27 марта 2016г.
Карликовая ржавчина (возбудитель Puccinia hordei Otth) – широко распространенная болезнь ячменя. Вредоносность болезни зависит от времени ее проявления: при раннем развитии нарушается синтез органических веществ в листьях, что снижает фотосинтетический потенциал растений и отражается на урожае зерна и его качестве. В Европе болезнь в основном вредоносна в регионах с умеренным и теплым климатом, таких как Англия и Франция, и менее значима в северных частях Европы. Потери урожая культуры от P. hordei на восприимчивых сортах в США превышают 32% [1], в Чешской республике от 10 до 25% [2]. В России сильное проявление болезни наблюдается в Поволжье, Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке [3]. Общеизвестно, что наиболее рациональным методом борьбы с болезнями являет ся возделывание устойчивых сортов, для создания которых необходима идентификация доноров высокого уровня резистентности. В результате изучения ювенильной устойчивости 2365 -и образцов ячменя из Мировой коллекции ВИР (включая десятки, описанные в отечественн ой научной литературе как высокорезистентные) было показано, что только один ген Rph7 в середине первого десятилетия 21-го века обуславливал резистентность культуры к карликовой ржавчине в Северо-западном регионе России. Патотипы, вирулентные к гену Rph7, были обнаружены в Марокко [4], США [5], Израиле [6] еще в конце 20 -го века; вирулентность к данному гену выявлена в популяции возбудителя из Северного Кавказа в начале 21 -го века [7]. На основе изложенных данных нами было сделано предположение о том, что д анный ген может быстро потерять свою эффективность в условиях Северо-запада России [8].
В 2014 году на поле Пушкинских лабораторий Всероссийского института растениеводства им. Н.И. Вавилова нами было впервые отмечено поражение карликовой ржавчиной образцов ячменя, несущих ген Rph7 – Herris, Cebada Capa, Forrajera Klein. Наличие симптомов поражения болезнью образцов, защищенных эффективным геном устойчивости могло объясняться двумя причинами:1. изменением фенотипа авирулентных клонов под действием специфических условий внешней среды конкретного года изучения, впервые описенного нами ддля возбудителя листовой ржавчины пшеницы [9]; 2. появлением в данном регионе клонов возбудителя карликовой ржавчины, вирулентных к гену устойчивости Rph7. Инокулюм, собранный с листьев восприимчивого к болезни сорта ячменя Белогорский, был использован для заражения в лабораторных условиях интактных проростков сортов Herris, Cebada Capa, Forrajera Klein; во всех случаях наблюдали типичную реакцию восприимчивости, что указывает на достаточно высокую частоту присутствия в популяции P. hordei из Северо- западного региона России изолятов гриба, вирулентных к данному гену в 2014г.
В 2015 г. развитие болезни на посевах ячменя в данном регионе было крайне слабым, вследствие чего только отдельные генотипы культуры бли поражены в средней степени (развитие болезни до 50%). Однако, собранный с этих образцов инокулюм поражал проростки сортов Herris и Cebada Capa. Из данной популяции были выделены монопустульные изоляты патогена и использованы для инокуляции отрезков листьев данных генотипов ячменя, помещенных на смоченную водой вату. Из 20-и проанализированных изолятов 7 были вирулентны к обоим сортам.
Таким образом, впервые описана вирулентность к гену Rph7 в популяции P. hordei из Северо-западного региона России; частота вирулентных клонов в 2015г. составила 35%. Столь высокая частота вирулентных изолятов при отсутствии доминирования в коммерческом ассортименте сортов, защищенных данным геном, косвенно свидетельствует о занесенной природе первичного инокулюма возбудителя карликовой ржавчины, вероятно, из южных регионов.
Кроме того, полученные данные указывают на отсутствие в настоящее время надежных источников устойчивости (по крайне мере ювенильной) для селекции ячменя на резистентность к карликовой ржавчине в Северо-западном регионе России.
Список литературы
1. Griffey С.A., Das M.K., Baldwin R.E., Waldenmaier С.М. Yield losses in winter barley resulting from a new race of Puccinia hordei in North America // Plant Dis. 1994. V. 78. P. 256-260.
2. Dreiseitl A. Occurrence of leaf rust (Puccinia hordei) in a set of selected genotypes of spring barley in 1979-89 // Genet. Slecht. 1990. V. 26. P. 219-224.
3. Лукьянова М.В., Трофимовская А.Я., Гудкова Г.Н., Терентьева И.А., Ярош Н.П. Ячмень. Культурная флора СССР. Л., 1990. Т.II. Ч.2. 421 с.
4. Parlevliet J. E., Beek J. G. V. D., Pieters R. Presence in Morocco of brown rust, Puccinia hordei, with a wide range of virulence to barley // Cereal Rusts Bull. 1981. V. 9. P. 3-8.
5. Steffenson B.J., Jin Y., Griffey С.A. Pathotypes of Puccinia hordei with virulence for the barley leaf rust resistance gene Rph7 in the United States // Plant Dis. 1993. V. 77. P. 867-869.
6. Brodny U, Rivadeneira V. Physiologic specialization of Puccinia hordei in Israel and Ecuador // Can. J. Plant Pathol. 1996. V. 18. P. 375-378.
7. Кузнецова Т.Е. Селекция ячменя на устойчивость к болезням в условиях Северного Кавказа: дис. ... докт. с.-х. наук. Краснодар, 2006. 357 с.
8. Тырышкин Л.Г. Генетическое разнообразие пшеницы и ячменя по эффективной устойчивости к болезням и возможности его расширения: дис. … докт. биол. наук. СПб., 2007. 251 с.
9. Тырышкин Л.Г. Изменение вирулентности возбудителя листовой ржавчины пшеницы под действием факторов внешней среды // Сборник научных трудов СПБГАУ «Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования». 2015. С. 115-119.
