Стаття

Отримано 13.09.2023

Доопрацьовано 14.11.2023

Прийнято 12.12.2023

Взято з Том 27, № 4, 2023

Сторінки 52 -59

Afanasyeva, O., Golosna, L., Lisova, G., Kryvenko, A., & Solomonov, R. (2023). Use of effective sources of winter wheat resistance in breeding for immunity. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 27(4), 52-59. https://doi.org/10.56407/bs.agrarian/4.2023.52

Використання в селекції на імунітет ефективних джерел стійкості пшениці озимої

Оксана Афанасьєва, Леся Голосна, Галина Лісова, Анна Кривенко, Руслан Соломонов

Пшениця озима є однією з найважливіших культур в Україні, сучасні сорти мають потенціал для отримання високих урожаїв у сприятливих умовах. Реалізація генетичного потенціалу врожайності сорту є результатом складної взаємодії генотипу та змінних чинників навколишнього середовища. З метою пошуку ефективних джерел стійкості, досліджено колекцію пшениці озимої різного еколого-географічного походження. Дослідження було проведено впродовж 2017-2019 рр. в умовах Правобережного Лісостепу, аналіз стійкості рослин колекції пшениці озимої Національного центру генетичних ресурсів рослин України протестований у синтетичному інфекційному фоні септоріозу, бурої іржі та суцільної сажки на противагу природному фону борошнистої роси, пожовтіння листків (піренофорозу) та інших кореневих гнилях. Колекція з 32 сортозразків була представлена 9 країнами світу, більшість з них української селекції. В польових умовах на штучних та природних інфекційних фонах були виділені сортозразки, які характеризувалися груповою стійкістю проти збудників основних хвороб. Проведеними дослідженнями стійкості дорослих рослин в умовах інфекційного природного фону та використання методу штучного комплексного інфекційного фону встановлено, що можливо досліджувати та виявляти джерела стійкості як до окремих патогенів, так і до комплексу патогенів. В результаті не було виявлено жодного сортозразка, який володів груповою стійкістю проти шести представлених збудників хвороб. Відібрані сорти Здоба Київська, Вихованка одеська та Феонія, можуть бути використані як джерела групової стійкості, що дозволяє створювати чудові селекційні зусилля, які призводять до створення стійких сортів пшениці. Вибрані джерела доцільні для включення в селекційні програми як вихідний матеріал при створенні сучасних високоврожайних сортів м’якої пшениці озимої, стійких проти хвороб та інших факторів навколишнього середовища

зразки пшениці; штучний інфекційний фон; групова стійкість; ураження рослин; гідротермічний коефіцієнт

[1] Blyzniuk, R., Demydov, O., Chuhunkova, T., Fedorenko, M., & Berezovskyi, D. (2019). Resistance of soft spring wheat varieties against leaf fungal diseases. Agroecological Journal, 1, 74-79. doi: 10.36495/1606-9773.2019.65.35-50.

[2] Chai, Y., Senay, S., Horvath, D., & Pardey, P. (2022). Multi-peril pathogen risks to global wheat production: A probabilistic loss and investment assessment. Frontiers in Plant Science, 13, 1034600. doi: 10.3389/fpls.2022.1034600.

[3] Figueroa, M., Hammond‐Kosack, K.E., & Solomon, P.S. (2018). A review of wheat diseases – a field perspective. Molecular Plant Pathology, 19(6), 1523-1536. doi: 10.1111/mpp.12618.

[4] Golosna, L., Lisova, G., Afanasieva, O., & Kucherova, L. (2019). Resistance of spring wheat cultivars to pathogens of leaf diseases and root rot in the Right-Bank Forest Steppe of Ukraine. Interdepartmental Thematic Scientific Collection of Phytosanitary Safety, 65, 35-50. doi: 10.36495/1606-9773.2019.65.35-50.

[5] Horshchar, V., & Nazarenko, M. (2023). Cytogenetic activity of a mutagenic factor with high damaging capacity in winter wheat. Scientific Horizons, 26(9), 131-142. doi: 10.48077/scihor9.2023.131.

[6] Hovmøller, M.S., Patpour, M., Rodriguez-Algaba, J., Thach, T., Justesen, A.F., & Hansen, J.G. (2021). GRRC report of yellow and stem rust genotyping and race analyses 2020. Slagelse: Aarhus University. Retrieved from https://agro.au.dk/fileadmin/www.grcc.au.dk/International_Services/Pathotype_YR_results/GRRC_annual_report_2020.pdf.

[7] Kaur, S., Samota, M.K., Choudhary, M., Choudhary, M., Pandey, A.K., Sharma, A., & Thakur, J. (2022). How do plants defend themselves against pathogens-biochemical mechanisms and genetic interventions. Physiology and Molecular Biology of Plants, 28(2), 485-504. doi: 10.1007/s12298-022-01146-y.

[8] Kokhmetova, A., Rsaliyev, S., Atishova, M., Kumarbayeva, M., Malysheva, A., Keishilov, Z., … Bolatbekova, A. (2021). Evaluation of wheat germplasm for resistance to leaf rust (Puccinia triticina) and identification of the sources of Lr resistance genes using molecular markers. Plants, 10(7), 1484. doi: 10.3390/plants10071484.

[9] Langridge, P., & Reynolds, M. (2021). Breeding for drought and heat tolerance in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 134, 1753-1769. doi: 10.1007/s00122-021-03795-1.

[10] Lisova, Н. (2021). Characteristics of the resistance of spring wheat varieties to pathogens of leaf diseases typical for the zone of the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Interdepartmental Thematic Scientific Collection of Phytosanitary Safety, 67, 166-180. doi: 10.36495/1606-9773.2021.67.166-180.

[11] Mahdavi, S., Arzani, A., Maibody, S.A.M.M., & Kadivar, S. (2022). Grain and flour quality of wheat genotypes grown under heat stress. Saudi Journal of Biological Sciences, 29(10), 103417. doi: 10.1016/j.sjbs.2022.103417.

[12] Mashabela, M.D., Tugizimana, F., Steenkamp, P.A., Piater, L.A., Dubery, I.A., Terefe, T., & Mhlongo, M.I. (2023). Metabolomic evaluation of PGPR defence priming in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars infected with Puccinia striiformis f. sp. tritici (stripe rust). Frontiers in Plant Science, 14, 1103413. doi: 10.3389/fpls.2023.1103413.

[13] Miedaner, T., & Juroszek, P. (2021). Climate change will influence disease resistance breeding in wheat in Northwestern Europe. Theoretical and Applied Genetics, 134, 1771-1785. doi: 10.1007/s00122-021-03807-0.

[14] Morgounov, A., Abugalieva, A., Akan, K., Akin, B., Baenziger, S., Bhatta, M., … Bouhssini, M.E. (2018). High-yielding winter synthetic hexaploid wheats resistant to multiple diseases and pests. Plant Genetic Resources: Characterization and Utilization, 16(3), 273-278. doi: 10.1017/S147926211700017X.

[15] Motsnyi, I., Nargan, T., Nakonechnyi, M., Lyfenko, S., Моlоdchenкоvа, О., & Shcherbyna, Z. (2022). The influence of alien genes of resistance to common diseases on agronomic characteristics of bread winter wheat in the dry conditions of Southern Ukraine. Odesa National University Herald. Biology, 27(2(51), 9-29. doi: 10.18524/2077-1746.2022.2(51).268652.

[16] Mykhaylenko, S., & Jam, M. (2022). Effect of fungicides on leaf spotting of spring barley in the conditions of the Forest-Steppe of Ukraine. In International scientific and practical conference “Modern aspects of increasing the productive potential of agricultural crops in the context of the European green course” (pp. 93-94). Retrieved from http://elar.tsatu.edu.ua/bitstream/123456789/16521/1/stattya_13_2022_Maлюк%20Т.В.pdf.

[17] Pavlov, O., Babenko, A., & Andrushchenko, А. (2021). Biological effectiveness of herbicides in winter wheat crops of autumn sowing. Plant and Soil Science, 12(4), 50-59. doi: 10.31548/agr2021.04.0050.

[18] Shevchuk, O., & Mykhaylenko, S. (2022). The influence of weather conditions on the development of leaf spotting of spring barley in Polissia of Ukraine. In Materials of all-Ukrainian science and practice Internet conference “Productivity and quality of crop production under modern growing technologies” (pp. 186-187). Retrieved from https://dspace.pdau.edu.ua/server/api/core/bitstreams/45d97191-0cb2-4cb2-ac4d-01c42ccb26c1/content.

[19] Singh, R.P., Hodson, D.P., Jin, Y., Lagudah, E.S., Ayliffe, M.A., Bhavani, S., ... Hovmøller, M.S. (2015). Emergence and spread of new races of wheat stem rust fungus: Continued threat to food security and prospects of genetic control. Phytopathology, 105(7), 872-884. doi: 10.1094/PHYTO-01-15-0030-FI.

[20] Soko, T., Bender, C.M., Prins, R., & Pretorius, Z.A. (2018). Yield loss associated with different levels of stem rust resistance in bread wheat. Plant Disease, 102(12), 2531-2538. doi: 10.1094/PDIS-02-18-0307-RE.

[21] The Convention on Biological Diversity. (2022). Retrieved from https://www.cbd.int/convention/.