Устойчивость к возбудителям фитофтороза и глободероза современного сортимента семенного картофеля и его фитосанитарное состояние в различных агроклиматических зонах европейской части России

Активная экспансия зарубежных сортов картофеля на территорию Российской Федерации привела к смене доминирующих видов патогенов этой культуры и появлению новых патотипов возбудителей вредоносных болезней. Целью работы была оценка устойчивости к возбудителям фитофтороза и глободероза современного сортимента картофеля и определение поражаемости возделываемых сортов картофеля грибными и оомицетными болезнями в различных агроклиматических зонах России. Проведена оценка устойчивости 41 сорта зарубежной селекции, разрешенного к использованию на территории РФ, к патотипу Ro1 Globodera rostochiensis и к изоляту VZR17 Phytophthora infestans, включающего гены вирулентности 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11. Устойчивыми к золотистой картофельной нематоде оказались 38 сортов. У 96.6 % изученных нематодоустойчивых сортов выявлен маркер гена Н1 устойчивости к патотипу Ro1 G. rostochiensis, восприимчивые сорта этим маркером не обладали. Абсолютной устойчивостью к возбудителю фитофтороза отличались сорта Alouette и Sarpo Mira (балл 9); высоким уровнем устойчивости (баллы 6 и 7) характеризовались сорта Evolution, Red Fantasy и Ricarda. Сорта Baltic Rose, Damaris, Desiree, Gala, Labella, Laperla, Mia, Sanibel, Zekura, Queen Anne, Red Lady и 7 for 7 были отнесены к восприимчивым, хотя в характеристиках оригинаторов указана средняя устойчивость к фитофторозу. Фитопатологическая экспертиза проведена для 92 образцов 39 сортов семенного картофеля из четырех федеральных округов РФ: Приволжского, Северо-Западного, Центрального и Северо-Кавказского. Наибольшее распространение на всех сортах получили ризоктониоз, сухая фузариозная гниль и серебристая парша. Стопроцентное поражение клубней серебристой паршой отмечено в различных регионах на сортах элитных репродукций Red Scarlett, Evolution, Labella, Colombo, Gala, Невский. Широко распространен антракноз картофеля; сильнее всего были поражены клубни элитной и второй репродукции сорта Red Scarlett – от 50.0 до 71.4 % в Центральном федеральном округе.

распространенность болезней картофеля, Phytophthora infestans, Globodera rostochiensis, серебристая парша, антракноз, сорта картофеля, устойчивость, ДНК-маркеры

1. Алехин В.Т., Михайликова В.В., Михина Н.Г. Экономические пороги вредоносности вредителей, болезней и сорных растений в посевах сельскохозяйственных культур. М.: Росинформагротех, 2016.

2. Антонова О.Ю., Швачко Н.А., Новикова Л.Ю., Шувалов О.Ю., Костина Л.И., Клименко Н.С., Шувалова А.Р., Гавриленко Т.А. Генетическое разнообразие сортов картофеля российской селекции и стран ближнего зарубежья по данным полиморфизма SSR-локусов и маркеров R-генов устойчивости. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016;20(5):596-606. DOI 10.18699/VJ16.181.

3. Гавриленко Т.А., Клименко Н.С., Антонова О.Ю., Лебедева В.А., Евдокимова З.З., Гаджиев Н.М., Апаликова О.В., Алпатьева Н.В., Костина Л.И., Зотеева Н.М., Мамадбокирова Ф.Т., Егорова К.В. Молекулярный скрининг сортов и гибридов картофеля северо-западной зоны Российской Федерации. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018;22(1):35-45. DOI 10.18699/VJ18.329.

4. ГОСТ 33996-2016. Картофель семенной. Технические условия и методы определения качества. Межгосударственный стандарт картофель семенной. 2017.

5. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1. Сорта растений (офиц. изд.). М.: Росинформагротех, 2019.

6. Еланский С.Н. Особенности развития фитофтороза в России. Защита картофеля. 2015;1:8-11.

7. Игнатов А.Н., Панычева Ю.С., Воронина М.В., Васильев Д.М., Джалилов Ф.С.-У. Динамика видового состава патогенов картофеля в европейской части РФ. Картофель и овощи. 2019;9: 28-32. DOI 10.25630/PAV.2019.57.62.003.

8. Клименко Н.С., Антонова О.Ю., Костина Л.И., Мамадбокирова Ф.Т., Гавриленко Т.А. Маркер-опосредованная селекция отечественных сортов картофеля с маркерами генов устойчивости к золотистой картофельной нематоде (патотип Ro1). Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2017;178(4):66-75. DOI 10.30901/2227-8834-2017-4-66-75.

9. Кузнецова М.А., Козловский Б.Е., Бекетова М.П., Соколова Е.А., Малюченко О.П., Алексеев Я.И., Рогозина Е.В., Хавкин Э.Е. Фитопатологическая и молекулярная характеристика изолятов Phytophthora infestans, собранных с устойчивых и восприимчивых генотипов картофеля. Микология и фитопатология. 2016; 50(3):175-184.

10. Сорта картофеля российской селекции. Под ред. Е.А. Симакова. М., 2018.

11. Abbas M.F., Naz F., Irshad G. Important fungal diseases of potato and their management – a brief review. Mycopath. 2013;11(1):45-50.

12. AHDB. Agriculture and Horticulture Development Board. 2018. Available at: https://potatoes.ahdb.org.uk/agronomy/plant-health-weedpest-disease-management

13. Armstrong M.R., Vossen J., Lim T.Y., Hutten R.C.B., Xu J., Strachan S.M., Harrower B., Champouret N., Gilroy E.M., Hein I. Tracking disease resistance deployment in potato breeding by enrichment sequencing. Plant Biotechnol. J. 2019;17:540-549. DOI 10.1111/pbi.12997.

14. Bakker E., Achenbach U., Bakker J., van Vliet J., Peleman J., Segers B., van der Heijden S., van der Linde P., Graveland R., Hutten R., van Eck H., Coppoolse E., van der Vossen E., Bakker J., Goverse A. A high-resolution map of the H1 locus harbouring resistance to the potato cyst nematode Globodera rostochiensis. Theor. Appl. Genet. 2004;109(1):146-152. DOI 10.1007/s00122-004-1606-z.

15. Brylińska M., Śliwka J. Laboratory assessment of potato resistance to Phytophthora infestans. Plant Breed. Seed Sci. 2017;76:17-23. DOI 10.1515/plass-2017-00016.

16. Collins W.W. The global initiative on late blight – alliance for the future. In: Khurana S.M.P., Shekhawat G.S., Singh B.P., Pandey S.K. (Eds.). Potato Global Research and Development. Indian Potato Association. CPRI, Shimla, India, 2000;1:513-524.

17. Compendium of Potato Diseases. Hooker W.J. (Ed.). The Disease Compendia Series by the American Phythopathological Society. Publ. by the Am. Phythopathol. Soc., USA, 1981.

18. Compendium of Potato Diseases, Second Edition. Stevenson W.R., Loria R., Franc G.D., Weingartner D.P. (Eds.). St. Paul, USA: Am. Phytopathol. Soc. Press, 2001.

19. Dalamu, Bhardwaj V., Umamaheshwari R., Sharma R.P., Kaushik S.K., Joseph T.A., Singh B.P., Gebhardt C. Potato cyst nematode (PCN) resistance: genes, genotypes and markers – an update. SABRAO J. Breed. Genet. 2012;44(2):202-228.

20. Dillard H.R. Colletotrichum coccodes: the pathogen and its hosts. In: Bailey J.A., Jeger M.J. (Eds.). Colletotrichum: Biology, Pathology and Control. CAB International, Oxford, 1992;225-236.

21. Diseases, Pests and Disorders of Potatoes: A Color Handbook. Wale S.J., Platt H.W., Cattlin N.D. Elsevier, 2008.

22. Finkers-Tomczak A., Bakker E., Boer J., Vossen E., Achenbach U., Golas T., Suryaningrat S., Smant G., Bakker J., Goverse A. Comparative sequence analysis of the potato cyst nematode resistance locus H1 reveals a major lack of co-linearity between three haplotypes in potato (Solanum tuberosum ssp.). Theor. Appl. Genet. 2011;122: 595-608. DOI 10.1007/s00122-010-1472-9.

23. Gavrilenko T., Antonova O., Shuvalova A., Krylova E., Alpatyeva N., Spooner D.M., Novikova L. Genetic diversity and origin of cultivated potatoes based on plastid microsatellite polymorphism. Genet. Resour. Crop Evol. 2013;60(7):1997-2015. DOI 10.1007/s10722013-9968-1.

24. Gudmestad N.C., Taylor R.J., Pasche J.S. Management of soilborne diseases of potato. Australas. Plant Pathol. 2007;36:109-115.

25. Haldar K., Kamoun S., Hiller N.L., Bhattacharje S., van Ooij C. Common infection strategies of pathogenic eukaryotes. Nat. Rev. Microbiol. 2006;4:922-931.

26. Haverkort A.J., Struik P.C., Visser R.G.F., Jacobsen E. Applied biotechnology to combat late blight in potato caused by Phytophthora infestans. Potato Res. 2009;52:249-264. DOI 10.1007/s11540-009-9136-3.

27. Johnson D.A. Effect of foliar infection caused by Colletotrichum coccodes on yield of Russet Burbank potato. Plant Dis. 1994;78(11): 1075-1078.

28. Johnson D.A., Miliczky E.R. Effects of wounding and wetting duration on infection of potato foliage by Colletotrichum coccodes. Plant Dis. 1993;77:13-17.

29. Judelson H.S., Blanco F.A. The spores of Phytophthora: weapons of the plant destroyer. Nat. Rev. Microbiol. 2005;3:47-57.

30. Lees A.K., Hilton A.J. Black dot (Colletotrichum coccodes): an increasingly important disease of potato. Plant Pathol. 2003;52:3-12.

31. Limantseva L., Mironenko N., Shuvalov O., Antonova O., Khiutti A., Novikova L., Afanasenko O., Spooner D., Gavrilenko T. Characterization of resistance to Globodera rostochiensis pathotype Ro1 in cultivated and wild potato species accessions from the Vavilov Institute of Plant Industry. Plant Breed. 2014;133(5):660-665.

32. OEPP/EPPO. Testing of potato varieties to assess resistance to Globodera rostochiensis and Globodera pallida. OEPP/EPPO Bull. 2006; 36:419-420.

33. Oerke E.-C. Crop losses to pests. J. Agric. Sci. 2006;144:31-43. Available at: https://www.cambridge.org/core/journals/journal-ofagricultural-science/article/crop-losses-to-pests/AD61661AD6D503577B3E73F2787FE7B2

34. Rietman H., Bijsterbosch G., Cano L.M., Lee H.-R., Vossen J.H., Jacobsen E., Visser R.G.F., Kamoun S., Vleeshouwers V.G.A.A. Qualitative and quantitative late blight resistance in the potato cultivar Sarpo Mira is determined by the perception of five distinct RXLR effectors. MPMI. 2012;25(970):910-919. DOI 10.1094/MPMI-01-12-0010-R.

35. Schultz L., Cogan N.О.I., McLean K., Dale M.F.B., Bryan G.J., Forster J.N.W., Slater A.T. Evaluation and implementation of a potential diagnostic molecular marker for H1-conferred potato cyst nematode resistance in potato (Solanum tuberosum L.). Plant Breed. 2012; 131:315-321. DOI 10.1111/j.1439-0523.2012.01949.x.

36. Tsror L. Biology, epidemiology and management of Rhizoctonia solani on potato. J. Phytopathol. 2010;158:649-658. DOI 10.1111/j.14390434.2010.01671.x.

37. Tsror L., Erlich O., Hazanovsky M. Effect of Colletotrichum coccodes on potato yield, tuber quality and stem colonization during spring and autumn. Plant Dis. 1999;83(6):561-565.

38. Turner S.J. Sample preparation, soil extraction and laboratory facilities for the detection of potato cyst nematodes. In: Marks R.J., Brodie B.B. (Eds.). Potato Cyst Nematodes: Biology, Distribution and Control. CAB International, Wallingford, 1998;75-90.

39. UNECE Standard S-1 concerning the marketing and commercial quality control of seed potatoes: UNECE Guide to Seed Potato Diseases, Pests and Defects. United Nations, New York; Geneva, 2014.

40. UNECE Standard S-1 concerning the marketing and commercial quality control of seed potatoes. United Nations, New York; Geneva, 2018.

41. Winslow R.D., Willis R.J. Nematode diseases of potatoes. II. Potato cyst nematode, Heterodera rostochiensis. In: Webster J. (Ed.). Economic Nematology. N.Y.: Acad. Press, 1972;18-34.

42. Yanagisawa H., Yosuke M., Khiutti A., Mironenko N., Yasuo O., Afanasenko O. Complete genome sequence of a divergent strain of potato virus P isolated from Solanum tuberosum in Russia. Arch. Virol. 2019;164:2891-2894. DOI 10.1007/s00705-019-04397-5.