Пребридинговые исследования почти изогенных линий яровой мягкой пшеницы с комбинацией транслокаций от Agropyron elongatum (Host.) Р.В. и Aegilops ventricosa Tausch

Для защиты мягкой пшеницы от патогенов, и в первую очередь от ржавчинных болезней, широко привлекают интрогрессивные гены устойчивости, локализованные в чужеродных транслокациях. Для использования их в практической селекции необходимы пребридинговые исследования, которые определяют влияние транслокаций на адаптационные свойства растений, элементы продуктивности, урожайности зерна и качества конечной продукции. С целью решения этих задач изучались почти изогенные линии Л653 и Л654 сорта яровой мягкой пшеницы Добрыня, устойчивые к листовой ржавчине и несущие комбинацию транслокаций T7DS • 7 DL-7Ae#1L + T2AL • 2AS‑2MV#1 с генами Lr19/Sr25 от Agropyron elongatum (Host.) P.B. и Lr37/ Sr38/ Yr17 от Aegilops ventricosa Tausch. В качестве контролей использовали сорт-реципиент Добрыня и сорт-стандарт Фаворит. Фитопатологические тесты показали, что Л653 и Л654 высокоустойчивы к Puccinia triticina и к расе Ug99 + Lr24 (TTKST) Puccinia graminis, но умеренно восприимчивы к саратовской популяции патогена. Пребридинговые исследования линий Л653 и Л654 выявили, что комбинация транслокаций T7DS • 7 DL-7Ae#1L + T2AL • 2AS-2MV#1: 1) увеличивает
продолжительность периода всходы – колошение на 7 дней и высоту растений в среднем на 10 см; 2) не влияет на устойчивость к полеганию, массу 1000 семян и продуктивность зерна как в засушливые годы, так и в годы с эпифитотией листовой ржавчины; 3) уменьшает адаптивность растений к резко меняющимся условиям вегетации; 4) уменьшает количество клейковины, не изменяя ее силу, при этом не влияет на показатели упругости теста, отношение упругости теста к растяжимости, силу муки, объем и пористость хлебцев. Таким образом, комбинация транслокаций T7DS • 7 DL-7Ae#1L + T2AL • 2AS-2MV#1 в генотипе сорта яровой мягкой пшеницы Добрыня определяет высокую устойчивость к листовой ржавчине и расе Ug99 + Lr24 (TTKST) стеблевой ржавчины и нейтральна в отношении комплекса агрономических показателей.

1. Абдряев М.Р. Селекционная ценность интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы в Поволжье: Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Саратов, 2006.

2. Гультяева Е.И., Иванова О.В., Маркелова Т.С., Сибикеев С.Н. Идентификация генов устойчивости к бурой ржавчине у интрогрессивных сортов и линий мягкой пшеницы, созданных в НИИСХ Юго-Востока. Вестник защиты растений. 2012;(1):38-44.

3. Коваленко Е.Д., Макаров А.А., Жемчужина М.И., Коломиец Т.М., Соломатин Д.А., Киселева М.И. Современная стратегия иммуногенетической защиты зерновых культур от болезней. Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использования достижений биотехнологии и генной инженерии. Голицыно, 2003;52-54.

4. Сайфуллин Р.Г. Генетический контроль содержания белка в зерне яровой мягкой пшеницы: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Одесса, 1990.

5. Сибикеев С.Н., Воронина С.А., Крупнов В.А., Дружин А.Е. Влияние Lr19+Lr26-транслокаций на продуктивность и качество зерна яровой мягкой пшеницы. Сб. науч. тр. ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН. Саратов, 2009;122-125.

6. Ambrozova M., Dedryver F., Dumalasova V., Hanzalova A., Bartos P. Determination of the cluster of wheat rust resistance genes Yr17, Lr37 and Sr38 by molecular marker. Plant Protection Sci. 2002;38:41-45.

7. Bariana H.S., McIntosh R.A. Cytogenetic studies in wheat. XV. Location of rust resistance genes in VPM1 and their genetic linkage with other disease resistance genes chromosome 2A. Genome. 1993;36:476-482.

8. Bayles R.A., Flath K., Hovmoller M.S., Vallavielle-Porta C. Breakdown of the Yr17 resistance to yellow rust of wheat in northern Europe. Agronomie. 2000;20:805-811.

9. Dyck P.L., Friebe B. Evaluation of leaf rust resistance from wheat chromosomal translocation lines. Crop Sci. 1993;33:687-690.

10. Efremova T., Trubacheeva N., Chumanova E., Badaeva E., Rosseeva L., Arbuzova V., Pershina L. Development and characterization of wheat-rye lines combining T1RS·1BL translocation and 5R(5D) chromosome substitution or T1RS·1BL and T5AS·5RL translocations. Cereal Res. Commun. 2014. DOI 10.1556/CRC.2014.0013

11. Friebe B., Raupp W.J., Gill B.S. Wheat – alien translocation lines. Annu. Wheat Newslett. Kansas State University, USA. 2000:46:191.

12. Labuschagne M.T., Pretorius Z.A., Grobbelaar B. The influence of leaf rust resistance genes Lr29, Lr34, Lr35 and Lr37 on bread making quality in wheat. Euphytica. 200212465-70.

13. McIntosh R.A. Preemptive breeding to control wheat rusts. Euphytica. 1992;63:103-113.

14. McIntosh R.A., Brown G.N. Anticipatory breeding for resistance to rust diseases in wheat. Annu. Rev. Phytopatol. 1997;35:311-326.

15. McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat Rusts. An atlas of resistance genes. CSIRO, Australia, 1995.

16. McIntosh R.A., Yamazaki Y., Dubcovsky J., Rogers J., Morris C., Appels R., Xia X.C. Catalogue of Gene Symbols for Wheat. Proc. of the 12th Intern. Wheat Genet. Symp., 8–13 September 2013. Yokohama, Japan.

17. Miralles D.J., Resnicoff E., Carretero R. Yield improvement associated with Lr19 translocation in wheat. Scale and complexity in plant systems research: Gene-Plant-Crop Relations. Eds J.H.J. Spiertz, P.C. Struik, H.H. van Laar. 2007;171-178.

18. Prins R., Marais G.F., Janse B.J.H., Pretorius Z.A., Marais A.S. A physical map of the Thinopyrum – derived Lr19 translocation. Genome. 1996;39:1013-1019.

19. Rajaram S., Mann C.E., Ortis Ferrara G., Mujeeb-Kazi A. Adaptation, stability and high yield potential of certain 1B/1R CIMMYT wheats. Proc. of Intern. Wheat Genet. Symp., Kyoto, Japan. 1983:613-621.

20. Roelfs A.P., Singh R.P., Saari E.E. Rust Diseases of Wheat. Concepts and Methods of Disease Management. Mexico.1992. DF: CIMMYT. Sibikeev S.N., Druzhin A.E. The agronomic performance of Lr19+Lr37 translocations in the set of NILs in the genetic background of the spring bread wheat cultivar Dobrynya. Annu. Wheat Newslett. Kansas State University (USA). 2013;58:208.

21. Sibikeev S.N., Voronina S.A., Krupnov V.A. Effects from 7DL-7Ae#1 translocation on resistance to environmental factors and grain quality of bread wheat. Proc. of the 11th EWAC Intern. Conf. Novosibirsk, Russia. 2000;188-189.

22. Sibikeev S.N., Krupnov V.A., Voronina S.A., Elesin V.A. First report of leaf rust pathotypes virulent to highly effective Lr-genes transferred from Agropyron species to bread wheat. Plant Breeding. 1996;115:276-278.

23. Singh R.P., Huerta-Espino J., Rajaram S., Crosa J. Agronomic effects from chromosome translocations 7DL – 7AG and 1BL – 1RS in spring wheat. Crop Sci. 1998;38:27-33.

24. Singh RP., Huerta-Espino J.H., Jin Y., Herrera-Foessel S., Njau P., Wanyera R., Ward R.W. Current resistance sources and breeding strategies to mitigate Ug99 threat. Proc. of the 11th Intern. Wheat Genet. Symp., Brisbane, QLD, Australia. 2008.

25. Sumikova T., Hanzalova A. Multiplex PCR assay to detect rust resistance genes Lr26 and Lr37 in wheat. Czech. J. Genet. Plant Breeding. 2010;46:85-89.

26. Villareal R.L., del Toro E., Mujeeb-Kazia., Rajaram S. The 1BL/1RS chromosome translocation effect on yield characteristics in a Triticum aestivum L. cross. Plant Breeding. 1995;114:497-500.