В статье приведен обоснование и предварительные результаты по селекционному изучению озимой пшеницы на устойчивость к стеблевой ржавчине расы уг99 в Казахстане.
Ключевые слова:селекция, озимая пшеница, линия, устойчивость, стеблевая ржавчина.
In the article showed review and first results of breeding of winter wheat nursery for resistance stem rust Ug99 in Kazakhstan
Keywords: breeding, winter wheat, line, resistance, stem rust.
По данным ФАО [1], в мировые потери урожая пшеницы от вредных организмов составили 34 %, в том числе от болезней — 12 %. В южном и юго-восточном регионе нашей Республики доминирующей культурой в структуре посевов зерновых культур является озимая пшеница. (Койшыбаев, 2002, Яхьяви и др., 2003).
Болезни озимой пшеницы с воздушно-капельной инфекцией (виды ржавчины, желтая пятнистость, септориоз), в южном и юго-восточном Казахстане проявляются ежегодно и в годы своего благоприятного развития могут снижать урожай зерна этой культуры на 40–50 % и более [2–4]. По данным М. Койшыбаева с соавторами [2, 3] серьезные потери (20–30 % и более) урожая пшеницы в южном и юго-восточном Казахстане происходят от желтой ржавчины (PuciniastriformisWest.), желтой пятнистости листьев (Drechsleratriticirepentis Shoem.) и септориоза (Septoriatritici| Desm, Stagonosporanodorum). Однако, отсутствуют результаты по стеблевой ржавчине в юго-восточном регионе страны.
В настоящее время пристальное внимание селекционеров в мире в последние годы к стеблевой ржавчине пшеницы вызвано озабоченностью в связи с высокой агрессивностью данного патогена. Характерная черта этого вида ржавчины в отличие от бурой заключается в том, что она может практически полностью уничтожать посевы пшеницы. Во времена холодной войны данный патоген рассматривался в качестве биологического оружия. До 2004–2005 гг. борьба со стеблевой ржавчиной приводилась в качестве классического примера эффективной и долговременной генетической защиты растений. Наличие гена Sr31(наряду с несколькими другими генами) во многих возделываемых сортах пшеницы обеспечивало защиту пшеницы от болезни последние 30 лет. В 1999 г. в Уганде было отмечалось поражение стеблевой ржавчиной генотипов с геном Sr31, которые до того времени стеблевой ржавчиной практически не поражались. Данный единичный случай оповестил мир о появлении новой расы стеблевой ржавчины, названной Ug99. Через несколько лет было распространения новой расы в сеющих пшеницу регионах Кении и Эфиопии. В 2005–2006 гг. возделывание пшеницы в этих странах без химической обработки было практически невозможно [5]. В 2006 г. раса Ug99 была обнаружена на пшенице в Йемене и в 2007 г. в Иране, в 2009 г. — в Пакистане и в 2014 голу в Египте. В близи находятся Афганистан, Узбекистан, и через Казахстан занос стеблевой расы в Западную Сибирь вполне возможен. Угроза для Казахстана, Западной Сибири, Урала и других регионов России существует. В 2006–2010 гг. более 1 тыс. российских и казахстанских сортов озимой и яровой пшеницы прошли оценку устойчивости в Кении и лишь единичные сорта продемонстрировали устойчивость [6,7].
Целенаправленная работа по анализу расового состава стеблевой ржавчины на озимой пшенице в юго-восточном Казахстане практически не проводится.
Поданным ученых из кафедры микологии и альгологии Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, в которых в 2002 и 2005 гг. в сравнительный анализ были включены изоляты Pucсiniagraminisf. sp. Tritici pers. из Томской области [6]. Исследователи отмечают, что в Томской области в 2002 и 2005 гг. преобладали расы, доминирующие в сезоне среди выборок европейской части страны (MKBT и MRLT в 2002 г. и TKNT, TKST, TTNT в 2005 г.). Однако доля «собственных» рас составляла 25 % [6].
В настоящее время работает Международная Программа СИММИТ по поиску источников устойчивости к расе стеблевой ржавчины Ug99. Задачей Программы является улучшение гермоплазмы факультативной и озимой пшеницы в Центральной и Западной Азии. Целью программы является развитие факультативной и озимой пшеницы зародышевой плазмы для региона Центральной и Западной Азии. Ежегодно четыре различных международных питомника рассылаются и оцениваются в 120 организациях более чем в 50 странах. Селекция на устойчивость к стеблевой ржавчине является приоритетной задачей наряду с адаптацией и качества зерна. В связи с важностью стеблевой ржавчины расы Ug99, оценка зародышевой плазмы проводилась в Кении с 2008 по 2010, около 2500 образцов, представляющих зародышевую плазму из всех основных стран озимой пшеницы были оценены в Кенийском сельскохозяйственном институте. Было отобрано более 300 образцов с различными степенями устойчивости пшеницы к этой болезни. Далее в Турции устойчивая гермоплазма пшеницы оценивалась в стадии проростков на устойчивость к расе стеблевой ржавчины Ug99, а так же к желтой и бурой ржавчины [7].
Осенью 2014 г. на стационарных опытах Казахского НИИ земледелия и растениеводства совместно с СИММИТ был высеян питомник перспективных образцов СИММИТ из 97 образцов озимой пшеницы. В задачу исследований входит селекционное изучение экспериментального материала современных сортов озимой пшеницы селекции СИММИТа с целью выявления адаптированных для условий юго-восточного Казахстана образцов и выявление эффективных источников устойчивости к этой болезни. Формирование коллекции образцов пшеницы, устойчивой к стеблевой ржавчине адаптированных в юго-восточном Казахстане. Изучение характера наследования признаков устойчивости к болезням в скрещиваниях современных линий пшеницы с коммерческими сортами на основе сравнения первого поколения и родителей.
Список литературы
1 fao statistical yearbook 2013. world food in agriculture. Rome, 2013. — 289 P.
2 Койшибаев М. Болезни зерновых культур. Алматы: Бастау, 2002. — 367 с. 23с.
3 Рсалиев Ш. С., Койшибаев М. К., Моргунов А. И., Колмер Д. Анализ состава популяций стеблевой и листовой ржавчины пшеницы на территории Казахстана // Материалы международной научно-практической конференции. Алматы: Алейрон, 2005. — С. 267–272.
4 Султанова Ж. Н. Желтая пятнистость озимой пшеницы и интегрированная защита ее посевоо от комплекса грибных болезней с воздушно-капельной инфекцией: автореф. канд. с.х.наук. — Алматы, 2007. -25с.
5 Singh R. P., Hodson D. P., Huerta-Espino J., Yue Jin, Njau P., Wanyera Ruth, Herrera-Foessel S. A., Ward R. W. Will Stem Rust Destroy the World´s Wheat Crop? // Advances in Agronomy. ‒ 2008. ‒ Vol. 98. ‒ 310 р.
6 Лекомцева С. Н., Сколотнева Е. С., Волкова В. Т., Зайцева Л. Г. Оценка разнообразия фенотипов возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы Pucinia graminis f. sp. tritici pers. // Вторая Всероссийская конференция. Современные проблемы иммунитета растений к вредным организмам. Санкт-Петербург, 29 сентября ‒ 2 октября 2008. ‒ Санкт-Петербург: Инновационный центр защиты растений, 2008. ‒ С. 63–65.
7 Карабаев М., Моргунов А., Браун Х. Программа СИММИТа по улучшению пшеницы в Казахстане: вместе в ХХI веке // Агромеридиан. ‒ 2007. ‒ № 2(6). ‒ С. 9–22.
