vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2020-3-146-154vir-nw-737Research ArticleИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙIMMUNITY OF CULTIVATED PLANTS AND THEIR WILD RELATIVESУстойчивость к мучнистой росе скандинавских образцов яровой мягкой пшеницы из коллекции ВИРPowdery mildew resistance of Nordic spring bread wheat accessions from the collection of the Vavilov Institute (VIR)https://orcid.org/0000-0003-2344-9233ЛебедеваТ. В.LebedevaT. V.

190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44; Отдел генетики; старший научный сотрудник; к.б.н.

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000; Department of Genetics

riginbv@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2215-5068БрыковаА. Н.BrykovaA. N.

190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44; Отдел генетических ресурсов пшениц, группа яровой мягкой пшеницы; старший научный сотрудник, хранитель коллекции яровой мягкой пшеницы

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000; Department of Wheat Genetic Resources

a.brykova@vir.nw.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9259-4384ЗуевЕ. В.ZuevE. V.

190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44; Отдел генетических ресурсов пшениц; руководитель отдела, ведущий научный сотрудник, куратор коллекции яровой мягкой пшеницы; к.с.-х.н.

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000; Department of Wheat Genetic Resources

e.zuev@vir.nw.ruФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. ВавиловаРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic ResourcesRussian Federation2020131020201813146154Copyright © Лебедева Т.В., Брыкова А.Н., Зуев Е.В., 20202020Лебедева Т.В., Брыкова А.Н., Зуев Е.В.Lebedeva T.V., Brykova A.N., Zuev E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/737Актуальность

Актуальность. Мучнистая роса относится к числу вредоносных заболеваний зерновых культур. Ежегодные потери урожая могут достигать 10–15%, а в годы эпифитотий – и 30%.

Цель данной работы – обобщить многолетние данные полевых и лабораторных исследований устойчивости к мучнистой росе образцов яровой мягкой пшеницы из Скандинавских стран, представленных в коллекции ВИР, а также выявить образцы, не поражаемые патогеном на всех фазах развития.

Материал и методы

Материал и методы. Оценена динамика взрослой и проростковой устойчивости к мучнистой росе 279 образцов яровой мягкой пшеницы из Скандинавских стран. Реакцию образцов оценивали к природной популяции гриба с 1961 по 2019 г. Полевые и лабораторные исследования устойчивости к патогену проводили согласно методическим указаниям ВИР.

Результаты

Результаты. Анализ базы оценочных данных отдела генетических ресурсов пшеницы ВИР установил, что многие образцы устойчивы к мучнистой росе в поле с 1970 по 1990 г. Полевые и лабораторные изучения 105 стародавних и современных скандинавских сортов пшеницы выявили образцы, характеризующиеся устойчивостью к патогену на всех фазах развития. Полученные данные были перепроверены в 2012 и 2013 г.

Заключение

Заключение. Шведские сорта ‘Sunnan’ (к-58177), ‘Canon’ (к-60992), ‘Sober’ (к-61080), ‘Dragon’ (к-61515), ‘Dacke’ (к63479) сохраняют устойчивость к популяциям гриба с 1993 г. Сорта ‘SW Vals’ (к-64433), ‘SW Milljet’ (к-64434), ‘SW Estrad’ (к-64435), ‘SW Vinjett’ (к-64436), ‘Zebra’ (к64707), ‘SW Kungsjet’ (к-66036), ‘SW Kronjet’ (к-66097), ‘Boett’ (к-66353) устойчивы на всехфазах развития с 2005 по 2019 г. 

Background

Background. Powdery mildew is one of the harmful and destructive foliar diseases of cereal crops, caused by the fungus Вlumeria graminis (DC.) E.O. Speer f. sp. tritici Em. Marchal. Annual harvest losses may reach 10–15%, and up to 30% in an epidemic year. The VIR collection contains rich diversity of wheat, a valuable source of original material for wheat resistance breeding programs.

The aim of this study was to generalize the results of long-term field and laboratory investigations on powdery mildew resistance in spring bread wheat of Nordic origin from the VIR collection and search for accessions resistant in all development phases.

Materials and methods

Materials and methods. Powdery mildew resistance was analyzed in 279 accessions originated from Sweden, Finland, Norway and Denmark. The tests were performed from 1961 to 2019 against a natural population of the fungus in VIR’s experimental field (Pushkin, St. Petersburg). Field and laboratory studies were carried out in accordance with the guidelines developed by VIR.

Results

Results. The analysis of the field data on powdery mildew resistance in spring bread wheat accessions against the Pushkin population of the fungus showed that many Nordic accessions were resistant from 1970 till 1990. These data were retested in 2012–2013. One hundred and five accessions of old landraces and modern cultivars of Nordic origin were studied under field and laboratory conditions for their response to a natural population of the fungus. Accessions resistant in all phases of plant development were identified.

Conclusion

Conclusion. Swedish cultivars ‘Sunnan’ (k-58177), ‘Canon’ (k-60992), ‘Sober’ (k-61080) ‘Dragon’ (k-61515) and ‘Dacke’ (k-63479) preserved their resistance to the powdery mildew population beginning from 1993. Spring bread wheat cultivars ‘SW Vals’ (k-64436), ‘SW Milljet’ (k-64434), ‘SW Estrad’ (k-64435), ‘SW Vinjet’ (k-64436), ‘Zebra’ (k-64707), ‘SW Kungsjet’ (k-66036), ‘SW Kronjet’ (k-66097) and ‘Boett’ (k66353) demonstrated adult and seedling resistance in the period from 2005 to 2019. 

Triticum aestivum L.сортлиниявосприимчивость к Вlumeria graminis f. sp. triticiфаза проростковфаза взрослого растенияTriticum aestivum L.cultivarbreeding linesusceptibility to Вlumeria graminis f. sp. triticiseedling phaseadult plant phaseРабота выполнена в рамках государственного задания согласно тематическому плану ВИР по проекту № 0662-2020-0006 «Поиск, поддержание жизнеспособности и раскрытие потенциала наследственной изменчивости мировой коллекции зерновых и крупяных культур ВИР для развития, оптимизированного генбанка и рационального использования в селекции и растениеводстве».The research was performed within the framework of the State Task according to the theme plan of VIR, Project No. 0662- 2020-0006 “Search For and Viability Maintenance, and Disclosing the Potential of Hereditary Variation in the Global Collection of Cereal and Groat Crops at VIR for the Development of an Optimized Genebank and Its Sustainable Utilization in Plant Breeding and Crop Production.”ReferencesBowen K.L., Everts K.L., Leath S. Reduction in yield of winter wheat in North Carolina due to powdery mildew and leaf rust. Phytopathology. 1991;82(5):503-511. DOI: 10.1094/ Phyto-81-503Bowen K.L., Everts K.L., Leath S. Reduction in yield of winter wheat in North Carolina due to powdery mildew and leaf rust. Phytopathology. 1991;82(5):503-511. DOI: 10.1094/Phyto-81-503Дорофеев В.Ф., Руденко М.И., Шитова И.П., Корнейчук В.А. Методические указания по изучению мировой коллекции пшеницы. Ленинград: ВИР; 1977.Dorofeev V.F., Rudenko M.I., Shitova I.P., Korneichuk V.A. Guidelines for the study of the world wheat collection (Metodicheskiye ukazaniya po izucheniyu mirovoy kollektsii pshenitsi). Leningrad: VIR; 1977. [in Russian]Everts K.L., Leath S., Finney P.L. Impact of powdery mildew and leaf rust on milling and baking quality of soft red winter wheat. Plant Disease. 2001;85(4):423-429. DOI: 10.1094/pdis.2001,85.4.423Everts K.L., Leath S., Finney P.L. Impact of powdery mildew and leaf rust on milling and baking quality of soft red winter wheat. Plant Disease. 2001;85(4):423-429. DOI: 10.1094/pdis.2001,85.4.423Hsam S.L.K., Zeller F.J. Breeding for powdery mildew resistance in common wheat (Triticum aestivum L.) In: R.R. Bélanger, W.R. Bushell, A.J. Dik, T.L.W. Carver (eds). The powdery mildews. A comprehensive treatise. St. Paul, Minnesota: APS Press; 2002. p.219-238.Hsam S.L.K., Zeller F.J. Breeding for powdery mildew resistance in common wheat (Triticum aestivum L.) In: R.R. Bélanger, W.R. Bushell, A.J. Dik, T.L.W. Carver (eds). The powdery mildews. A comprehensive treatise. St. Paul, Minnesota: APS Press; 2002. p.219-238.Hysing S.C., Merker A., Liljeroth E., Koebner R.M.D., Zeller F.J., Hsam S.L.K. Powdery mildew resistance in 155 Nordic bread wheat cultivars and landraces. Hereditas. 2008;144(3):102-119. DOI: 10.1111/j.2007.0018-0661.01991.xHysing S.C., Merker A., Liljeroth E., Koebner R.M.D., Zeller F.J., Hsam S.L.K. Powdery mildew resistance in 155 Nordic bread wheat cultivars and landraces. Hereditas. 2008;144(3):102-119. DOI: 10.1111/j.2007.0018-0661.01991.xКривченко В.И. Лебедева Т.В., Пеуша Х.О. Мучнистая роса злаков. В кн.: Изучение генетических ресурсов зерновых культур по устойчивости к вредным организмам: Методическое пособие. Москва; 2008. С.86-105.Krivchenko V.I., Lebedeva T.V., Peusha H.O. Powdery mildew of cereals (Muchnistaya rosa zlakov). In: The study of cereal crop genetic resources for resistance to harmful organisms: A guide (Izucheniye geneticheskikh resursov zernovykh kultur po ustoychivosti k vrednym organizmam. Metodicheskoye posobiye). Moscow; 2008. p.86-105. [in Russian]Лебедева Т.В., Кривченко В.И. Устойчивость линии мягкой пшеницы Weihenstephan M1 к мучнистой росе (Erysiphe graminis f. sp. tritici). Бюллетень ВИР. 1988;177:70-71.Lebedeva T.V., Krivchenko V.I. Powdery mildew resistance in bread wheat line Weihenstephan M1. (Ustoychivost linii myagkoy pshenitsy Weihenstephan M1 k muchnistoy rose [Erysiphe graminis f. sp. tritici]). Bulletin of VIR. 1988;177:70-71. [in Russian].Лебедева Т.В., Зуев Е.В. Наследование устойчивости к мучнистой росе у некоторых образцов яровой мягкой пшеницы из коллекции ВИР. Vavilovia. 2018;1(1):18-24. DOI: 10.30901/2658-3860-2018-1-18-24Lebedeva T.V., Zuev E.V. Inheritance of powdery mildew resistance in selected spring wheat accessions from the VIR collection. Vavilovia. 2018;1(1):18-24. [in Russian] (Лебедева Т.В., Зуев Е.В. Наследование устойчивости к мучнистой росе у некоторых образцов яровой мягкой пшеницы из коллекции ВИР. Vavilovia. 2018;1(1):18-24). DOI: 10.30901/2658-3860-2018-1-18-24McIntosh R.A., Dubcovsky J., Rogers W.J., Morris C., Xia X.C. Catalogue of gene symbols for wheat: 2017. Supplement. Available from: https://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/macgene/supplement2017.pdf (accessed Apr. 14, 2020).McIntosh R.A., Dubcovsky J., Rogers W.J., Morris C., Xia X.C. Catalogue of gene symbols for wheat: 2017. Supplement. Available from: https://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/macgene/supplement2017.pdf (accessed Apr. 14, 2020).McIntosh R.A., Yamazaki Y., Devos K.M., Dubcovsky J., Rodgers W.J., Apples R. Catalogue of gene symbols for wheat. In: N.E. Pogna, M. Romano, E.A. Pogna, G. Galterio (eds.). Proceedings of the 10th International. Wheat Genetics Symposium. Paestum, Italy; 2003.McIntosh R.A., Yamazaki Y., Devos K.M., Dubcovsky J., Rodgers W.J., Apples R. Catalogue of gene symbols for wheat. In: N.E. Pogna, M. Romano, E.A. Pogna, G. Galterio (eds.). Proceedings of the 10th International. Wheat Genetics Symposium. Paestum, Italy; 2003.Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале: Методические указания / под ред. А.Ф. Мережко. Санкт-Петербург: ВИР; 1999.Merezhko A.F. (ed.). Replenishment, preservation in vivo and study of the world collection of wheat, Aegilops and triticale: Methodological guidelines (Popolneniye, sokhraneniye v zhivom vide i izucheniye mirovoy kollektsii pshenitsy, egilopsa i tritikale: Metodicheskiye ukazaniya). St. Petersburg: VIR; 1999. [in Russian]Peusha H., Enno T., Priilinn O. Chromosomal location of powdery mildew resistance genes and cytogenetic analysis of meiosis in common wheat cultivar Meri. Hereditas. 2000;132(1):29-34. DOI: 10.1111/j.1601-5223.2000.00029.xPeusha H., Enno T., Priilinn O. Chromosomal location of powdery mildew resistance genes and cytogenetic analysis of meiosis in common wheat cultivar Meri. Hereditas. 2000;132(1):29-34. DOI: 10.1111/j.1601-5223.2000.00029.xPeusha H., Enno T., Yakobson I., Tsombalova J., Ingver A., Yärve K. Powdery mildew resistance of Nordic spring wheat cultivars grown in Estonia. Acta. Agriculturae Scandinavica, Section B – Soil and Plant Science. 2008;58(4):289-296. DOI: 10.1080/09064710701706242Peusha H., Enno T., Yakobson I., Tsombalova J., Ingver A., Yärve K. Powdery mildew resistance of Nordic spring wheat cultivars grown in Estonia. Acta. Agriculturae Scandinavica, Section B – Soil and Plant Science. 2008;58(4):289-296. DOI: 10.1080/09064710701706242Peusha H., Hsam S.L., Enno T., Zeller F.J. Identification of powdery mildew resistance in common wheat (Triticum aestivum L. em Thell.) VII. Cultivars and advanced breeding lines grown in Finland. Hereditas.1996;124(1):91-93. DOI: 10.1111/j.1601-5223.1996.00091.xPeusha H., Hsam S.L., Enno T., Zeller F.J. Identification of powdery mildew resistance in common wheat (Triticum aestivum L. em Thell.) VII. Cultivars and advanced breeding lines grown in Finland. Hereditas.1996;124(1):91-93. DOI: 10.1111/j.1601-5223.1996.00091.xWMO Guidelines on the Calculation of Climate Normals. No. 1203. World Meteorological Organization; 2017. Available from: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=4166 (accessed Apr. 07, 2020).WMO Guidelines on the Calculation of Climate Normals. No. 1203. World Meteorological Organization; 2017. Available from: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=4166 (accessed Apr. 07, 2020).

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