Везде

ОБНМикология и фитопатология Mycology and Phytopathology

  • ISSN (Print) 0026-3648
  • ISSN (Online) 3034-5421

СТРУКТУРА РОССИЙСКИХ ПОПУЛЯЦИЙ ВОЗБУДИТЕЛЯ ЖЕЛТОЙ РЖАВЧИНЫ ПШЕНИЦЫ ПО ВИРУЛЕНТНОСТИ И SSR МАРКЕРАМ В 2023 ГОДУ

Вы можете
Код статьи
S30345421S0026364825040073-1
DOI
10.7868/S3034542125040073
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Гультяева Е. И.
  • Аффилиация: Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений
Шайдаюк Е. Л.
  • Аффилиация: Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений
Том/ Выпуск
Том 59 / Номер выпуска 4
Страницы
333-342
Аннотация
В последние десятилетия во всем мире отмечается нарастание вредоносности желтой ржавчины пшеницы (возбудитель - f. sp. ). Цель данной работы - характеристика вирулентности и молекулярного полиморфизма российских популяций f. sp. в 2023 г. Листья с урединиопустулами собраны в Северо--Западном (Ленинградская обл.), Северокавказском (Дагестан, Краснодарский край) и Нижневолжском регионах (Саратовская обл.). Тестерами вирулентности служили 14 изогенных линий (AvocetNIL) и 15 сортов--дифференциаторов. В микросателлитном анализе использовали 20 маркеров, подобранных в Global Rust Research Center. Поиск инвазивных рас S1 и S2 проводили с помощью SCAR маркеров (SCP19M: 24a1, 24a2, 26a1, 26a2). Анализ вирулентности включал 70 изолятов: 34 дагестанских, 12 краснодарских, 6 саратовских и 18 ленинградских. Высокой эффективностью характеризовались гены и . Отмечено нарастание вирулентности к ранее эффективному в России гену . Для остальных Yr-генов не выявлено существенных изменений в частотах вирулентности. Региональные популяции Pst в 2023 г., как и в 2019-2022 гг., характеризовались высоким фенотипическим разнообразием. В них обнаружено 43 фенотипа (расы) (23 в дагестанской, 3 в краснодарской, 2 в саратовской и 17 в ленинградской). Два общих фенотипа вирулентности отмечены в краснодарской и ленинградской коллекциях. Согласно индексу высоким сходством характеризовались дагестанская, краснодарская и ленинградская популяция; саратовская дифференцировались от них умеренно. Микросателлитный анализ выполнен для 55 изолятов (28 дагестанских, 18 ленинградских, 6 краснодарских, 3 саратовских). Полиморфизм отмечен для 10 из 20 изученных локусов, в которых выявлено по два аллеля. Значительные отклонения от равновесия Харди-Вайнберга отмечены для 11 локусов. Генотипическое разнообразие географических популяций по микросателитным локусам было ниже, чем по признаку вирулентности. Изученная коллекция представлена 20 мультилокусными генотипами (MGs) (дагестанская - 14, ленинградская - 7, краснодарская 2, саратовская - 1). Общие MGs обнаружены в дагестанской, краснодарской и ленинградской Pst коллекциях (MG_1); в дагестанской и ленинградской (MG_2); в дагестанской и саратовской (MG_3) изолятах. Три MGs (№ 4-6) были представлены двумя и более изолятами, остальные - одним изолятом. Как и при анализе вирулентности, высоким сходством по SSR маркерам (индекс Fst) характеризовались дагестанская, краснодарская и ленинградская популяции; саратовская отличалась от них умеренно. Согласно тесту Мантеля, отмечается высокая корреляция результатов изучения структуры популяций по вирулентности и микросателлитам ( = 0.93). С использованием SCAR-маркеров, как и в предыдущие годы, определены единичные изоляты PstS2 в ленинградской и дагестанской популяциях. Проведенный комплексный анализ указывает на высокую изменчивость популяций возбудителя желтой ржавчины в России, что обуславливает необходимость проведения ежегодного анализа их полиморфизма по вирулентности и SSR локусам. Доноры высокоэффективных -генов могут быть рекомендованы для использования в селекции на устойчивость к желтой ржавчине. Отсутствие дифференциации между северокавказскими и северо--западными образцами Pst указывает на существование единой популяции на данных территориях.
Ключевые слова
желтая ржавчина популяции SSR-маркеры Triticum aestivum Yr-гены
Дата публикации
15.05.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
27

Библиография

  1. 1. Ali S., Gautier A., Leconte M. et al. A rapid genotyping method for an obligate fungal pathogen, Puccinia striiformis f. sp. tritici, based on DNA extraction from infected leaf and Multiplex PCR genotyping. BMC Research Notes. 2011. V. 4. P. 240. https://doi.org/10.1186/1756-0500-4-240
  2. 2. Ali S., Khan M.R., Gautier A. et al. Microsatellite genotyping of the wheat yellow rust pathogen Puccinia striiformis. In: Sambasivam Periyannan (ed.). Wheat rust diseases: methods and protocols, methods in molecular biology. V. 1659. N.Y., 2017, pp. 59-70.
  3. 3. Awais M., Ma J., Chen W. et al. Molecular genotyping revealed the gene flow of Puccinia striiformis f. sp. tritici clonal lineage from Uzbekistan of Central Asia to Xinjiang of China. Phytopathol. Res. 2025. https://doi.org/10.1186/s42483-024-00290-5
  4. 4. Bankina B., Jakobija I., Bimšteine G. Peculiarities of wheat leaf disease distribution in Latvia. Acta Biol. Univ. Daugavp. 2011. V. 11 (1). P. 47-54.
  5. 5. Chugunkova T.V., Pastukhova N.L., Topchii T.V. et al. Harmfulness of wheat yellow rust and identification of resistance genes to its highly virulent races. Sci. Innov. 2023. V. 19 (4). P. 66-78. https://doi.org/10.15407/scine19.04.066
  6. 6. Feodorova--Fedotova L., Bankina B. Occurrence of genetic lineages of Puccinia striiformis in Latvia agricultural sciences. Research for rural development. 2020. V. 35. P. 27-32. https://doi.org/10.22616/rrd.26.2020.004
  7. 7. Gassner G., Straib W. Untersuchungen Über die Infektionsbedingungen von Puccinia glumarum und Puccinia graminis. Arb. Biol. Reichsanst. Land--Forst- wirtsch Berlin--Dahlem. 1929. V. 16 (4). P. 609-629.
  8. 8. Гультяева Е.И., Шайдаюк Е.Л. (Gultyaeva, Shaydayuk) Характеристика северо--западной и северокавказской популяций Puccinia striiformis f. sp. tritici по вирулентности и микросателлитным локусам в 2022 году // Микология и фитопатология. 2024. Т. 58. № 4. C. 327-338.
  9. 9. Gultyaeva E.I., Shaydayuk E.L. Diversity of Northwestern and North Caucasian populations of Puccinia striiformis f. sp. tritici by virulence and microsatellite loci in 2022. Mikologiya i fitopatologiya. 2024. V. 58 (4). P. 327-338. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0026364824040062
  10. 10. Gultyaeva E.I., Shaydayuk E.L., Kosman E.G. SSR-based analysis of structural variation of the Russian population of Puccinia striiformis f. sp. tritici in 2019-2021. Plant Pathol. 2024. V. 73 (7). P. 1761-1774. https://doi.org/10.1111/ppa.13919
  11. 11. Gultyaeva Е., Shaydayuk E., Kosman E. Virulence diversity of Puccinia striiformis f. sp. tritici in common wheat in Russian regions in 2019-2021. Agriculture. 2022. V. 12 (11). P. 1957. https://doi.org/10.3390/agriculture12111957
  12. 12. Гультяева Е.И., Солодухина О.В. (Gultyaeva, Solodukhina) Ржавчинные болезни зерновых культур // Изучение генетических ресурсов зерновых культур по устойчивости к вредным организмам. 2008. С. 5-11.
  13. 13. Gultyaeva E.I, Solodukhina O.V. Rusts diseases in cereals. Izuchenie geneticheskikh resursov zernovyh kultur po ustojchivosti k vrednym organizmam. 2008. P. 5-11. (In Russ.).
  14. 14. Hovmøller M.S., Patpour M., Rodriguez--Algaba J. et al. GRRC report of yellow and stem rust races 2022: GRRC, Aarhus University, Denmark. https://agro.au.dk/fileadmin/www.grcc.au.dk/International_Services/Pathotype_YR_results/GRRC_annual_report_2022.pdf. Accessed 14.01.2025
  15. 15. Hovmøller M.S., Patpour M., Rodriguez--Algaba J. et al. Stem- and yellow rust genotyping and race analyses. 2020. GRRC, Aarhus University, Denmark. https://agro.au.dk/fileadmin/www.grcc.au.dk/International_Services/Pathotype_YR_results/Summary_of_Puccinia_striiformis_molecular_genotyping_2018.pdf. Accessed 14.01.2025
  16. 16. Hovmøller M.S., Rodriguez--Algaba J., Thach T. et al. Race typing of Puccinia striiformis on wheat. In: Sambasivam Periyannan (ed.). Wheat rust diseases: methods and protocols, methods in molecular biology. V. 1659. N.Y., 2017, pp. 29-40.
  17. 17. Hovmøller M.S., Rodriguez--Algaba J., Thach T. et al. Report for Puccinia striiformis race analyses and molecular genotyping 2017. 2018. GRRC, Aarhus University, Denmark. https://agro.au.dk/fileadmin/Summary_of_Puccinia_striiformis_race_analysis_2017.pdf. Accessed 14.01.2025
  18. 18. Hovmøller M.S., Sørensen C.K., Walter S., Justesen A.F. Diversity of Puccinia striiformis on cereals and grasses. Annu. Rev. Phytopathol. 2011. V. 49 (1). P. 197-217. https://doi.org/10.1146/annurev--phyto072910-095230
  19. 19. Иванова Ю.Н., Розенфрид К.К., Стасюк А.И. и др. (Ivanova et al.) Получение и характеристика линии мягкой пшеницы (Тулайковская 10 × Саратовская 29) с интрогрессией хромосомы пырея Thinopyrum intermedium 6Agi2 // Вавиловский журн. генет. и сел. 2021. Т. 25. № 7. C. 701-712. https://doi.org/10.18699/VJ21.080
  20. 20. Ivanova Yu.N., Rosenfread K.K., Stasyuk A.I. et al. Raise and characterization of a bread wheat hybrid line (Tulaykovskaya 10 × Saratovskaya 29) with chromosome 6Agi2 introgressed from Thinopyrum intermedium. Vavilov J. Genet. Breed. 2021. V. 25 (7). P. 701-712 (in Russ.). https://doi.org/10.18699/VJ21.080
  21. 21. Каримова А.М. Фитопатологическая оценка влияния желтой ржавчины на генотипы мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) азербайджанского происхождения // Аграрный научный журнал. 2023. № 5. С. 16-23.
  22. 22. Karimova А.М. Phytopathological assessment of Azerbaijan origin bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes against yellow rust. Agrarnyy nauchnyy zhurnal. 2023. N5. P. 16-23. (In Russ.). https://doi.org/10.28983/asj.y2023i5pp16-23
  23. 23. Кеишилов Ж., Кохметова А., Урозалиев Р. и др. (Keishilov et al.) Фитосанитарный мониторинг желтой ржавчины пшеницы (Puccinia striiformis) в Жамбылской и Туркестанской областях // Исследования, результаты. 2023. Т. 3. № 99. С. 118-128.
  24. 24. Keishilov Zh.S., Kokhmetova A.M., Urozaliev R.A. et al. Phytosanitary monitoring of wheat yellow rust (Puccinia striiformis) in Zhаmbyl and Turkestan regions. Izdenister Natigeler. 2023. V. 3 (99). P. 118-128. https://doi.org/10.37884/3-2023/12
  25. 25. Kokhmetova A., Rathan N.D., Sehgal D. et al. QTL mapping for seedling and adult plant resistance to stripe and leaf rust in two winter wheat populations. Front. Genet. 2023. V. 14. P. 1265859. https://doi:10.3389/fgene.2023.126585
  26. 26. Kokhmetova A., Sharma R., Rsaliyev S. et al. Evaluation of Central Asian wheat germplasm for stripe rust resistance. Plant genetic resources--characterization and utilization. 2018. V. 16. P. 178-184. https://doi:10.1017/S1479262117000132
  27. 27. Kosman E., Dinoor A., Herrmann A. et al. Virulence Analysis Tool (VAT). User Manual. 2008. https://en-lifesci.tau.ac.il/profile/kosman. Accessed 22.01.2024.
  28. 28. Павлюшин В.А., Долженко В.И., Шпанев А.М. и др. (Pavlyushin et al.) Интегрированная защита озимой пшеницы // Защита и карантин растений. 2015. № 5. С. 38-71.
  29. 29. Pavlyushin V.A., Dolzhenko V.I., Shpanev A.M., et al. Integrated protection of winter wheat. Plant protection and quarantine. 2015. N5. P. 38-71. (In Russ.).
  30. 30. Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research - an update. Bioinformatics. 2012. V. 28. P. 2537-2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460
  31. 31. Санин C.C. (Sanin) Контроль болезней сельскохозяйственных растений - важнейший фактор интенсификации растениеводства // Вестник защиты растений. 2010. № 1. С. 3-14.
  32. 32. Sanin S.S. Agricultural plant disease control - the main factor of the crop production intensification. Novosti zashchity rasteniy. 2010. N1. P. 3-14. (In Russ.).
  33. 33. Schachtel G.A., Dinoor A., Herrmann A. et al. Comprehensive evaluation of virulence and resistance data: a new analysis tool. Plant Dis. 2012. V. 96 (7). P. 1060-1063. https://doi.org/10.1094/PDIS02-12-0114-SR
  34. 34. Sharma-Poudyal D., Chen X.M., Wan A.M. et al. Virulence characterization of international collections of the wheat stripe rust pathogen, Puccinia striiformis f. sp. tritici. Plant Dis. 2013. V. 97 (3). P. 379-386. https://doi.org/10.1094/pdis01-12-0078re
  35. 35. Шайдаюк Е.Л., Гультяева Е.И. (Shaydayuk, Gultyaeva) Характеристика северо--западной популяции Puccinia striiformis f. sp. tritici по признаку вирулентности и представленности инвазивных рас PstS1 и PstS2 // Микология и фитопатология. 2023. Т. 57. № 6. С. 435-446.
  36. 36. Shaydayuk E.L., Gultyaeva E.I. Characterization of the Northwestern population of Puccinia striiformis f. sp. tritici on the basis of virulence and representation of invasive PstS1 and PstS2 races. Mikologiya i fitopatologiya. 2023. V. 57 (6). P. 435-446. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0026364823060
  37. 37. Шешегова Т.К., Волкова Л.В., Щеклеина Л.М. (Sheshegova et al.) Источники комплексной устойчивости яровой мягкой пшеницы из коллекции ВИР // Вестн. Воронеж. гос. агр. ун-та. 2023. Т. 16. № 2 (77). С. 49-58.
  38. 38. Sheshegova T.K., Volkova L.V., Shchekleina L.M. Sources of complex resistance of spring soft wheat from the collection of the N.I. Vavilov All--Russian Research Institute of Plant Industry (VIR). Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2023. V. 16 (2). P. 49-58. (In Russ.). https//:doi.org/10.53914/issn2071-2243_2023_2_49-58
  39. 39. Volkova G.V., Kudinova O.A., Matveeva I.P. Virulence and diversity of Puccinia striiformis in South Russia. Phytopathol. Mediterr. 2021. V. 60 (1). P. 119-127. https://doi.org/10.36253/phyto12396
  40. 40. Walter S., Ali S., Kemen E. et al. Molecular markers for tracking the origin and worldwide distribution of invasive strains of Puccinia striiformis. Ecol. Evol. 2016. V. 6 (9). P. 2790-2804. https://doi.org/10.1002/ece3.2069
  41. 41. Зеленева Ю.В., Судникова В.П., Бучнева Г.Н. (Zeleneva et al.) Иммунологическая характеристика сортов озимой мягкой пшеницы в условиях ЦЧР // Тр. Кубанского гос. аграрного ун-та. 2022. № 96. С. 95-99. https://doi.org/10.21515/1999-1703-96-95-99
  42. 42. Zeleneva Y.V., Sudnikova V.P., Buchneva G.N. Immunological characteristics of soft winter wheat varieties in conditions of the CBR. Trudy Kubanskogo Gosudarstvennogo Agrarnogo Universiteta. 2022. N96. P. 95-99. (In Russ.). https://doi.org/10.21515/1999-1703-96-95-99
  43. 43. Жуковский А.Г., Буга С.Ф., Крупенько Н.А., и др. (Zhukovsky et al.) Фитопатологическая ситуация в посевах зерновых культур на территории Республики Беларусь // Земледелие и растениеводство. 2017. № 2. С. 9-12.
  44. 44. Zhukovsky A.G., Buga S.F., Krupenko N.A. et al. Phytopathological situation in grain crops on the territory of the Republic of Belarus. Сrop Farming and Plant Growing. 2017. N2. P. 9-12. (In Russ.).
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека