Дифференциация генетических ресурсов озимой тритикале по устойчивости к возбудителю розовой снежной плесени (Microdochium nivale (Fr.) Samuels and I.C. Hallett)

Розовая снежная плесень, вызываемая низкотемпературным аскомицетом Microdochium nivale (Fr.) Samuels and I.C. Hallett), регулярно поражает озимую тритикале (x Triticosecale, Wittm.) и является наиболее распространенным и вредоносным фитопатогеном в умеренном и холодном климате. Полевые эксперименты выполнены в 2020–2022 гг. в лаборатории селекции озимой ржи и тритикале ТатНИИСХ ФИЦ КазНЦ РАН на фоне естественного распространения заболевания (ЕФ) и на искусственном инфекционном фоне (ИФ). Лабораторный скрининг проведен методом заражения отсеченных листьев каждого образца наиболее вирулентным штаммом Microdochium.nivale F00608. Объект исследования — 50 гексаплоидных образцов озимой тритикале из генколлекции ВИГРР им. Н.И. Вавилова. Показано, что средний балл поражения болезнью образцов озимой тритикале на созданном авторами искусственном инфекционном фоне составил 6,39 ± 1,52, в условиях естественного развития инфекции — 3,34 ± 0,94. Коэффициент корреляции между поражением снежной плесенью на ИФ и урожайностью составил r = -0,708. Эпифитотийное развитие снежной плесени приводило к существенному недобору урожайности (на 50,4%). Результаты полевых исследований показали, что большинство сортообразцов озимой тритикале были восприимчивы к розовой снежной плесени. Выявлены формы, обладающие относительно высоким уровнем полевой и лабораторной устойчивости. Для дальнейшего использования в селекции предложены источники полевой устойчивости к снежной плесени: Бета 2, Доктрина 110, Капрал, Немчиновский 56, Башкирская короткостебельная, Цекад 90, Алтайский 5, из которых первые два сорта устойчивы как при естественном заражении, так и при эпифитотийной нагрузке. Высокую устойчивость отсеченных листьев к розовой снежной плесени проявили сорта Пятрусь, Кроха, Привада, Горка, Алмаз, Капелла, Трибун, которые рекомендуется использовать в генетических исследованиях.

1. Асеева Т.А., Зенкина К.В. Мучнистая роса — опасная болезнь яровой тритикале на Дальнем Востоке. Российская сельскохозяйственная наука. 2024; (1): 28-31. https://doi.org/10.31857/S2500262724010051

2. Крупенько Н.А. и др. Фитопатологическая ситуация в посевах зерновых культур в Беларуси. Защита растений. 2023; 47: 86-93. https://elibrary.ru/kyvwqq

3. Mergoum M. etal. Triticale (x Triticosecale Wittmack) Breeding. Al-Khayri J., Jain S., Johnson D. (eds.). Advances in Plant Breeding Strategies: Cereals. Cham: Springer. 2019; 5: 405-451. https://doi.org/10.1007/978-3-030-23108-8_11

4. Каневская И.Ю., Касынкина О.М. Фитопатологическая оценка озимой тритикале. Аграрный научный журнал. 2022; (7): 19-21. http://doi.org/10.28983/asj.y2022i7pp19-21

5. Сашко Е.Ф., Веверицэ Е.К., Лятамборг С.И. Выявление источников устойчивости к септориозу у генотипов озимых тритикале в естественных полевых условиях Республики Молдовы. Аграрная наука. 2019; (1): 48-51. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2019-326-1-48-52

6. Miedaner T., Flath K., Starck N., WeiCmann S., Maurer H.P Quantitative-Genetic Evaluation of Resistances to Five Fungal Diseases in A Large Triticale Diversity Panel (xTriticosecale). Crops. 2022; 2(3): 218-232. https://doi.org/10.3390/crops2030016

7. Dubas E., Golebiowska G., Zur I., Wedzony M. Microdochium nivale (Fr., Samuels & Hallett): cytological analysis of the infection process in triticale (xTriticosecale Wittm.). Acta Physiologiae Plantarum. 2011; 33: 529-537. https://doi.org/10.1007/s11738-010-0576-9

8. Tsers I. et al. First genome-scale insights into the virulence of the snow mold causal fungus Microdochium nivale. IMA Fungus. 2023; 14: 2. https://doi.org/10.1186/s43008-022-00107-0

9. Ponomareva M. et al. Resistance to Snow Mold as a Target Trait for Rye Breeding. Plants. 2022; 11(19): 2516. https://doi.org/10.3390/plants11192516

10. Ткаченко О.Б. Снежные плесени: (история изучения, возбудители, их биологические особенности). М.: Российская академия наук. 2017; 71. ISBN 978-5-906906-24-3 https://elibrary.ru/upnzpg

11. Гагкаева Т.Ю., Орина А.С., Гаврилова О.П. Разнообразие грибов рода Microdochium, выявленных на зерновых культурах в России. Микология и фитопатология. 2020; 54(5): 347-364. https://doi.org/10.31857/S0026364820050049

12. Gawronska K., Gołębiowska-Pikania G. The effects of coldhardening and Microdochium nivale infection on oxidative stress and antioxidative protection of the two contrasting genotypes of winter triticale. European Food Research and Technology. 2016; 242(8): 1267-1276. https://doi.org/10.1007/s00217-015-2630-8

13. Zhukovsky A., Ilyuk A. Snow mould harmfulness in winter triticale and the efficiency of seed dressing products in the Republic of Belarus. Progress in Plant Protection. 2010; 50(4): 1841-1846.

14. Ponomareva M.L., Gorshkov V.Yu., Ponomarev S.N., Korzun V, Miedaner T. Snow mold of winter cereals: a complex disease and a challenge for resistance breeding. Theoretical and Applied Genetics. 2021; 134(2): 419-433. https://doi.org/10.1007/s00122-020-03725-7

15. Temirbekova S.K. et al. Evaluation of Wheat Resistance to Snow Mold Caused by Microdochium nivale (Fr) Samuels and I.C. Hallett under Abiotic Stress Influence in the Central Non-Black Earth Region of Russia. Plants. 2022; 11(5): 699. https://doi.org/10.3390/plants11050699

16. Hudec K., Bokor P Field patogenicity of Fusarium culmorum, Fusarium equiseti and Microdochium nivale on triticale. Acta fytotechnica etzootechnica. 2001; 4(S): 312-314.

17. Szechynska-Hebda M. et al. Identifying QTLs for cold-induced resistance to Microdochium nivale in winter triticale. Plant Genetic Resources. 2011; 9(2): 296-299. https://doi.org/10.1017/S1479262111000268

18. Gorshkov V et al. Rye Snow Mold-Associated Microdochium nivale Strains Inhabiting a Common Area: Variability in Genetics, Morphotype, Extracellular Enzymatic Activities, and Virulence. Journal of Fungi. 2020; 6(4): 335. https://doi.org/10.3390/jof6040335

19. Ponomareva M. et al. Resistance to Snow Mold as a Target Trait for Rye Breeding. Plants. 2022; 11(19): 2516. https://doi.org/10.3390/plants11192516

20. Targonska-Karasek M. et al. Investigation of obsolete diversity of rye (Secale cereale L.) using multiplexed SSR fingerprinting and evaluation of agronomic traits. Journal of Applied Genetics. 2020; 61(4): 513-529. https://doi.org/10.1007/s13353-020-00579-z

21. Abdelhalim M., Brurberg M.B., Hofgaard I.S., Rognli О.А., Tronsmo А.М. Pathogenicity, host specificity and genetic diversity in Norwegian isolates of Microdochium nivale and Microdochium majus. European Journal of Plant Pathology. 2020; 156(3): 885-895. https://doi.org/10.1007/s10658-020-01939-5

22. Muggia L., Ametrano C.G., Sterflinger K., Tesei D. An Overview of Genomics, Phylogenomics and Proteomics Approaches in Ascomycota. Life. 2020; 10(12): 356. https://doi.org/10.3390/life10120356