Введение к работе
Актуальность темы. В хлебосеющих районах Казахстана, Киргизии, Западной Сибири и Южного Урала наибольшее распространение имеет листовая или бурая ржавчина пшеницы, снижающая урожай зерна в эпифитотийные годы до 30? и более (Джеимбаев, 1972). В борьбе с ржавчиной наиболее эффективным является выведение устойчивых сортов пшеницы. Однако, внедрение в производство новых сортов приводит к изменению состава популяции п.атогена, с появлением в природе новых наиболее вирулентных рас и биотипов. Поэтому постоянный контроль за изменениями популяции, изучение динамики расового и биотипного состава патогена в хлебосеющих районах страны, определение генофонда вирулентности популяции и концентрации отдельных генов в ней, являются весьма актуальными и ноглмн для региона.
Результаты этих исследований позволяют дать целенаправленные рекомендации селекционерам при подборе источников устойчивости, а также предложить эффективные гены устойчивости хозяина для включения их в скрещивание: проводить оценку исходного и гибридного материала пшеницы к определенным патотнпам, включающим максимальное число генов вирулентности.
Цель - изучить генофонд популяции бурой ржавчины в Азиатской части страны,' установить характер распространения доминирования, расовый и биотипный состав патогена и их взаимосвязь с возделываемыми сортами пшениц, для реализации которой решались следующие задачи:
изучить распространение и частоту встречаемости рас и биотипов возбудителя бурой ржавчины на районированных сортах пшеницы в основных хлебосеющих районах Казахстана, Киргизии и прилегающих областях Западной Сибири и Южного Урала;
определить генофонд вирулентности популяции и выявить гены вирулентности в превалирующих расах гриба, специализирующихся на различных сортах пшеницы;
выявить эффективные гены устойчивости хозяина против популяции в данном регионе и рекомендовать их для включения в селекционный процесс;
научно обосновать рекомендации по составлению инокулкма для инфекционных фонов при проверке сортов и гибридов пшеницы нр иммунитет к ржавчине.
Научная новизна. Впервые для хлебосеющих районов Казахстана, Киргизии, Западной Сибири и Южного Урала дана генетическая характеристика вирулентности популяции и отдельных рас возбудителя бурой ржавчины пшеницы. Определена динамика частот генов вирулентности патогена, что позволяет выбирать исходный споровый материал патотипов гриба с максимальным числом генов . вирулентности, используемых при оценке сортов и гибридов пшеницы на иммунитет к ржавчине. Выявлены эффективные гены устойчи- -вости хозяина против рас патогена.
Обнаружены новые, не числящиеся в международном регистре расы патогена, у некоторых из них установлена идентичность с новыми расами, выявленными другими исследователями в разных эко-лого-географических зонах.
Практическая ценность. В результате исследований исходный уредоспоровый материал возбудителя с определенными расами, биотипами и генотипами передавался для размножения и выполнения заявок на инфекционный материал селекционных центров, ЭФУ и ГСУ, выполняющих программу по созданию устойчивых сортов. Еже- годно материалы исследований включались в сводки о расовом составе и рекомендации по составлению синтетических популяций возбудителя бурой рхавчины для оценки селекцисчных образцов. Сводки направляли ведущим селекцентрам страны, Госагропрому* СССР, Казахской ССР для практического использования.
Апробация работы. Результаты диссертации доложены на конференциях НИСХИ (1977, I960, 1934, 1988), на УШ конференции по споровым растениям Средней Азии и Казахстана в Ташкенте (1989) и на методических семинарах во ВНИИФ ( 1977-1983). По результатам исследований готовились сводки о расовом составе ржавчинных заболеваний и рекомендации по составлению синтетических популяций патогена для оценки селекционного материала пшеницы на иммунитет.
Передан исходный биологический материал превалирующих патотипов для размножения и выполнения заявок селекционных учреждений Казахстана, Киргизии, Западной Сибири и Шного Урала. В НИСХИ создан музей распространенных и редковстречаицихся рас патогена,
их вредность в отношении районированных сортов пшеницы.
В центральную коллекцию ВНИИФ переданы комиссионно 38 уре-дообразцов, представляющих 13 стандартных рас и 4 новых, обла-
5 дающих редким сочетанием генов вирулентности, часто встречающихся на районируешх сортах пшеницы.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 научных статей.
Объем работы. Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов п предложений производству. Содержит 8 рисунков, 18 таблиц, 18 приложений. Список литературы включает 103 источника, в,том числе 23 иностранных.
УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ и МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Экспериментальная работа проведена в 1973-1983 гг. в тепличных условиях при оптимальной температуре І8-23С, я относительной влажности воздуха 60-70 %.
В качестве исходного материала служили уредообразцы бурой ряавчины, собранные с пораженных растений различных сортов пшеницы и дикорастущих злаковых трав. Сбор уредообразцов проводили в хлебосеющих районах Казахстана, Киргиизии, Западной Сибири и Южного Урала.
Уредоспоровый материал размножали в теплице на восприимчив вом сорте Пиротрикс 28. Уредоспоры с каждого образца собирали в отдельную пробирку и хранили в холодильнике при температуре 4-5С до завершения дифференциации.
Выделение, размножение и дифференциация конопустульных изо-лятов проводилась по методике ВНИИФ (М. 1977).
Идентификацию рас гриба осуществляли на международном ста
ндартном наборе сортов-дифференциаторов, предложенных Маинсои и
Джексоном (1926) и дополнительном наборе сортов отечественной и
зарубежной селекции, утвержденных комиссией по иммунитету при
ВАСХНИЛ в 1972 году: I) Безостая I; 2) Кавказ; 3) Харьковская
46; 4) Agrus ; 5) Gabo ; 6) Transfer 7) Диыитровка
5-12; 8) Скороспелка 35.
Для определения генофонда вирулентности популяций возбудителя бурой ржавчины пшеницы использовали серию моногенных линий сорта Тетчер (21 линия).
Среднюю способность вирулентности популяций расчитывали по формуле: —-_І_, где iLr - количество пзолятов, вирулентных к 1г - линиям; п - оЛцее количество иэолятов (М.В. Суздальская, 1975).
Критерием изменчивости вирулентности популяции служило стандартное или средне-квадратичное отклонение, расчитанное по формуле: SD = гЛ —, где /) - сумма всех отклонений от средней величины возведенная в квадрат, п. - число наблюдений (Р.М.Кляйн, 1974).
Фактор (f ) и величину (УУ) вирулентности популяции
расчитывали методом предложенным S.Nag&rajan, 1903.
Проведен многомерный статистический анализ экспериментальных данных, с помощью которого удалось выявить степень сходства меівду районированными сортами по отношению к генофонду вирулентности и отдельным расвм патогена. Кластеризацию осуществляли на ЭВМ типа ТС 1022, используя в качестве количественной меры сходства (различия) сортов минимум произведения D (І-Г), где 2> -евклидово расстояние,Г - коэффициент корреляции.
. 7
