vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2025-3-260-269vir-nw-2447Research ArticleИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙIMMUNITY OF CULTIVATED PLANTS AND THEIR WILD RELATIVESУстойчивость образцов ячменя из Восточноазиатского центра разнообразия культуры к net- и spot-формам возбудителя сетчатой пятнистостиResistance of barley accessions from the East Asian Center of crop diversity to the net and spot forms of the net blotch pathogenhttps://orcid.org/0000-0003-1419-7134ЛашинаН. М.LashinaN. M.

Нина Михайловна Лашина, кандидат биологических наук, научный сотрудник.

196608 Санкт-Петербург, Пушкин, ш. Подбельского, 3

Nina M. lashina, Cand. Sci. (Biology), Researcher.

3 Podbelskogo Hwy., Pushkin, St. Petersburg 196608

https://orcid.org/0000-0001-7368-0797АфанасенкоО. С.AfanasenkoO. S.

Ольга Сильвестровна Афанасенко, доктор биологических наук, главный научный сотрудник.

196608 Санкт-Петербург, Пушкин, ш. Подбельского, 3

Olga S. Afanasenko, Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher.

3 Podbelskogo Hwy., Pushkin, St. Petersburg 196608

olga.s.afan@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9250-7225ЛоскутовИ. Г.LoskutovI. G.

Игорь Градиславович Лоскутов, доктор биологических наук, главный научный сотрудник.

190000 СанктПетербург, ул. Б. Морская, 42, 44

Igor G. loskutov, Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher.

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

i.loskutov@vir.nw.ruВсероссийский научно-исследовательский институт защиты растенийРоссияAll-Russian Institute of Plant ProtectionRussian FederationФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. ВавиловаРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic ResourcesRussian Federation2025300920251863260269Copyright © Лашина Н.М., Афанасенко О.С., Лоскутов И.Г., 20252025Лашина Н.М., Афанасенко О.С., Лоскутов И.Г.Lashina N.M., Afanasenko O.S., Loskutov I.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/2447Актуальность

Актуальность. Ячмень – основная кормовая культура и ценное сырье для пивоваренной промышленности. Вредоносной болезнью ячменя является сетчатая пятнистость, вызываемая гемибиотрофным грибом Pyrenophora teres Drechsler, который существует в двух формах, различающихся по симптомам на ячмене: net-форма P. teres f. teres и spot-форма P.  teres f. maculata Smed.-Pet. Расширение коллекции источников и доноров устойчивости для селекции является актуальной задачей.

Материалы и методы

Материалы и методы. Материалом для исследования послужила коллекция из 53 образцов ячменя из Восточноазиатского генцентра, отличающихся различным уровнем устойчивости к возбудителю сетчатой пятнистости. В исследовании использовали различные патотипы P. teres f. teres и P. teres f. maculata. Устойчивость проростков ячменя оценивали в контролируемых условиях климатической комнаты по международной 10-балльной шкале.

Результаты и выводы

Результаты и выводы. Выявлено 18 образцов (30,2%) с расоспецифической устойчивостью к большинству патотипов P. teres f. teres (Ptt) и 14 образцов (26,4%) с устойчивостью к двум изолятам P. teres f. maculata (Ptm). У большинства образцов устойчивость к Ptt контролируется несколькими малыми генами. Устойчивостью к двум формам Ptt и Ptm отличались образцы к-3945, к-11011 и к-20497.

Background

Background. Barley is a major fodder crop and valuable raw material for the brewing industry. A harmful disease of barley is net blotch, caused by the hemibiotrophic fungus Pyrenophora teres Drechsler, which exists in two forms that differ in symptoms on barley: the net form, P. teres f. teres, and the spot form, P. teres f. maculata Smed.-Pet. Thus, one of the crucial tasks is to expand the collection of resistance sources and donors for breeding.

Materials and methods

Materials and methods. A set of 53 barley accessions from the East Asian Center of diversity, with various levels of resistance to P. teres, served as the material for the study. Different pathotypes of P. teres f. teres (Ptt) and P. teres f. maculata (Ptm) were employed. Barley seedlings were assessed for resistance under controlled laboratory conditions using the international 0–10 score scale.

Results and conclusions

Results and conclusions. Race-specific resistance to a majority of the studied Ptt pathotypes was ascertained for 18 barley accessions (30.2%), while 14 accessions proved resistant to two Ptm isolates (26.4%). In most accessions, resistance to Ptt is controlled by a few minor genes. Accessions k-3945, k-11011 and k-20497 were identified as resistant to both Ptt and Ptm.

Pyrenophora teres f. teresP. teres f. maculataвирулентностьювенильная устойчивостьPyrenophora teres f. teresP. teres f. maculatavirulenceseedling resistanceИсследование выполнено при поддержке гранта РНФ № 24-26-00072. Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.The research was supported by the Russian Science Foundation, Grant No. 24-26-00072. The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesAfanasenko O., Rozanova I., Gofman A., Lashina N., Novakazi F., Mironenko N. et al. Validation of molecular markers of barley net blotch resistance loci on chromosome 3H for marker-assisted selection. Agriculture. 2022;12(4):439. DOI: 10.3390/agriculture12040439Afanasenko O., Rozanova I., Gofman A., Lashina N., Novakazi F., Mironenko N. et al. Validation of molecular markers of barley net blotch resistance loci on chromosome 3H for marker-assisted selection. Agriculture. 2022;12(4):439. DOI: 10.3390/agriculture12040439Афанасенко О.С. Проблемы создания сортов сельскохозяйственных культур с длительной устойчивостью к болезням. Защита и карантин растений. 2010;(3):49.Afanasenko O.S. Problems to create grades of agricultural crops with long stability to diseases. Plant Protection and Quarantine Journal. 2010;(3):4-9. [in Russian]Анисимова А.В., Мироненко Н.В., Левштанов С.А. Первая находка гриба Pyrenophora teres f. maculata в Краснодарском крае. Вестник защиты растений. 2011;(3):53-56.Anisimova A.V., Mironenko N.V., Levshtanov S.A. The first find of Pyrenophora teres f. maculata in Krasnodar Territory. Plant Protection News. 2011;(3):53-56. [in Russian]Clare S.J., Wyatt N.A., Brueggeman R.S., Friesen T.L. Research advances in the Pyrenophora teres–barley interaction. Molecular Plant Pathology. 2020;21(2):272-288. DOI: 10.1111/mpp.12896Clare S.J., Wyatt N.A., Brueggeman R.S., Friesen T.L. Research advances in the Pyrenophora teres–barley interaction. Molecular Plant Pathology. 2020;21(2):272-288. DOI: 10.1111/mpp.12896Dinglasan E., Hickey L., Ziems L., Fowler R., Anisimova A., Baranova O. et al. Genetic characterization of resistance to Pyrenophora teres f. teres in the international barley differential Canadian Lake Shore. Frontiers in Plant Science. 2019;10:326. DOI: 10.3389/fpls.2019.00326Dinglasan E., Hickey L., Ziems L., Fowler R., Anisimova A., Baranova O. et al. Genetic characterization of resistance to Pyrenophora teres f. teres in the international barley differential Canadian Lake Shore. Frontiers in Plant Science. 2019;10:326. DOI: 10.3389/fpls.2019.00326Grewal T.S., Rossnagel B.G., Pozniak C.J., Scoles G.J. Mapping quantitative trait loci associated with barley net blotch resistance. Theoretical and Applied Genetics. 2008;116(4):529-539. DOI: 10.1007/s00122-007-0688-9Grewal T.S., Rossnagel B.G., Pozniak C.J., Scoles G.J. Mapping quantitative trait loci associated with barley net blotch resistance. Theoretical and Applied Genetics. 2008;116(4):529-539. DOI: 10.1007/s00122-007-0688-9Лашина Н.М., Афанасенко О.С. Поражаемость пятнистостями сортов ячменя, включенных в государственный реестр селекционных достижений и находящихся на сортоиспытаниях в условиях Северо-Запада Российской Федерации. Вестник защиты растений. 2019;2(100):23-28. DOI: 10.31993/2308-6459-2019-2(100)-23-28Lashina N.M., Afanasenko O.S. Susceptibility to leaf blights of commercial barley cultivars in North-Western Region of Russia. Plant Protection News. 2019;2(100):23-28. [in Russian] DOI: 10.31993/2308-6459-2019-2(100)-23-28Liu Z., Ellwood S.R., Oliver R.P., Friesen T.L. Pyrenophora teres: profile of an increasingly damaging barley pathogen. Molecular Plant Pathology. 2011;12(1):1-19. DOI: 10.1111/j.1364-3703.2010.00649.xLiu Z., Ellwood S.R., Oliver R.P., Friesen T.L. Pyrenophora teres: profile of an increasingly damaging barley pathogen. Molecular Plant Pathology. 2011;12(1):1-19. DOI: 10.1111/j.1364-3703.2010.00649.xЛукьянова М.В., Трофимовская А.Я., Гудкова Г.Н., Терентьева И.А., Ярош Н.П. Культурная флора СССР. Т. 2 (ч. 2). Ячмень / под ред. В.Д. Кобылянского, М.В. Лукьяновой. Ленинград: Агропромиздат; 1990.Lukyanova M.V., Trofimovskaya A.Y., Gudkova G.N., Terentieva I.A., Yarosh N.P. Flora of cultivated plants. Vol. 2 (Pt 2). Barley (Yachmen). V.D. Kobylyansky, M.V. Lukyanova (eds). Leningrad: Agropromizdat; 1990. [in Russian]Manninen O.M., Jalli M., Kalendar R., Schulman A., Afanasenko O.S., Robinson J. Mapping of major spot-type and net-type net-blotch resistance genes in the Ethiopian barley line CI 9819. Genome. 2006;49(12):1564-1571. DOI: 10.1139/G06-119Manninen O.M., Jalli M., Kalendar R., Schulman A., Afanasenko O.S., Robinson J. Mapping of major spot-type and net-type net-blotch resistance genes in the Ethiopian barley line CI 9819. Genome. 2006;49(12):1564-1571. DOI: 10.1139/G06-119Mathre D.E. (ed.). Compendium of barley diseases, 2nd ed. St. Paul, MN: American Phytopathological Society; 1997.Mathre D.E. (ed.). Compendium of barley diseases, 2nd ed. St. Paul, MN: American Phytopathological Society; 1997.McLean M.S., Howlett B.J., Hollaway G.J. Epidemiology and control of spot form of net blotch (Pyrenophora teres f. maculata) of barley: a review. Crop and Pasture Science. 2009;60(4):303-315. DOI: 10.1071/CP08173McLean M.S., Howlett B.J., Hollaway G.J. Epidemiology and control of spot form of net blotch (Pyrenophora teres f. maculata) of barley: a review. Crop and Pasture Science. 2009;60(4):303-315. DOI: 10.1071/CP08173McLean M.S., Martin A., Gupta S., Sutherland M.W., Hollaway G.J., Platz G.J. Validation of a new spot form of net blotch differential set and evidence for hybridisation between the spot and net forms of net blotch in Australia. Australasian Plant Pathology. 2014;43(3):223-233. DOI: 10.1007/s13313-014-1285-8McLean M.S., Martin A., Gupta S., Sutherland M.W., Hollaway G.J., Platz G.J. Validation of a new spot form of net blotch differential set and evidence for hybridisation between the spot and net forms of net blotch in Australia. Australasian Plant Pathology. 2014;43(3):223-233. DOI: 10.1007/s13313-014-1285-8McLean M.S., Weppler R., Howlett B.J., Hollaway G.J. Spot form of net blotch suppression and yield of barley in response to fungicide application in the Wimmera region of Victoria, Australia. Australasian Plant Pathology. 2016;45(1):37-43. DOI: 10.1007/s13313-015-0387-yMcLean M.S., Weppler R., Howlett B.J., Hollaway G.J. Spot form of net blotch suppression and yield of barley in response to fungicide application in the Wimmera region of Victoria, Australia. Australasian Plant Pathology. 2016;45(1):37-43. DOI: 10.1007/s13313-015-0387-yО.С. Внутривидовой состав и структура популяций Pyrenophora teres в СевероЗападном регионе России и Беларуси по вирулентности и локусам типа спаривания. Микология и фитопатология. 2016;50(3):185-194.Mironenko N.V., Anisimova A.V., Baranova O.A., Zubkovich A.A., Afanasenko O.S. Species composition and structure on mating-type loci and virulence of Pyrenophora teres populations in the North-West region of Russia and Belarus. Mycology and Phytopathology. 2016;50(3):185-194. [in Russian]Novakazi F., Afanasenko O., Anisimova A., Platz G.J.,·Snowdon R., Kovaleva O. et al. Genetic analysis of a worldwide barley collection for resistance to net form of net blotch disease (Pyrenophora teres f. teres). Theoretical and Applied Genetics. 2019;132(9):2633-2650. DOI: 10.1007/s00122-01903378-1Novakazi F., Afanasenko O., Anisimova A., Platz G.J.,·Snowdon R., Kovaleva O. et al. Genetic analysis of a worldwide barley collection for resistance to net form of net blotch disease (Pyrenophora teres f. teres). Theoretical and Applied Genetics. 2019;132(9):2633-2650. DOI: 10.1007/s00122-01903378-1Репко Н.В. Селекция озимого ячменя на высокую продуктивность и зимостойкость в условиях Северного Кавказа: дис. докт. с.-х. наук. Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет; 2015.Repko N.V. Winter barley breeding for high productivity and winter hardiness under the conditions of North Caucasus (Selektsiya ozimogo yachmenya na vysokuyu produktivnost i zimostoykost v usloviyakh Severnogo Kavkaza) [dissertation]. Krasnodar: Kuban State Agrarian University; 2015. [in Russian]Сухинина К.В., Репко Н.В., Ковалёв В.В. Ботаническая классификация ячменя и ее использование в селекции новых сортов. Современные научные исследования и разработки. 2016;6(6):105-108.Suchinina K.V., Repko N.V., Kovalev V.V. The botanical classification of barley and its uses in breeding of the new varieties. Sovremennye nauchnye issledovaniya i razrabotki = Modern Scientific Research and Developments. 2016;6(6):105-108. [in Russian]Tekauz A. A numerical scale to classify reactions of barley to Pyrenophora teres. Canadian Journal of Plant Pathology. 1985;7(2):181-183. DOI: 10.1080/07060668509501499Tekauz A. A numerical scale to classify reactions of barley to Pyrenophora teres. Canadian Journal of Plant Pathology. 1985;7(2):181-183. DOI: 10.1080/07060668509501499Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений. Ленинград: Типография им. Гуттенберга; 1926.Vavilov N.I. Studies on the origin of cultivated plants. Leningrad: Guttenberg Printing House; 1926. [in Russian] (Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений. Ленинград: Типография им. Гуттенберга; 1926).Злотина М.М, Ковалева О.Н., Лоскутов И.Г., Потокина Е.К. Использование аллель-специфичных маркеров генов Ppd и Vrn для прогнозирования продолжительности вегетационного периода сортов ячменя. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013;17(1):50-62.Zlotina M.M., Kovaleva O.N., Loskutov I.G., Potokina E.K. Use of allele-specific markers of the Ppd and Vrn genes for predicting growing season duration in barley cultivars. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2013;17(1):50-62. [in Russian]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.