Причины распространения и вредоносности пирикуляриоза. Анализ интрогрессии генов устойчивости Pi-b и Pi-z в российскую генплазму риса с применением ДНК-маркерной технологии. Выделение штаммов возбудителя болезни из различных рисосеющих районов края.
При низкой оригинальности работы "Оценка линий риса с генами Pi-b, Pi-z и Pi-40 на устойчивость к Краснодарской популяции возбудителя пирикуляриоза", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В системе интегрированной защиты растений от болезней наиболее эффективным элементом является селекция устойчивых сортов, возделывание которых позволяет снизить объем применения пестицидов, загрязняющих окружающую среду, и получить стабильный высококачественный урожай зерна риса. При этом особого внимания, с точки зрения эффективности, заслуживает создание сортов, несущих несколько генов устойчивости к патогену, а также гены широкого спектра устойчивости. В 1978 году были созданы близкоизогенные линии BL1-BL8 сортов japonica, несущие перенесенные из устойчивых форм области хромосомы с геном Pi-b [1]. Ген устойчивости к пирикуляриозу Pi-z, локализованный в хромосоме 6, был идентифицирован как объединенный в кластер с геном Pi-zt, определяемый как Pi-z локус. Получен ряд ценных селекционных линий, несущих данные гены, в том числе и два гена в одном генотипе.С целью наиболее полной оценки селекционного материала на устойчивость к возбудителю пирикуляриоза инокуляция выполнялась с применением так называемой синтетической популяции патогена. Это позволяет оценить экспериментальные растения на устойчивость к различным, генетически отдаленным штаммам возбудителя. В таблице 1 приведены данные о происхождении штаммов возбудителя пирикуляриоза. После выделения штаммов патогена в чистую культуру и анализа интенсивности спороношения для дальнейшей работы были отобраны штаммы с различными морфолого-культуральными признаками (табл. Проявление листовой формы болезни было слабым, в связи с чем, характеристика устойчивости сортообразцов к пирикуляриозу была дана по проявлению метельчатой формы (таблица 3).
Вывод
С целью наиболее полной оценки селекционного материала на устойчивость к возбудителю пирикуляриоза инокуляция выполнялась с применением так называемой синтетической популяции патогена. Она представляет собой смесь из нескольких штаммов, выделенных в различных рисосеющих районах Краснодарского края и Адыгеи. Сбор образцов пораженного риса проведен в период массового развития болезни. Это позволяет оценить экспериментальные растения на устойчивость к различным, генетически отдаленным штаммам возбудителя. В таблице 1 приведены данные о происхождении штаммов возбудителя пирикуляриоза.
Таблица 1 - Происхождение штаммов Pyricularia oryzae Cav., использованных для заражения образцов риса.
Наименование штамма Происхождение Пораженная часть растения район выделения сорт риса
К-1-10 Красноармейский Рапан лист
Б-2-10 ОПО ВНИИ риса Фишт узел
С-5-10 Славянский Рапан лист
С-7-10 Славянский Виктория узел
Кл-3-10 Калининский Новатор ножка метелки
Кг-1-10 Адыгея Шарм лист
После выделения штаммов патогена в чистую культуру и анализа интенсивности спороношения для дальнейшей работы были отобраны штаммы с различными морфолого-культуральными признаками (табл. 2).
С-7-10 неоднородный - с войлочным низким порошистым ростом неоднородный от светло- серого до темно-оливкового неоднородный - от светло-серого до черного
Кл-3-10 низкий порошистый неоднородный - от серого до коричневого, в центре - белый интенсивно черный
Кг-1-10 высокий пушистый неоднородный - от белого до темно-серого неоднородный - от темно-серого до бурого
Как видно из таблицы 2, штаммы возбудителя значительно отличались друг от друга по морфолого - культуральным признакам. На рисунках 1 и 2 проиллюстрированы, в качестве примера, культуры штаммов Кл-3-10, С-5-10, Б-2-10 и К-1-10.
Рисунок 1. Штаммы Кл-3-10 (А) и С-5-10 (Б)
Рисунок 2. Штаммы Б-2-10 (А) и К-1-10 (Б)
Для создания наиболее «жестких» условий при оценке линий в условиях вегетационного опыта инокуляцию проводили дважды. Проявление листовой формы болезни было слабым, в связи с чем, характеристика устойчивости сортообразцов к пирикуляриозу была дана по проявлению метельчатой формы (таблица 3).
Таблица 3 - Устойчивость сортообразцов к пирикуляриозу на искусственном инфекционном фоне в условиях вегетационного опыта
Сортообразец Ген устойчивости Балл поражения ИРБ,% Степень устойчивости
IR 83243-2-1-24-4-B Pi 40 0,1,1,1,2,1,0,0,1,1 8,9 устойчив
Хазар(Pib Piz) Pi b, Pi z 1,9,6,8,3,4,0,0,1,4 40,0 среднеустойчив
IR 83260-1-1-1-5-B Pi 40 1,0,0,1,0,0,1,1,0,1 4,4 устойчив
IR 83260-1-1-12-1-B Pi 40 0,1,1,0,0,0,1,0,1,1 5,6 устойчив
IR 83260-2-10-5-2-1-B Pi 40 5,0,1,1,1,1,0,0,0,0 10,0 устойчив
IR 83260-1-1-7-2-1-4-B Pi 40 3,4,1,2,1,0,0,1,0,0 13,3 устойчив
Хазар - 9,9,9,5,8,9,9,1,9,7 83,3 неустойчив
При инокуляции возбудителем пирикуляриоза в оптимальных для развития патогена условиях реакцию устойчивых сортов дали образцы, содержащие ген устойчивости Pi-40. На рисунке 3 (А и Б) показана степень поражения линии IR 83243-2-1-24-4-B, несущей ген устойчивости Pi-40 в сравнении с сортом-стандартом Хазар.
Из рисунка очевидна разница в степени поражения экспериментальных растений. У представленных на рисунке Б растений сорта Хазар видны проявления метельчатой формы пирикуляриоза. Пораженные растения характеризуются повышенной пустозерностью. Кроме того, зерно, получаемое с пораженных растений, обладает более низкими технологическими показателями в сравнении с зерном растений, не пораженных пирикуляриозом. Данный фактор усугубляет экономический ущерб от данного заболевания.
Рисунок 3. Поражение экспериментальных растений пирикуляриозом
В тоже время, необходимо отметить, что линия Хазар (Pib Piz), показала устойчивость среднего уровня (ИРБ 40%). Она значительно превосходит сорт Хазар по устойчивости. Данная линия была создана на основе указанного сорта, путем интрогрессии генов Pi-z и Pi-b из сортов-доноров генов с использованием ДНК-маркерного анализа для идентификации генов устойчивости. Можно сделать вывод о том, что указанные два гена, при их одновременном присутствии в генотипе значительно повышают устойчивость к Краснодарской популяции возбудителя пирикуляриоза. пирикуляриоз ген рис штамм
Таким образом, проведенные исследования позволили выделить ряд штаммов возбудителя пирикуляриоза из пяти различных рисосеющих районов Краснодарского края и республики Адыгея. Штаммы использовали для создания синтетической популяции, с использованием которой была выполнена фитопатологическая оценка селекционных линий риса с генами устойчивости к пирикуляриозу Pi-b, Pi-z, Pi-40. Наибольшую степень устойчивости проявили линии, несущие ген широкого спектра Pi-40. В то же время линия, созданная на основе сорта Хазар и несущая два гена устойчивости Pi-b и Pi-z проявила степень устойчивости значительно выше исходного сорта реципиента. Результаты работы говорят о перспективности использования в селекционных программах на устойчивость к пирикуляриозу риса гена широкого спектра устойчивости Pi-40, а также генов Pi-b и Pi-z путем создания селекционных форм, несущих оба гена.
Работа выполнена при поддержке РФФИ и региональных инвесторов: проект № 11-04-96596 р_юг_ц
Список литературы
1. Yokoo M., Kikushi F., Fujimaki H. et al. Breeding of blast resistance lines (BL1 to 7) from indica-japonica crosses of rice // Japan. J. Breed. 1978. V.28. P. 359-385.
2. Tsunoda Y., Jwa N.S., Akiyama K. et al. Cloning of the rice blast resistance gene Pi-B // Advanced in rice blast research 2000.V.1. P. 9-16.
3. Зеленский Г.Л. Селекция сортов риса, устойчивых к пирикуляриозу, рисовой листовой нематоде и бактериальному ожогу в условиях Российской Федерации: Автореф. дис.…д-ра с.-х. наук.- Краснодар.- 1993.-48 с.
4. Hayashi K. Development of PCR based SNP markers for rice blast resistance genes at the Piz-locus // Theoretical and Applied Genetics. 2004. V.108. P. 1212-1200.
5. J. U. Jeung, B. R. Kim, Y. C. Cho et al. A novel gene, Pi-40(t), linked to the DNA markers derived from NBS-LRR motifs confers broad spectrum of blast resistance in rice Theoretical and Applied Genetics 2007. V. 115. P. 1163-1177.
6. Супрун И.И., Ильницкая Е.Т., Мухина Ж.М. Создание внутригенного ДНК-маркера гена устойчивости к пирикуляриозу риса Pi-b и его использование в практической селекции // Сельскохозяйственная биология. 2007. № 5. С. 63-66.
7. Супрун И.И., Шиловский В.Н., Рубан В.Я Создание селекционного материала риса с геном устойчивости к пирикуляриозу Pi-b с использованием молекулярно-генетических методов // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2011. №1. С.3-5.
8. Методические указания по оценке устойчивости сортообразцов риса к пирикуляриозу в инфекционном питомнике. - М., ВАСХНИЛ, 1983. - 15 с.
9. Методические указания по оценке устойчивости сортов риса к возбудителю пирикуляриоза. - М., ВАСХНИЛ, 1988. - 30 с.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
