Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск

Устойчивость допущенных к использованию в России сортов ячменя к вредным организмам и токсичным ионам алюминия

https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-3-120-127

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Наиболее рациональный способ снижения потерь урожая ячменя от болезней, вредителей и неблагоприятных эдафических факторов – селекция устойчивых сортов.

Цель работы – оценить диапазон изменчивости возделываемых в России сортов по устойчивости к мучнистой росе, карликовой ржавчине, обыкновенной злаковой тле и токсичным ионам алюминия.

Материалы и методы.Изучили 248 сортов ячменя (168 – отечественной и 80 – зарубежной селекции), включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в РФ. Устойчивость растений к возбудителям мучнистой росы и карликовой ржавчины исследовали в лабораторных и полевых условиях. Выделившиеся по устойчивости к мучнистой росе сорта анализировали с помощью молекулярных маркеров. В лаборатории осуществили скрининг ячменя по устойчивости к обыкновенной злаковой тле. Для изучения чувствительности образцов к токсичным ионам алюминия использовали лабораторный метод ранней диагностики признака – метод корневого теста.

Результаты и выводы. Полевой и лабораторный скрининг позволил выявить довольно широкое разнообразие возделываемых в России сортов ячменя по устойчивости к вредным организмам и эдафическому стрессору. Установлено, что 24 сорта устойчивы к мучнистой росе, из них 14 являются носителями эффективного аллеля mlo11. Два сорта устойчивы к возбудителям мучнистой росы и карликовой ржавчины. У 11 сортов выявлена отчетливо выраженная устойчивость к обыкновенной злаковой тле. Высокая устойчивость к токсичным ионам алюминия по индексу длины корня и ростка отмечена у 26 сортов. Выявлены образцы с комплексной устойчивостью к вредным организмам и эдафическому стрессору.

Об авторах

Р. А. Абдуллаев
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
Россия
190000 г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44


Б. А. Баташева
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Дагестанская опытная станция – филиал ВИР
Россия
368612 Республика Дагестан, г. Дербент, с. Вавилово


Н. В. Алпатьева
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
Россия
190000 г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44


М. А. Чумаков
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
Россия
190000 г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44


Е. Е. Радченко
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
Россия
190000 г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44


О. Н. Ковалева
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
Россия
190000 г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44


О. В. Яковлева
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
Россия
190000 г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44


Список литературы

1. Анисимова И.Н., Алпатьева Н.В., Абдуллаев Р.А., Карабицина Ю.И., Кузнецова Е.Б. Скрининг генетических ресурсов растений с использованием ДНК-маркеров: основные принципы, выделение ДНК, постановка ПЦР, электрофорез в агарозном геле: (методические указания) / под ред. Е.Е. Радченко. Санкт-Петербург: ВИР; 2018. DOI: 10.30901/978-5-905954-81-8

2. Bian M., Jin X., Broughton S., Zhang X.Q., Zhou G., Zhou M., Zhang G., Sun D., Li C. A new allele of acid soil tolerance gene from a malting barley variety. BMC Genetics. 2015;16:92. DOI: 10.1186/s12863-015-0254-4

3. Dorokhov D.B., Klocke E. A rapid and economic technique for RAPD analysis of plant genomes. Russian Journal of Genetics. 1997;33(4):358-365.

4. Dreiseitl A. Genes for resistance to powdery mildew in European barley cultivars registered in the Czech Republic from 2011 to 2015. Plant Breeding. 2017;136(3): 351-356. DOI: 10.1111/pbr.12471

5. Jørgensen J.H., Wolfe M. Genetics of powdery mildew resistance in barley. Critical Reviews in Plant Sciences. 1994;13(1):97-119. DOI: 10.1080/07352689409701910

6. Kavanagh P.J., Singh D., Bansal U.K., Park R.F. Inheritance and characterization of the new and rare gene Rph25 conferring seedling resistance in Hordeum vulgare against Puccinia hordei. Plant Breeding. 2017;136(6):908-912. DOI: 10.1111/pbr.12535

7. Kusch S., Panstruga R. mlo-based resistance: An apparently universal “weapon” to defeat powdery mildew disease. Molecular Plant-Microbe Interactions. 2017;30(3):179-189. DOI: 0.1094/MPMI-12-16-0255-CR

8. Лоскутов И.Г., Ковалева О.Н., Блинова Е.В. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса. Санкт-Петербург: ВИР; 2012.

9. Mains E.B., Dietz S.M. Physiologic forms of Barley mildew, Erysiphe graminis hordei. Phytopathology. 1930;20(3):229- 239.

10. Minella E., Sorrells M.E. Inheritance and chromosome location of Alp, a gene controlling aluminum tolerance in ‘Dayton’ barley. Plant Breeding. 1997;116(5):465-469. DOI: 10.1111/j.1439-0523.1997.tb01032.x

11. Navakode S., Weidner A., Varshney R.K., Lohwasser U., Scholz U., Börner A. A QTL analysis of aluminium tolerance in barley, using gene-based markers. Cereal Research Communications. 2009;37:531-540. DOI: 10.1556/CRC.37.2009.4.6

12. Panda S.K., Baluška F., Matsumoto H. Aluminum stress signaling in plants. Plant Signaling and Behavior. 2009;4(7):592-597. DOI: 10.4161/psb.4.7.8903

13. Park R.F., Golegaonkar P.G., Derevnina L., Sandhu K.S., Karaoglu H., Elmansour H.M. et al. Leaf rust of cultivated barley: pathology and control. Annual Review of Phytopathology. 2015;53:565-589. DOI: 10.1146/annurevphyto-080614-120324

14. Porter D.R., Burd J.D., Mornhinweg D.W. Differentiating greenbug resistance genes in barley. Euphytica. 2007;153(1-2):11-14. DOI: 10.1007/s10681-006-9193-5

15. Piffanelli P., Ramsay L., Waugh R., Benabdelmouna A., D’Hont A., Hollricher K. et al. A barley cultivation-associated polymorphism conveys resistance to powdery mildew. Nature. 2004;430(7002):887-891. DOI: 10.1038/nature02781

16. Радченко Е.Е. Злаковые тли. В кн.: Изучение генетических ресурсов зерновых культур по устойчивости к вредным организмам. Методическое пособие. Москва: Россельхозакадемия; 2008. С.214-257.

17. Reinstädler A., Müller J., Jerzy H., Czembor J.H., Piffanelli P., Panstruga R. Novel induced mlo mutant alleles in combination with site-directed mutagenesis reveal functionally important domains in the heptahelical barley Mlo protein. BMC Plant Biology. 2010;10(1):31. DOI: 10.1186/1471-2229-10-31

18. Rigin B.V., Yakovleva O.V. Genetic analysis of toxic ion tolerance in barley. Russian Journal of Genetics. 2006;42(3):301- 305.

19. Schweissing F.C., Wilde G. Temperature and plant nutrient effects on resistance of seedling sorghum to the greenbug. Journal Economic Entomology. 1979;72(1):20-23. DOI: 10.1093/jee/72.1.20

20. Seeholzer S. Isolation and characterization of new R-protein variants encoded at the barley Mla locus that speci fy resistance against the fungus powdery mildew. University of Zurich, Faculty of Science; 2009. DOI: 10.5167/uzh-31283

21. Wang J.P., Raman H., Zhang G.P., Mendham N., Zhou M.X. Aluminium tolerance in barley (Hordeum vulgare L.): physiological mechanisms, genetics and screening methods. Journal of Zhejiang University SCIENCE B. 2006;7(10):769-787. DOI: 10.1631/jzus.2006.B0769

22. Wu L., Yu J., Shen Q., Huang L., Dezhi W., Zhang G. Iden ti fi cation of microRNAs in response to aluminum stress in the roots of Tibetan wild barley and cultivated barley. BMC Genomics. 2018;19:560. DOI: 10.1186/s12864-018-4953-x

23. Яковлева О.В. Фитотоксичность ионов алюминия. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2018;179(3):315-331. DOI: 10.30901/2227-8834-2018- 3-315-331

24. Яковлева О.В., Капешинский А.М., Ковалева О.Н. Устойчивость культурного и дикого ячменя к действию токсичных ионов алюминия. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009;165:51-54.

25. Яковлева О.В., Ковалева О.Н. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 824. Ячмень. Характеристика образцов ячменя по устойчивости к токсичным ионам алюминия (H+ + Al3+ ). Санкт-Петербург: ВИР; 2015.

26. Yu X., Kong H.Y., Meiyalaghan V., Casonato S., Chng S., Jones E.E. et al. Genetic mapping of a barley leaf rust resistance gene Rph26 introgressed from Hordeum bulbosum. Theoretical and Applied Genetics. 2018;131:2567- 2580. DOI: 10.1007/s00122-018-3173-8


Для цитирования:


Абдуллаев Р.А., Баташева Б.А., Алпатьева Н.В., Чумаков М.А., Радченко Е.Е., Ковалева О.Н., Яковлева О.В. Устойчивость допущенных к использованию в России сортов ячменя к вредным организмам и токсичным ионам алюминия. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(3):120-127. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-3-120-127

For citation:


Abdullaev R.A., Batasheva B.A., Alpatieva N.V., Chumakov M.A., Radchenko E.E., Kovaleva O.N., Yakovleva O.V. Resistance of barley cultivars approved for use in Russia to harmful organisms and toxic aluminum ions. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2020;181(3):120-127. (In Russ.) https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-3-120-127

Просмотров: 11


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-8834 (Print)
ISSN 2619-0982 (Online)