Сорта озимой ржи, умеренно устойчивые к спорынье

Актуальность. Спорынья зерновых культур (возбудитель гриб Claviceps purpurea (Fr.) Tul.) – прогрессирующее заболевание озимой ржи. Устойчивые к болезни сорта ржи отсутствуют, а селекционные методы защиты в РФ не разработаны.

Материалы и методы. Материалом для исследований послужили 97 сортов озимой ржи. Проведен биохимический анализ склероциев гриба, изучен состав и содержание эргоалкалоидов (ЭА) в склероциях C. purpurea из Кировской популяции, исследована связь между биометрией склероциев и содержанием ЭА, токсичностью и патогенностью C. purpurea. Применяли общеизвестные методы оценки устойчивости и анализа ЭА.

Результаты и выводы. Выделено 14 наименее поражаемых патогеном сортов: ‘Флора’, ‘Кипрез’, ‘Графиня’, ‘Лика’, ‘Батист’, ‘Симфония’, ‘Гармония’, ‘Садко’, ‘Паром’, ‘Вираж’, ‘Саратовская 7’, ‘Волхова’, ‘Новая Эра’, ‘Подарок’, которые могут быть использованы в селекции на устойчивость к спорынье. В склероциях C. purpurea идентифицированы три вида ЭА: эргокристин, эрготамин и его стереоизомер эргокристинин. Сорта ‘Лика’, ‘Симфония’ и ‘Гармония’ наименее поражаемы спорыньей, а формирующиеся на растениях этих сортов склероции не накапливают ЭА. Установлена достоверная (r = 0,50–0,60) зависимость между поражением и биометрическими показателями склероциев C. purpurea; между засоренностью зерна склероциями и их биометрией (r = 0,63–0,78). Выявлена слабая положительная связь (r = 0,22) между токсичностью и патогенностью C. purpurea. Обнаружена отрицательная связь между массой склероциев и накоплением в них ЭА (r = –0,46), что указывает на биологическую опасность мелких склероциев, попавших в семенные и продовольственные партии зерна. 

1. Гагкаева Т.Ю., Дмитриев А.П., Павлюшин В.А. Микробиота зерна – показатель его качества и безопасности. Защита и карантин растений. 2012;(9):14-18.

2. Гончаренко А.А. Современное состояние производства, методы и перспективные направления селекции озимой ржи в РФ. В кн.: Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии и переработка. Уфа; 2009. С.40-76.

3. Grusie T.J., Cowan V., Singh J., McKinnon J., Blakley B. Proportions of predominant Ergot alkaloids (Claviceps purpurea) detected in Western Canadian grains from 2014 to 2016. World Mycotoxin Journal. 2018;11(2):259-264. DOI: 10.3920/WMJ2017.2241

4. Кобылянский В.Д., Солодухина О.В. Развитие спорыньи на низкопентозановой диплоидной озимой ржи. Зерновое хозяйство России. 2021;4(76):73-78. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-76-4-73-78

5. Kodisch A., Oberforster M., Raditschnig A., Rodemann B., Tratwal A., Danielewicz J. et al. Covariation of ergot severity and alkaloid content measured by HPLC and one ELISA method in inoculated winter rye across three isolates and three European countries. Toxins. 2020a;12(11):676. DOI: 103390/toxins12110676

6. Kodisch A., Wilde P., Schmiedchen B., Fromme F.-J., Rodemann B., Tratwal A. et al. Ergot infection in winter rye hybrids shows differential contribution of male and female genotypes and environment. Euphytica. 2020b;216(4):65. DOI: 10.1007/s10681-020-02600-2

7. Mainka S., Dänicke S., Böhme H., Ueberschär K.H., Liebert F. On the composition of ergot and the effects of feeding different ergot sources on piglets. Animal Feed Science and Technology. 2007;139(1-2):52-68. DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2006.12.001

8. Miedaner T, Geiger H.H. Biology, genetics and management of ergot (Claviceps spp.) in rye, sorghum, and pearl mille. Toxins. 2015;7(3):659-778. DOI: 10.3390/toxins7030659

9. Miedaner T., Kodisch A., Raditschnig A., Eifler J. Ergot alkaloid contents in hybrid rye are reduced by breeding. Agriculture. 2021;11(6):526. DOI: 10.3390/agriculture11060526

10. Miedaner T., Mirdita V., Geiger H.H. Strategies in breeding for ergot (Claviceps purpurea) resistance. In: Book of Abstracts: EUCARPIA International Symposium on Rye Breeding and Genetics; Belarus. Zhodino; 2010. p.83.

11. Pazoutova S., Olsovská J., Linka M., Kolínská R., Flieger M. Chemoraces, and habitatи specialization of Claviceps purpurea populations. Applied and Environmental Microbiology. 2000;66(12):5419-5425. DOI: 10.1128/AEM.66.12.5419-5425.2000

12. Пономарева М.Л., Понамарев С.Н. Спорынья озимой ржи и меры борьбы с ней. Нива Татарстана. 2001;(5):8-9.

13. Сафонова И.В., Аниськов Н.И., Кобылянский В.Д. База данных генетических ресурсов коллекции озимой ржи ВИР как средство классификации генетического разнообразия, анализа истории коллекции и эффективного изучения и сохранения. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019;23(6):780-786. DOI: 10.18699/VJ19.552

14. Scott P.M., Lombaert G.A., Pellaers P., Bacler S., Lappi J. Ergot alkaloids in grain foods sold in Canada. Journal of AOAC International. 1992;75(5):773-779.

15. Щеклеина Л.М. Влияние погодных факторов на отдельные периоды развития гриба Claviceps purpurea (Fr.) Tul. и уровень вредоносности спорыньи в Кировской области. Аграрная наука ЕвроСеверо-Востока. 2019;20(2):134-143. DOI: 10.30766/2072-9081.2019.20.2.134-143

16. Щеклеина Л.М. Мониторинг болезней озимой ржи в Кировской области и возможные направления селекции на иммунитет. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2020;21(2):124-132. DOI: 10.30766/2072-9081.2020.21.2.124-132

17. Щеклеина Л.М., Шешегова Т.К. Болезни Secale cereale L. в Кировской области и генетические источники устойчивости для селекции. Вестник КрасГАУ. 2020;6(159):86-92. DOI: 10.36718/1819-4036-2020-6-86-92

18. Шешегова Т.К., Щеклеина Л.М., Антипова Т.В., Желифонова В.П., Козловский А.Г. Поиск генотипов ржи и пшеницы, устойчивых к Claviceps purpurea (Fr.) Tul. и не накапливающих эргоалкалоиды в склероциях гриба. Сельскохозяйственная биология. 2021;56(3):549-558. DOI: 10.15389/agrobiology.2021.3.549rus

19. Шешегова Т.К., Щеклеина Л.М., Кедрова Л.И., Уткина Е.И. Селекция озимой ржи на устойчивость к спорынье: Методическое пособие. Киров: Вятская ГСХА; 2018.

20. Шешегова Т.К., Щеклеина Л.М., Желифонова В.П., Антипова Т.В., Баскунов Б.П., Козловский А.Г. Устойчивость сортов ржи к спорынье и содержание эргоалкалоидов в склероциях Claviceps purpurea в условиях Кировской области. Микология и фитопатология. 2019;53(3):177-182. DOI: 10.1134/S0026364819030127

21. Сысуев В.А., Саитов В.Е., Фарафонов В.Г., Саитов А.В. Исследование параметров движения зерна в жидкости устройства для удаления спорыньи. Инженерные технологии и системы. 2019;29(2):248-264. DOI: 10.15507/2658-4123.029.201902.248-264

22. Sysuev V.A., Saitov V.E., Farafonov V.G., Suvorov A.N., Saitov A.V. Theoretical background of calculation of the parameters of the device for grain cleaning from ergot sclerotia. Russian Agricultural Sciences. 2017;43(3):273-276. DOI: 10.3103/S1068367417030156

23. Сысуев В.А., Саитов В.Е., Савиных П.А., Саитов А.В. Очистка семян ржи от спорыньи. Современные наукоемкие технологии. 2015;(6):46-49.

24. Wolff J., Ocker H.D., Zwingelberg H. Bestimmung von Mutterkornalkaloiden im Getreide und Mehlprodukten durch HPLC. Getreide, Mehl und Brot. 1983;37:331-335. [in German]

25. Звонкова Е.Н., Шаин С.С., Сайбель Е.С. Пути получения нейрогормональных препаратов эргопептидного ряда. Российский химический журнал. 2005;49(1):125-134.