Development of Introgression Lines of Winter Bread Wheat With Traits of Resistance to Phytopathogens
Search citation statements
Paper Sections
Citation Types
Year Published
Publication Types
Relationship
Authors
Journals
Cited by 3 publications
References 18 publications
Шкодочинність Жовтої Іржі Пшениці Та Ідентифікація Генів Стійкості До Її Високовірулентних Рас
Вступ. Грибні хвороби, зокрема, жовта іржа, є найбільш шкодочинними і широко розповсюдженими серед захворювань пшениці. Через екологічні та кліматичні зміни збудник жовтої іржі (Puccinia striiformis West. f. sp. tritici) активно поширюється і завдає шкоди посівам пшениці, зокрема й в Україні. Одним з аспектів подолання цієї проблеми може бути моніторинг розповсюдження хвороби та використання сучасних методів молекулярної генетики і селекції для створення нових стійких сортів.Проблематика. Специфічність рас патогена ускладнює боротьбу з грибним захворюванням, а епіфітотії призводять до значних втрат врожаю пшениці. Уникнути суттєвих економічних збитків дозволить застосування сучасних способів виявлення генотипів з ефективними генами стійкості Yr до жовтої іржі за допомогою молекулярно-ге нетичних маркерів.Мета. Узагальнення даних щодо шкодочинності жовтої іржі пшениці та оцінювання можливостей використанняметодів молекулярно-генетичного аналізу генів стійкості.Матеріали й методи. Матеріалом слугували сорти пшениці української селекції, стійкі до відомих рас жовтої іржі. Ідентифікацію генів стійкості до жовтої іржі (Yr10 та Yr36) здійснювали з використанням власних оригінальних праймерів методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР).Результати. Показано, що втрати врожаю пшениці за ураження рослин жовтою іржею залежать від стійкості сорту, періоду зараження, тривалості розвитку хвороби, кліматичних умов вирощування. На основі молекулярно-біологічних підходів розроблено оригінальні праймери та підібрано оптимальні умови для проведення ПЛР, які дозволяють здійснювати ідентифікацію генів стійкості до жовтої іржі в сортах пшениці м’якої озимої.Висновки. Отримані результати свідчать про відсутність у проаналізованих сортів пшениці української селекції алелів, які можуть забезпечити стійкість до нових шкодочинних рас жовтої іржі. Це потребує залучення у селекційний процес джерел, що є носіями генів Yr10 та Yr36.
Шкодочинність Жовтої Іржі Пшениці Та Ідентифікація Генів Стійкості До Її Високовірулентних Рас
Вступ. Грибні хвороби, зокрема, жовта іржа, є найбільш шкодочинними і широко розповсюдженими серед захворювань пшениці. Через екологічні та кліматичні зміни збудник жовтої іржі (Puccinia striiformis West. f. sp. tritici) активно поширюється і завдає шкоди посівам пшениці, зокрема й в Україні. Одним з аспектів подолання цієї проблеми може бути моніторинг розповсюдження хвороби та використання сучасних методів молекулярної генетики і селекції для створення нових стійких сортів.Проблематика. Специфічність рас патогена ускладнює боротьбу з грибним захворюванням, а епіфітотії призводять до значних втрат врожаю пшениці. Уникнути суттєвих економічних збитків дозволить застосування сучасних способів виявлення генотипів з ефективними генами стійкості Yr до жовтої іржі за допомогою молекулярно-ге нетичних маркерів.Мета. Узагальнення даних щодо шкодочинності жовтої іржі пшениці та оцінювання можливостей використанняметодів молекулярно-генетичного аналізу генів стійкості.Матеріали й методи. Матеріалом слугували сорти пшениці української селекції, стійкі до відомих рас жовтої іржі. Ідентифікацію генів стійкості до жовтої іржі (Yr10 та Yr36) здійснювали з використанням власних оригінальних праймерів методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР).Результати. Показано, що втрати врожаю пшениці за ураження рослин жовтою іржею залежать від стійкості сорту, періоду зараження, тривалості розвитку хвороби, кліматичних умов вирощування. На основі молекулярно-біологічних підходів розроблено оригінальні праймери та підібрано оптимальні умови для проведення ПЛР, які дозволяють здійснювати ідентифікацію генів стійкості до жовтої іржі в сортах пшениці м’якої озимої.Висновки. Отримані результати свідчать про відсутність у проаналізованих сортів пшениці української селекції алелів, які можуть забезпечити стійкість до нових шкодочинних рас жовтої іржі. Це потребує залучення у селекційний процес джерел, що є носіями генів Yr10 та Yr36.
Inheritance of Resistance Against Fusarium Graminearum Schwabe in F1 of Triticum Aestivum L.
Triticum aestivum L. is one of the most important cereal food crops, but its production is limited by numerous biotic and abiotic factors. The leading role in the pathogenesis is played by representatives of the genus Fusarium Link, which are characterized by a wide range and occupy different ecological niches. Studies on resistance to Fusarium graminearum are rare today, and the mechanisms of heritability of the trait in hybrid organisms, depending on the original forms, including the sources of resistance created in previous years, remain insufficiently studied. Therefore, it is relevant to determine the nature of inheritance of resistance against the pathogen Fusarium graminearum Schwabe (F. graminearum) in hybrids F1. Triticum aestivum L. The aim of the research is to create infectious material and background of the pathogen and phenotypes analysis of F1 hybrids of winter bread wheat for resistance to pathogen F. graminearum. Experiments on the analysis of wheat genotypes F1, for resistance to F. graminearum were established in field infectious and natural nurseries of the V.M. Remeslo Myronivka Institute of Wheat of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine (MIW) in the Winter Wheat Breeding Laboratory during 2021-2023. 22 hybrid combinations F1, created in 2020-2022 served as the material for the research. Sources of resistance (MV 20-88 / Smuglyanka, BILINMEVEN-49 / Natalka, Donskoy Prostor / Slavna, Myronivska rannostyhla / Catalon and (Mikon / ALMA) /Legenda Myronivska) against F. graminearum of bread winter wheat and new local breeding varieties (MIP Knyazhna, MIP Fortuna, MIP Vyshyvanka, Aurora Myronivska, Podolyanka) as a result of direct and reverse crosses of soft winter wheat varieties of the MIW winter wheat breeding laboratory. Seeds of hybrids were sown manually, according to the scheme: maternal form, hybrid, paternal form (pollinator). The ears were threshed manually. To maximize the implementation of the program, a sparse sowing method was used: the distance between plants in a row was up to 5 cm, between rows - 15-30 cm. Phytopathological analysis of grain samples in the laboratory was used to isolate pathogens of the genus Fusarium into pure culture. The studied grain of hybrid populations was sterilized superficially by passing it over an alcohol flame and soaking in Domestos solution. The sterile grain was plated in Petri dishes on potato glucose agar (PGA) medium, ten seeds per ten dishes (100 seeds). Isolates were examined for 5-7 days, recording the presence or absence of microconidia. The final identification of pathogens was carried out by microscopic examination, taking into account morphological features, the presence or absence of chlamydospores. As a result of the studies, the most aggressive isolates of the fungal pathogen F. graminearum were isolated for the development of inoculum and the creation of an artificial infectious background in the field. As you know, the development of winter wheat diseases is largely influenced by weather conditions, namely the sum of effective air temperatures and precipitation. In 2021, during the spring-summer wheat growing season, the average monthly temperatures were higher than long-term data in March and June by 1.0 and 1.5°C, respectively, and in April and May, there was a decrease in air temperature compared to long-term data (-1.4, -0.8, respectively).The hydrothermal coefficient (HTC) for May, June, July of this year corresponded to 3.1, 2.7, 2.6, waterlogging contributed to the manifestation and intensity of the development of the pathogen of Fusarium head blight. In 2022, the spring-summer growing season of wheat was characterized by sufficient moisture, although the amount of precipitation was 7-30 mm below the long-term average, with 349% of the long-term average precipitation falling in April alone. In terms of moisture availability, the reporting year was classified as a year with a mild drought (HTC = 0.9). In April 2023, excessive moisture supply was noted, the excess of precipitation from the norm was 40.0 mm, and later during the period from May to June, a rather acute precipitation deficit was noted, especially in May - only 21.0 mm (the average long-term figure was 51.4 mm). The spring (April - June) period was not conducive to the development of the pathogen Fusarium head blight. Accordingly, the level of HTC was low: April - 0.89, May - 0.46, June - 0.67, and the intensity of damage by the pathogen of Fusarium head blight reached from 1.0 to 10.4% on an artificially infected background, and 1.0 to 3.1% on a natural background, which indicates a slight damage to winter wheat plants. According to the results of the evaluation of F1 22 hybrid combinations established different degrees of phenotypic dominance, which determined the type of inheritance of traits, which in turn depended on parental components and weather conditions. The analysis of the results of the assessment of the degree of phenotypic dominance, inherited resistance to Fusarium graminearum in F1 hybrids of winter wheat from parental forms indicates that within this population the inheritance occurs according to the spectrum of types: heterosis (H), partially positive dominance (PPD), intermediate inheritance (II), partially negative inheritance (PNI) and negative superdominance (D). Based on the degree of phenotypic dominance in 2021, it was found that among the hybrid combinations F1 13.63 % showed superdominance (H) against Fusarium graminearum. The highest heterosis was observed in three hybrid combinations: MIP Knyazhna / (Donskoy Prostor / Slavna) (hp = 2.4), MIP Vyshyvanka / (BILINMEVEN-49 / Natalka) (hp = 2.1), [(Mikon / ALMA) / Legenda Myronivska] / Podolyanka (hp = 1.3). Partial positive dominance (PPD) was found in 36.37% of hybrid combinations, it is worth noting the reciprocal combinations MIP Knyazhna ↔ (MV 20-88 / Smuglyanka) (hp = 0.6, 0.9, respectively) and MIP Vyshyvanka ↔ [(Mikon / ALMA) / Legenda Myronivska] (hp = 0.6, 0.7, respectively). And also in direct crosses - (Donskoy Prostor / Slavna) / MIP Vyshyvanka (hp = 0.9), MIP Knyazhna / (Mironovska rannostyhla / CATALON) (hp = 0.6) and others. The intermediate inheritance of the trait (II) was found in 13.63 % of hybrids, and depression (D) - 36.37 %. In 2022, on the basis of resistance to the pathogen Fusarium head blight, heterosis was established in 31.81% of hybrid combinations F1. When the donor of resistance against Fusarium graminearum - Donskoy Prostor / Slavna - was involved in the crossing, heterosis was observed in hybrid combinations: (Donskoy Prostor / Slavna) / MIP Knyazhna (hp = 2.6), (Donskoy Prostor / Slavna) / MIP Vyshyvanka (hp = 2.1), Podolyanka / (Donskoy Prostor / Slavna (hp = 1.4).The reciprocal hybrid combination MIP Fortuna ↔ (Donskoy Prostor / Slavna) had a high level of positive dominance (hp = 1.3; 1.6, respectively), partial positive dominance (PPD) of the trait was found in 18.19 % of hybrids, intermediate inheritance - 45.46 %, depression (D) - 4.54 %. In 2023, according to the degree of phenotypic dominance, hybrid combinations were distributed as follows: 22.73 % showed heterosis, 27.28 % - partially positive overdominance, 40.91 % - intermediate inheritance, 4.54 % - partial negative inheritance, 4.54 % - depression. Heterosis was revealed in hybrid combinations: MIP Knyazhna / (MV 20-88 / Smuglyanka) (hp = 6.0), MIP Vyshyvanka / (BILINMEVEN-49 / Natalka) (hp = 2.7), (Donskoy prostor / Slavna) / MIP Knyazhna (hp = 2.4), [(Mikon / ALMA) / Legenda Myronivska] / Podolyanka (hp = 2.2) and (Donskoy prostor / Slavna) / MIP Vyshyvanka (hp = 1.6). Partially positive dominance was found in the reciprocal hybrid combination Podolyanka ↔ (Donskoy Prostor / Slavna) (hp = 0.9; 0.6), in which the source of resistance to Fusarium head blight - Donskoy Prostor / Slavna - was involved in the cross. For effective breeding work on the development of resistant genotypes against Fusarium graminearum, hybrid combinations with overdominance (heterosis) were of the greatest value. For the period 2021-2023, a high degree of dominance was found in 13.6% of hybrid combinations: MIP Vyshyvanka / (BILINMEVEN-49 / Natalka) (2.1 (ND), 1.2 (ND), 2.7 (ND), respectively), (Donskoy Prostor / Slavna) / MIP Vyshyvanka (0.9 (ND), 2.1 (ND), 1.6 (ND), respectively), [(Mikon / ALMA) / Legenda Myronivska] / Podolyanka (1.3 (ND), 0.4 (PU) 2,2 (ND), respectively) with the involvement of winter wheat varieties Podolyanka and MIP Vyshyvanka and donors of resistance against Fusarium pathogen (BILINMEVEN-49 / Natalka), (Donskoy Prostor / Slavna), [(Mikon / ALMA) / Legenda Myronivska].
Assessment of introgression wheat lines for yield, protein yield and resistance to diseases
Aim. To determine the value of breeding traits from new sources by studying the resistance to diseases, protein content and their relationship with the productivity of introgression wheat lines. Methods. Growing plants under infection backgrounds of wheat diseases was combined with the laboratory methods for determining protein content and weight of 1000 kernels. Results. Disease resistance has depended on the pathogen species and the source of alien variability. Prolonged resistance to stem rust has been observed only among the derivatives of the collection sample H74/90-245, containing the translocation 1BL.1RS in the karyotype and T. timopheevii in the pedigree. Derivatives Ae. tauschii gradually lost the resistance to the time of full maturation. Conclusions. The parameters of plant resistance to diseases, protein content and yield, absolute protein content in 1000 kernels should be used for the material selection. The best lines have been selected from 736 introgression lines. They characterized by high productivity in some years, large grain, high protein content, disease resistance, adaptability to local environments and devoid of the wild species negative qualities. The lines are of interest for further breeding work in the south of Ukraine. Lines with leaf pubescence from T. timopheevii and with modified translocation 1BL.1RSm were characterized by low productivity.Keywords: wheat, introgression lines, disease resistance, protein content, productivity.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
Contact Info
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Product
Resources
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.
