,71* | -0,68* | -0,52 | -0,72* | -0,37 | -0,71* | -0,79* | -0.86# | -0.89# | -0.88# | -0.92# | -0.88#

20/87–91 х Одеська напівкарликова | 0,17 | -0,72* | -0,76* | -0,54 | -0,69* | -0,23 | -0,52 | -0,69* | -0.89# | -0.93# | -0.90# | -0.95# | -0.84*

Феругінеум 1742/89 х Одеська напівкарликова | -0,07 | -0,21 | -0,74* | -0,05 | -0,10 | -0,16 | -0,15 | -0,72* | -0.08 | -0.88# | -0.09 | -0.88# | -0.84*

Еритроспермум 665/92 х Альбатрос одеський | -0,37 | -0,60* | -0,74* | -0,27 | -0,63* | -0,66* | -0,80* | -0,82* | -0,87# | -0.86# | -0.88# | -0.88# | -0.83#

Еритроспермум 84/94 х Вимпел одеський | -0,10 | -0,30 | -0,81* | -0,18 | -0,07 | -0,17 | -0,14 | -0,73* | -0.60* | -0.75* | -0.60* | -0.79* | -0.81*

Еритроспермум 618/92 х Альбатрос одеський | -0,06 | -0,72* | -0,83* | -0,43 | -0,64* | -0,60* | -0,64* | -0,77* | -0.91# | -0.97# | -0.92# | -0.97# | -0.79*

Еритроспермум 1034/93 х Одеська 26 | -0,38 | -0,64* | -0,79* | -0,23 | -0,68* | -0,79* | -0,73* | -0,75* | -0.89# | -0.95# | -0.91# | -0.91# | -0.86#

Еритроспермум 968/95 х Альбатрос одеський | 0,09 | -0,02 | -0,74* | -0,12 | -0,08 | -0,08 | -0,07 | -0,04 | -0.01 | -0.07 | -0.01 | -0.02 | -0.77*

Примітка: # – достовірно при Р0,01;

* – достовірно при Р0,05

Еритроспермум 968/95, 5/35-91, Феругінеум 1742/89, Еритроспермум 84/94 та 4/11-91, дрібнозерними – 8/2-91 та 8/77-91.

ВИСНОВКИ

1.

2.

3. Донорами стійкості до Septoria tritici є лінії озимої м’якої пшениці 5/20-91, 5/55-91, 8/2-91, 8/16-91, 20/43-91, Ферругінеум 1742/89, Еритроспермум 618/92, Еритроспермум 665/92, Еритроспермум 1034/93, Еритроспермум 84/94, Еритроспермум 968/95.

4.

5.

6. Лінії–донори стійкості до Septoria tritici 5/20-91, 5/55-91, 8/2-91, 8/16-91 також мають групову стійкість до збудників борошнистої роси, бурої листової та стеблової іржі, твердої та летючої сажки, фузаріозу колоса. Їх недоліком є сприйнятливість до збудника жовтої іржі та ВЖКЯ. Лінії 20/43-91 і 20/87-91 мають стійкість тільки щодо збудників бурої листової та стеблової іржі. Лінія Феругінеум 1742/89 має стійкість до видів іржі та летючої сажки, Еритроспермум 618/92 – борошнистої роси та іржі, Еритроспермум 665/92 – жовтої іржі, Еритроспермум 1034/93 – іржі, Еритроспермум 84/94 – борошнистої роси та іржі, Еритроспермум 968/95 – бурої листової та стеблової іржі.

7. Лінії Еритроспермум 84/94, Феругінеум 1742/89, Еритроспермум 968/95, 8/2-91, Еритроспермум 618/92 та Еритроспермум 665/92 за продуктивністю наближаються до національного стандарту – сорту озимої м’якої пшениці Альбатрос одеський. За рівнем морозостійкості та показнику седиментації (крім Еритроспермум 1034/93) всі лінії-донори стійкості до Septoria tritici поступаються Альбатросу одеському.

8. На півдні України основним збудником некротичної плямистості листя озимої м’якої пшениці є Septoria tritici, а озимої твердої пшениці — Scolecotrichum graminis.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ ПРАКТИЧНОЇ СЕЛЕКЦІЇ

1.

2.

3. Сорти озимої м’якої пшениці Except (Англія), Ikarus, Mv 21, KO/IN (Угорщина), Veronica, Stokado, Claire (Данія), Xiao Yan 107 (Кітай), OK 81306//PRL/VEE 6 (Мексика), Mc Nair 1003, Oasis (США), Лютесценс 2630/94, Еритроспермум 448/94 та лінії 21/18-91, 5/16-97, 5/17-97, 41/46-95, 28/64-97, 28/80-97 (СГІ, Україна) — високостійкі до Septoria tritici, можуть використовуватися як вихідний матеріал після вивчення генетичної основи їх стійкості.

4.Для посилення стійкості до Septoria tritici та отримання трансгресії можливо схрещувати між собою батьківські форми з різним рівнем стійкості-сприйнятливості: стійкі з помірностійкими, стійкі з слабосприйнятливими, помірностійкі з помірностійкими, помірностійкі з помірносприйнятливими.

5.При оцінках і відбраковках селекційного матеріалу пшениці наряду з інтенсивністю ураження рослин як додаткові показники, що характеризують стійкість та толерантність до Septoria tritici, доцільно використовувати тривалість латентного та інкубаційного періодів, інтенсивність пікнідоутворення, тип ураження, висоту рослин, продуктивну кустистість, кількість та масу зерен головного колоса та рослини, масу 1000 зерен.

Основний зміст дисертації викладено в таких роботах:

1. Бабаянц Л.Т., Гержова М.А. Стійкість озимих пшениць до септоріозної плямистості листя на півдні України: Зб. наук. праць СГІ. – Одеса, 1999. – вип 1 (41). – С. 118-124. 90% участі. Експериментальну частину здійснювала самостійно. Написання разом з Л.Т.Бабаянцем.

2. Гержова М.А., Бабаянц О.В. Наследование и генетическая основа устойчивости озимой пшеницы к Septoria tritici Rob ex Desm. // Цитология и генетика. – 1999. – Том 33, №2. – С.

39-44. 90% участі. Експериментальну частину здійснювала самостійно. Написання і оформлення разом з О.В.Бабаянц.

3.

4. Гонтаренко О.В., Бабаянц Л.Т., Гержова М.А. Пятнистости листьев пшеницы и тритикале на юге Украины / Грибы – возбудители болезней растений // Микология и фитопатология. –1998. – Том 32, вып. 2. – С. 61-64. 50% участі. Експериментальну частину виконувала самостійно. Оформлення разом з О.В.Гонтаренко. Написання разом з Л.Т.Бабаянц.

5.Новый исходный материал для селекции пшеницы на устойчивость к возбудителям инфекционных заболеваний / Бабаянц Л.Т., Рыбалка А.И., Бабаянц О.В., Бушулян М.А., Васильев А.А., Дубинина Л.А., Мирось С.Л. // Матер. науч.-практ. конф. “Зеленая революция П.П.Лукьяненко”, Краснодар 28-30 мая 2001 г. – Краснодар: Советская Кубань. – 2001. – С. 329-337. 15% участі. Експериментальну частину виконувала разом з А.А.Васильєвим, Л.А.Дубініною, С.Л.Мірось. Оформлення та написання разом з Л.Т.Бабаянц, А.І.Рибалка, О.В.Бабаянц

6. Источники и доноры новых генов устойчивости пшеницы к фитопатогенам / Бабаянц Л.Т., Рыбалка А.И., Бабаянц О.В., Васильев А.А., Дубинина Л.А., Бушулян М.А., Мирось С.Л. // Труды по фундаментальной и прикладной генетике, к 200-летию Харьковского национального университета им. В.Н.Каразина. – Харьков. – 2001. – С. 232-240. 15% участі. Експериментальну частину виконувала разом з А.А.Васильєвим, Л.А.Дубініною, С.Л.Мірось. Оформлення та написання разом з Л.Т.Бабаянц, А.І.Рибалка, О.В.Бабаянц

7. Гонтаренко О.В., Гержова М.А. Вихідний матеріал для селекції пшениці на стійкість щодо фузаріозу колоса та септоріозу / Методологические основы формирования, ведения и использования коллекций генетических ресурсов растений. – г. Харьков. – 1996. – С. 38. 50% участі. Експериментальну частину здійснювала самостійно. Написання і оформлення разом з О.В.Бабаянц.

8. Новые линии пшеницы от межвидовой гибридизации, высокоустойчивые к возбудителям инфекционных заболеваний / Бабаянц Л.Т., Рыбалка А.И., Аксельруд Д.В., Бабаянц О.В., Васильев А.А., Гержова М.А., Дубинина Л.А., Омельченко Л.И. / Проблемы интродукции растений и отдаленной гибридизации // Тез. док. междунар. конф., посв. 100-летию со дня рожд. акад. Н.В.Цицина. – г. Москва. – 1998. – С. 262-263. 15% участі. Експеріментальну роботу