Delist.ru

Иммунологические основы и методы создания исходного материала пшеницы для селекции на устойчивость к болезням в Поволжье (15.07.2007)

Автор: Маркелова Тамара Сергеевна

Предложен новый способ совмещенной оценки пшеницы на устойчивость к двум патогенам (Авторское свидетельство № 1777726), а также новый способ оценки и отбора селекционного материала in vitro на

устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе (заявка на изобретение №94034770 (034684) с датой приоритета от 20.09.94 г.).

Разработаны схемы ускоренного создания линий яровой мягкой пшеницы с использованием межвидовой гибридизации и биотехнологии, а также линий озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к основным грибным болезням.

Создан сорт озимой пшеницы – Смуглянка (Пат. 0141 (РФ). – № 9401113. Приоритет 24.11.1993. Зарегистрирован в Государственном реестре охраняемых селекционных достижений, допущенных к использованию, 23.06.98 г.; А.с. 27724) и сорт озимой пшеницы Рубин 96 (Пат. 3654 (РФ). – № 9609725; Приоритет 25.02.2003. Зарегистрирован в Государственном реестре охраняемых селекционных достижений 13.06.07 г.; А.с. 39730). Сорта, обладающие комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и твердой головне, получены по ускоренной селекционной схеме, с применением методов биотехнологии (культуры пыльников, оценки на устойчивость к болезням in vitro и др.).

Научная новизна работы подтверждена тремя авторскими свидетельствами и двумя патентами на сорта.

Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносится комплексная иммунологическая схема создания болезнеустойчивого селекционного материала пшеницы для условий Поволжья, включающая следующие положения:

Структура популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы, ее динамика в результате селекции и внедрения в производство новых сортов пшеницы с генами устойчивости против патогена;

Способы создания усиленных инфекционных фонов в климатической зоне юго-востока;

Система оценок и отбора исходного и селекционного материала на устойчивость к основным грибным болезням;

Пакет доноров устойчивости пшеницы к бурой ржавчине, мучнистой росе, пыльной и твердой головне;

Схема ускоренного создания линий яровой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне с использованием межвидовой гибридизации;

Схема ускоренного создания линий озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и твердой головне;

Сорта озимой мягкой пшеницы Смуглянка и Рубин 96, с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и твердой головне.

Практическая значимость и реализация полученных результатов. Предложена схема создания линий и сортов пшеницы, устойчивых к болезням, которая за счет применения методов биотехнологии и разработанной в лаборатории системы фитопатологических оценок позволяет существенно повысить эффективность отборов на устойчивость и сократить сроки создания новых устойчивых линий и сортов.

Создан и внедряется в производстве (на площади более 30 тыс. га) сорт озимой мягкой пшеницы Смуглянка, устойчивый к бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне и стеблевому хлебному пилильщику. Внесен в Госреестр селекционных достижений по Средне- и Нижневолжскому регионам РФ.

Проходит Государственное сортоиспытание сорт озимой мягкой пшеницы Рубин 96, также обладающий комплексной устойчивостью к болезням (бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на VII Всесоюзном совещании по иммунитету сельскохозяйственных растений к болезням и вредителям (г. Омск, 1981), на VШ Всесоюзном совещании по иммунитету сельскохозяйственных растений к болезням и вредителям (г. Рига, 1986 г.), на IX совещании по иммунитету растений к болезням и вредителям (г. Минск, 1991 г.), на конференции «Проблемы новаторской деятельности ученых, изобретателей и др.» (г. Саратов, 1996 г.), на международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы агроэкологии в интегрированных системах защиты растений» (г. Пенза, 1999 г.), на Первом Съезде микологов России (г. Москва, 2002), на Первой Всероссийской конференции по иммунитету растений к болезням и вредителям (г. Санкт-Петербург, 2002), на научно-практической конференции «Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использования достижений биотехнологии и генной инженерии» (Голицыно, 2003), на Международной научно-практической конференции «Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с

глобальным изменением климата» (г. Саратов, 2004) и других научно-методических и координационных совещаниях.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликована 41 научная работа, получено три авторских свидетельства и два патента на сорта озимой мягкой пшеницы Смуглянка и Рубин 96.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 210 страницах машинописного текста, иллюстрирована 26 таблицами и 14 рисунками. Состоит из общей характеристики работы, шести разделов экспериментальной части, выводов, рекомендаций для селекционной практики и предложений производству, 8 приложений и списка литературы, включающего 252 источника, в том числе 50 – на иностранных языках.

Благодарности. Автор приносит глубокую благодарность кандидату сельскохозяйственных наук М.Л. Веденеевой за научно-методическое руководство, помощь и поддержку при выполнении данной работы. Выражает искреннюю признательность сотрудникам лаборатории иммунитета за помощь при выполнении полевых и лабораторных исследований.

Автор приносит глубокую благодарность доктору сельскохозяйственных наук, профессору В.Б. Лебедеву за глубокий анализ диссертационной работы, ценные предложения и замечания, которые были учтены при подготовке окончательного варианта диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Условия, материал и методы исследований

Условия проведения исследований

Исследования проводились с 1971 по 2004 гг. в полевых экспериментах, теплицах и камерах искусственного климата на базе Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока.

Климат района проведения полевых исследований характеризуется как континентально-засушливый. Однако анализ годовых сумм осадков за последние годы свидетельствует об устойчивой тенденции их увеличения по всем природным зонам области.

В целом условия для развития возбудителей основных грибных болезней пшеницы были достаточно благоприятными и способствовали получению достоверных данных.

Материал исследований

Основным материалом для исследований являлась мировая коллекция пшеницы из Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова, ВНИИ фитопатологии, Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы CIMMYT (Мексика), ICARDA (Cирия), а также образцы из различных селекционных центров страны – КНИИСХ (г. Краснодар), Всероссийский НИИ зерновых культур (г. Зерноград, Ростовкая обл.), Донской НИИСХ (п. Рассвет, Ростовская обл.), НИИСХ ЦР НЧЗ (Немчиновка, Московская обл.), Самарский НИИСХ (г. Безенчук, Самарская обл.) и др. Для создания исходного материала, обладающего устойчивостью к болезням, использовались образцы пшеницы с эффективными генами устойчивости против бурой ржавчины, образцы, обладающие комплексной устойчивостью к основным грибным болезням, а также дикие виды пшеницы: Triticum persicum, T. dicoccum, T. militinae, T. timopheevi – источники устойчивости к бурой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне.

В качестве доноров хозяйственно-ценных признаков (продуктивность, качество зерна, зимостойкость (для озимых), засухоустойчивость и т.д.) привлекались лучшие сорта пшеницы саратовской селекции. Стандартами служили сорта яровой и озимой пшеницы местной селекции, не имеющие генов устойчивости к бурой ржавчине и сильно восприимчивые к мучнистой росе, пыльной и твердой головне.

Для изучения структуры популяции бурой ржавчины пшеницы использовались международный набор сортов-дифференциаторов Майнса и Джексона (1926), моногенные линии серии Thatcher (D.J. Samborski, 1981, 1982, 1984, 1985; McIntosh et al., 1995) и ржавчиноустойчивые сорта отечественной селекции, которые дифференцируют клоны гриба Puccinia recondita Rob. ex. Desm. f. sp. tritici по вирулентности.

В качестве объектов исследований взяты спорообразцы бурой ржавчины, мучнистой росы, пыльной и твердой головни, собранные с производственных и селекционных посевов различных районов Поволжья.

Методы закладки опытов

Основные эксперименты по оценке и отборам образцов пшеницы на устойчивость к болезням закладывали в полевых условиях на фитоучастке, где создавался усиленный инфекционный фон развития болезней, а также применялось искусственное заражение растений.

Изучаемый материал высевался по чистому пару после культивации в рядки длиной 1,2 м 8-мисошниковыми ручными аппаратами. Расстояние между рядками – 0,2 м. Через каждые 10 рядков высевался сорт-накопитель инфекции.

Гибридные растения первого и второго года и их родительские формы высевались по тому же принципу.

Селекционные питомники (контрольный, предварительный и конкурсное сортоиспытание) закладывались на полях ОПХ «Центральное» (с. Константиновка Саратовского района Саратовской области) по чистому пару.

Посев осуществлялся селекционной сеялкой «ССФК-7» с нормой высева 400 семян на 1 кв. м.

Методы исследований

загрузка...