Изучение биологической специфики развития, распространения патогенов, возбудителей грибных болезней пшеницы в регионе. Выявление доноров устойчивости к основным грибным болезням. Создание исходного материала пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням.
При низкой оригинальности работы "Иммунологические основы и методы создания исходного материала пшеницы для селекции на устойчивость к болезням в Поволжье", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Возрастает поражение посевов наиболее вредоносными заболеваниями: бурой ржавчиной, мучнистой росой, пыльной и твердой головней, пятнистостями листьев, вирусными болезнями и т. д. Задачи исследований: 1) изучить биологические особенности развития и распространения патогенов, возбудителей основных грибных болезней пшеницы в Поволжье и провести анализ их популяций; 4) провести скрининг мировой коллекции пшеницы и сортов отечественной селекции и выявить доноры устойчивости к основным грибным болезням; Предложен новый способ совмещенной оценки пшеницы на устойчивость к двум патогенам (Авторское свидетельство № 1777726), а также новый способ оценки и отбора селекционного материала in vitro на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе (заявка на изобретение №94034770 (034684) с датой приоритета от 20.09.94 г.). Сорта, обладающие комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и твердой головне, получены по ускоренной селекционной схеме, с применением методов биотехнологии (культуры пыльников, оценки на устойчивость к болезням in vitro и др.).В результате многолетних исследований создана основа для целенаправленной селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы в условиях Поволжья (проведен анализ популяций возбудителей основных грибных болезней; разработана система оценок и отбора исходного и селекционного материала на устойчивость к болезням; выявлены и созданы новые источники и доноры болезнеустойчивости). Исследование структуры поволжской популяции бурой ржавчины указывает на ее высокую вирулентность и изменчивость по генам вирулентности: - при помощи моногенных линий серии Thatcher идентифицировано 35 генов вирулентности. Разработан эффективный вариант полевого инфекционного питомника, который позволяет создавать комбинированный инфекционный фон - бурая ржавчина, мучнистая роса, твердая головня, пыльная головня и отбирать генотипы с групповой устойчивостью к нескольким патогенам. С помощью специальных приемов (изменение сроков посева изучаемых образцов, использование сортов-накопителей инфекции, искусственное заражение посевов возбудителями бурой ржавчины и мучнистой росы и др.) создается усиленный инфекционный фон развития основных грибных болезней, позволяющий проводить достоверную оценку на устойчивость независимо от складывающейся фитосанитарной обстановки на посевах пшеницы. Предложен и апробирован метод оценки и отбора селекционного материала in vitro на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе (заявка на изобретение № 94034770 (034684) с датой приоритета от 20.09.94 г.).
Вывод
1. В результате многолетних исследований создана основа для целенаправленной селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы в условиях Поволжья (проведен анализ популяций возбудителей основных грибных болезней; разработана система оценок и отбора исходного и селекционного материала на устойчивость к болезням; выявлены и созданы новые источники и доноры болезнеустойчивости). Показана практическая значимость научных разработок: созданы 2 сорта озимой пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням.
2. Исследование структуры поволжской популяции бурой ржавчины указывает на ее высокую вирулентность и изменчивость по генам вирулентности: - при помощи моногенных линий серии Thatcher идентифицировано 35 генов вирулентности. Основную часть популяции составляют патотипы, имеющие 31 и более генов вирулентности;
- потеряли эффективность гены Lr26 и Lr19;
- несмотря на высокую частоту встречаемости и широкое использование в селекции ген Lr23 продолжает обеспечивать сортам, обладающим этим геном, высокий уровень полевой устойчивости;
- увеличивается частота встречаемости клона Р24 в популяции;
- высоко эффективным к бурой ржавчине остается ген Lr9.
3. Разработан эффективный вариант полевого инфекционного питомника, который позволяет создавать комбинированный инфекционный фон - бурая ржавчина, мучнистая роса, твердая головня, пыльная головня и отбирать генотипы с групповой устойчивостью к нескольким патогенам. С помощью специальных приемов (изменение сроков посева изучаемых образцов, использование сортов-накопителей инфекции, искусственное заражение посевов возбудителями бурой ржавчины и мучнистой росы и др.) создается усиленный инфекционный фон развития основных грибных болезней, позволяющий проводить достоверную оценку на устойчивость независимо от складывающейся фитосанитарной обстановки на посевах пшеницы.
4. Разработан «Способ определения устойчивости пшеницы к патогенам» (А. с. №1777726) для совмещенной оценки селекционного материала пшеницы на устойчивость к вирусу мозаики костра безостого и бурой ржавчине. При использовании данного способа создается возможность проведения оценки и отбора устойчивых форм на ранних этапах селекции, индивидуальной оценки отдельных генотипов и сохранения их семенного потомства.
5. Предложен и апробирован метод оценки и отбора селекционного материала in vitro на устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе (заявка на изобретение № 94034770 (034684) с датой приоритета от 20.09.94 г.). Метод позволяет сократить объем работ по размножению полученного in vitro материала за счет выбраковки восприимчивых форм
6. За период с 1975 по 2004 гг. изучено более 50 тыс. образцов яровой и озимой пшеницы из мировой коллекции ВИР и международных селекционных центров СИММИТ и ИКАРДА на устойчивость к болезням. Выявлены доноры и генетические источники устойчивости пшеницы к бурой ржавчине, мучнистой росе и с групповой устойчивостью к данным заболеваниям, а также к пыльной и твердой головне. Среди них с помощью тест-клона Р23 отобраны образцы с геном Lr23 и образцы с эффективным геном устойчивости, отличным от Lr23.
7. Выявлены источники устойчивости пшеницы к бурой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне среди диких видов пшеницы (T. monococcum, T. dicoccum, T. timopheevi, T. persicum, T. militinae).
8. Разработана схема ускоренного получения устойчивых к грибным болезням гомозиготных линий яровой мягкой пшеницы из межвидовых скрещиваний с применением методов биотехнологии (эмбриокультуры, культуры пыльников и др. приемов). Использование данной схемы в селекции позволяет сократить сроки получения гомозиготных удвоенных гаплоидных линий до 3-4-х лет. В результате создано 139 константных линий яровой мягкой пшеницы, устойчивых к бурой ржавчине, 143 - к мучнистой росе и 126 линий - с комплексной устойчивостью к данным заболеваниям.
9. Разработана схема ускоренного создания линий озимой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью к болезням. Включение в схему приемов яровизации, получения семенного потомства в условиях искусственного климата, культуры пыльников, а также метод заражения и отбора in vitro, позволяет сократить сроки получения гомозиготных удвоенных гаплоидных линий, устойчивых к болезням, до 4-5 лет. В результате создано 305 константных линий, устойчивых к бурой ржавчине, мучнистой росе, часть из них устойчива к твердой головне.
10. Создан сорт озимой мягкой пшеницы Смуглянка, устойчивый к бурой ржавчине (ген Lr23), мучнистой росе, твердой головне, имеющий выполненную соломину - фактор неспецифической защиты против стеблевого хлебного пилильщика.
11. Создан сорт озимой мягкой пшеницы Рубин 96, устойчивый к бурой ржавчине (ген Lr24), мучнистой росе, твердой головне, имеющий выполненную соломину - фактор неспецифической защиты против стеблевого хлебного пилильщика.
Рекомендации для селекционной практики и предложения сельскохозяйственному производству: 1. Рекомендации: Исходный материал для селекции пшеницы на устойчивость к болезням и вредителям в Поволжье, 1990 г.
2. Рекомендации: Методы создания исходного материала для селекции пшеницы на устойчивость к болезням, 2004 г.
3. Пакет линий яровой мягкой пшеницы из межвидовых скрещиваний, с комплексной устойчивостью к основным грибным болезням (бурой ржавчине, мучнистой росе, пыльной головне).
4. Пакет линий озимой мягкой пшеницы с комплексной устойчивостью к основным грибным болезням (бурой ржавчине, мучнистой росе, твердой головне).
5. Сорт озимой мягкой пшеницы Смуглянка с комплексной устойчивостью к болезням. Рекомендуется для возделывания в хозяйствах Средневолжского и Нижневолжского регионов РФ.
Список литературы
І. Статьи в изданиях, в которых рекомендуется публикация результатов диссертации на соискание ученой степени доктора наук
2. Веденеева М.Л. Стратегия селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы в Поволжье. 2. Корневые гнили, вирусные и микоплазменные болезни /М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Агро ХХІ. - 2002. - №3. - С. 12-13.
3. Веденеева М.Л. Перспективы селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы в Поволжье /М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова // Защита и карантин растений. - 2002. - №11. - С. 15-16.
4. Маркелова Т.С. Устойчивые сорта пшеницы / Т.С. Маркелова // Защита и карантин растений. - 2004. - №10. - С. 48.
5. Васильчук Н.С. Фитосанитарная ситуация на посевах пшеницы в Нижнем Поволжье / Н.С. Васильчук, …, Т.С. Маркелова, А.И. Силаев // Защита и карантин растений. - 2004. - №6. - С. 43-44.
6. Маркелова Т.С. Отбор устойчивых к пыльной головне линий яровой мягкой пшеницы / Т.С. Маркелова // Защита и карантин растений. - 2005. - №3. - С.61.
7. Маркелова Т.С. Изучение структуры и изменчивости популяции бурой ржавчины пшеницы (Puccinia recondita f. sp. tritici, Rob. et Desm.) в Поволжье / Т.С. Маркелова // Агро ХХІ. - 2007. - № 4-6.
8. Маркелова Т.С. Создание инфекционных фонов для проведения фитопатологических оценок пшеницы на устойчивость к болезням / Т.С. Маркелова // Защита и карантин растений. - 2007. - №8.
II. Статьи в аналитических сборниках и материалах конференций
9. Гешеле Э.Э. Роль устьиц в ограничении развития бурой ржавчины на некоторых сортах яровой пшеницы / Э.Э. Гешеле, Т.С. Маркелова // Науч.-техн. бюл. Всесоюз. селекц.-генет. ин-та. - 1979. - Вып. 33. - С. 59-61.
10. Маркелова Т.С. Изучение некоторых факторов неспецифической защиты растений против патогена на первом этапе инфекционного процесса при исследовании вопроса устойчивости пшеницы к бурой ржавчине / Т.С. Маркелова // Генетика, селекция и семеноводство. - Саратов, 1980. - С. 62-68.
11. Веденеева М.Л. Некоторые элементы неспецифической защиты пшеницы против бурой ржавчины / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Генетика, селекция и семеноводство. - Саратов, 1980. - С. 69-78.
12. Веденеева М.Л. Влияние некоторых элементов пассивной защиты на развитие бурой ржавчины пшеницы /М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Пробл. и пути повышения устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среды в связи с задачами селекции». - Л., 1981. - С. 53-54.
13. Веденеева М.Л. Роль отдельных элементов пассивной защиты в развитии бурой ржавчине на пшенице и наследование их при гибридизации / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 7-го Всесоюз. совещ. по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям. - Новосибирск, 1981. - С. 93-94.
14. Маркелова Т.С. Изучение некоторых защитных особенностей у сортов яровой пшеницы против бурой ржавчины на первых этапах инфекционного процесса и наследование их при гибридизации: автореф. дис.… канд. биол. наук. / Т.С. Маркелова. - М., 1982. - 14 с.
15. Веденеева М.Л. Характер наследования устойчивости и факторов неспецифической защиты против бурой ржавчины при гибридизации и формообразование у гибридов по этим признакам / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Генетика, селекция и семеноводство. - Саратов, 1983. - С.
16. Веденеева М.Л. Динамика популяции патогена и селекция ржавчиноустойчивых сортов пшеницы в Поволжье / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 8-го Всесоюз. совещ. по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям. - Рига, 1986. - С. 24-25.
17. Веденеева М.Л. Источники устойчивости пшеницы к болезням / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 8-го Всесоюз. совещ. по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям. - Рига, 1986. - С. 25.
18. Веденеева М.Л. Динамика популяции патогена и селекция ржавчиноустойчивых сортов пшеницы в Поволжье / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Генетика, физиология и селекция зерн. культур на Юго-Востоке. - Саратов, 1987. - С. 62-69.
19. Исходный материал для селекции пшеницы на устойчивость к болезням и вредителям в Поволжье: рекомендации / М.Л. Веденеева, А.Д. Константинова, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Л.М. Кудимова - Саратов, 1990. - 28 с.
20. Веденеева М.Л. Создание исходного материала для селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 9-го Всесоюз. совещ. по иммунитету растений к болезням и вредителям. - Минск, 1991. - С. 16-17.
21. Создание селекционного материала пшеницы с комплексной устойчивостью к патогенам / М.Л. Веденеева, Т.В. Кириллова, Т.С. Маркелова, Т.В. Тихонова, Н.В. Аникеева // Защита растений от вредителей и болезней. - Саратов, 1996. - С. 40-49.
22. Маркелова Т.С. Получение двойной культуры in vitro в системе Triticum aestivum/Tilletia caries / Т.С. Маркелова, Т.В. Тихонова // Защита растений от вредителей и болезней. - Саратов, 1996. - С. 50-53.
23. Способ отбора растений, устойчивых к фитопатогену / М.Л. Веденеева, Н.В. Тихонова, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова // Проблемы новаторской деятельности ученых, изобретателей и других творческих работников в условиях реформирования экономики. - Саратов, 1996. - С. 179-180.
24. Веденеева М.Л. Иммунологические аспекты селекции устойчивых к болезням сортов пшеницы / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Актуал. вопр. агроэкологии в интегрированных системах защиты растений. - Пенза, 1999. - С. 35-38.
25. Веденеева М.Л. Структура популяции бурой ржавчины пшеницы в Поволжье и эффективность селекции на иммунитет / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Пробл. и пути преодоления засухи в Поволжье, ч. 1. - Саратов, 2000. - С.325-331.
26. Веденеева М.Л. Методы создания селекционного материала пшеницы с комплексной устойчивостью к патогенам / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Пробл. селекции полевых культур на адаптивность и качество в засушливых условиях. - Саратов, 2001. - С. 61-69.
27. Результаты селекции пшеницы на комплексную устойчивость к болезням / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Современная микология в России. - М., 2002. - С. 177.
28. Маркелова Т.С. Получение двойной культуры in vitro в системе Triticum aestivum/Tilletia caries // Современная микология в России. - М, 2002. - С. 197.
29. Использование методов биотехнологии в создании форм пшеницы с комплексной устойчивостью к грибным болезням / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Современная микология в России. - М, 2002. - С. 307.
30. Веденеева М.Л. Мониторинг популяции бурой ржавчины в Поволжье в связи с селекцией на иммунитет / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Материалы 1-ой Всерос. конф. по иммунитету растений к болезням и вредителям (Санкт-Петербург, 1-7 июля 2002 г.). - СПБ., 2002. - С. 73-74.
31. Биотехнологические методы в селекции болезнеустойчивых сортов пшеницы / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Н.В. Аникеева // Материалы 1-ой Всерос. конф. по иммунитету растений к болезням и вредителям (Санкт-Петербург, 1-7 июля 2002 г.). - Санкт-Петербург, 2002. - С. 157-158.
32. Веденеева М.Л. Результаты селекции пшеницы на комплексную устойчивость к болезням / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова // Материалы 1-ой Всерос. конф. по иммунитету растений к болезням и вредителям (Санкт-Петербург, 1-7 июля 2002 г.). - СПБ, 2002. - С. 172-173.
33. Маркелова Т.С. Результаты селекции пшеницы на комплексную устойчивость к болезням / Т.С. Маркелова, М.Л. Веденеева, Т.В. Кириллова // Вестн. защиты растений. /ВИЗР. - 2003. - №3. - С. 25-30.
34. Веденеева М.Л. Перспективы селекции пшеницы на устойчивость к твердой головне / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использ. достижений биотехнологии и генной инженерии. - Голицыно, 2003. - С. 40-41.
35. Веденеева М.Л. Устойчивые сорта - надежный способ борьбы с пыльной головней / М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова // Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использ. достижений биотехнологии и генной инженерии. - Голицыно, 2003. - С. 41-42.
36. Маркелова Т.С. Роль селекции устойчивых сортов пшеницы в системе защиты растений от болезней в Поволжье // Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использ. достижений биотехнологии и генной инженерии. - Голицыно, 2003. - С. 68-70.
37. Методы создания исходного материала для селекции пшеницы на устойчивость к болезням: рекомендации / Т.С. Маркелова, М.Л. Веденеева, Т.В. Кириллова - Саратов, 2004. - 22 с.
38. Маркелова Т.С. Исследование видового и патотипного состава популяции твердой головни пшеницы в связи с селекцией на иммунитет / Т.С. Маркелова, М.Л. Веденеева // Генетика в ХХІ веке: современное состояние и перспективы развития. - М., 2004. - С. 443.
39. Маркелова Т.С. Иммунологические принципы создания устойчивых к болезням сортов пшеницы в условиях биотических стрессов / Т.С. Маркелова // Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата. - Саратов, 2004. - С. 258-262.
40. Защита пшеницы от грибных болезней в Нижнем Поволжье: рекомендации / Д.А. Юсупов, В.Б. Лебедев, Л.М. Кудимова, Т.С. Маркелова и др. - Саратов, 2005. - 24 с.
41. Маркелова Т.С. Результаты и перспективы работы лаборатории иммунитета растений к болезням / Т.С. Маркелова, М.Л. Веденеева, Н.В. Аникеева // Повышение эффективности использ. агроклиматического потенциала Юго-Вост. зоны России. - Саратов, 2005. - С. 181-193.
III. Авторские свидетельства и патенты
1. А. с. 1777726. Способ определения устойчивости пшеницы к патогенам /НИПТИСХБ (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.В. Кириллова, Т.С. Маркелова. (Рос. Федерация). - 4923294. Приоритет 01.04.91.
2. А. с. 27724. Рос. Федерация. Пшеница мягкая озимая Смуглянка / ПНИИЖБ (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, Л.М. Кудимова, А.Г. Ишин. (Рос. Федерация). - №9401113. Приоритет 24.11.93. Зарегистрир. в Гос. реестре охраняемых селекц. достижений, допущенных к использ. 21.04.98.
3. Заявка на изобретение. Способ отбора растений, устойчивых к фитопатогену / ПНИИЖБ (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Тихонова, (Рос. Федерация). - № 94034770 (034684). Приоритет 20.09.94.
4. А. с. 39730 Рос. Федерация. Пшеница мягкая озимая Рубин 96 / ГНУ НИИСХ Юго-Востока (Рос. Федерация); М.Л. Веденеева, Т.С. Маркелова, Т.В. Кириллова, А.И. Прянишников (Рос. Федерация). - № 9609725; Приоритет 25.02.03 г. Зарегистрир. в Гос. реестре охраняемых селекц. достижений 13.06.07 г.
