Наследуемость толерантности к патогенным грибам Alternaria dauci и Fusarium oxysporum при создании гибридов моркови

Актуальность. Alternaria dauci, Alternaria radicina и Fusarium oxysporum – наиболее распространённые и вредоносные грибные патогены моркови столовой (Daucus carota L.) в Российской Федерации и в мире. Потери урожая корнеплодов от этих болезней составляют от 35 до 70%. Создание устойчивых к патогенам сортов и гибридов осложняется фактом полигенного контроля признаков устойчивости моркови столовой к грибам родов Alternaria и Fusarium. Взаимодействие с факторами внешней среды обусловливает плавный характер изменчивости полигенных признаков: изменены эффекты межаллельных и межгенных взаимодействий, ослаблена доминантность, усилена роль аддитивности генов. Поэтому в данном случае мы можем говорить не об устойчивости, как таковой, а о толерантности к комплексу патогенов.

Цель исследований: определить наследуемость толерантности к патогенным грибам

Alternaria dauci и Fusarium oxysporum у перспективных гибридов моркови столовой. Материалы и методы. Материалом исследования служили 7 исходных линий моркови столовой с различным типом корнеплода, 7 перспективных гибриды F1, спороносящий мицелий Alternaria dauci и Fusarium oxysporum (для заражения). Методы исследования включали: оценку сеянцев, взрослых растений и корнеплодов на инфекционных фонах, дисперсионный и корреляционный анализы. 7 исходных линий моркови столовой оценили на устойчивость к грибам родов Alternaria и Fusarium поэтапно на нескольких типах инфекционных фонов, исходя из эпидемиологии возбудителей. Отобрали 1 толерантный и 6 слабовосприимчивых образцов, которые использовали в скрещиваниях. Получили гибридное потомство F1, которое также оценили на искусственном и естественном инфекционных фонах.

Результаты: 1. Отобраны одна толерантная отцовская исходная форма 1268 и 6 слабовосприимчивых материнских исходных форм, которые были использованы в скрещиваниях. Получены гибриды F1. 2. Проведён анализ наследуемости толерантности моркови столовой к патогенным грибам Alternaria dauci и Fusarium oxysporum, который выявил, что толерантность к данным фитопатогенам наследуется по отцовскому типу. 3. Использование в скрещиваниях толерантной линии моркови 1268 в качестве отцовской формы и слабовосприимчивых материнских форм обеспечило стабильный рост доли образцов, обладающих устойчивостью к Alternaria dauci и Fusarium oxysporum в трёх F1 гибридных популяциях моркови столовой, оценённых на провокационном инфекционном фоне.

1. Hussain F., Usman F. Abiotic and Biotic Stress in Plants /IntechOpen, London, UK, 2019. doi: 10.5772/intechopen.83406.

2. Nazarov P.A., Baleev D.N., Ivanova M.I., Sokolova L.M., Karakozova M.V. Infection diseases of plants: etiology, modern status, problems and prospects of plant protection. Acta Nature. 2020;12,3(46):46-59. doi: 10.32607/actanature.11026.

3. Иванюк В.Г., Сидунова Е.В. Бурая пятнистость листьев моркови и пути снижения ее вредоносности. Овощеводство. Сборник научных трудов Белорусского НИИ овощеводства. Минск. 1998;(10):85-93.

4. Ганнибал Ф.Б., Орина А.С., Левитин М.М. Альтернариозы сельскохозяйственных культур на территории России. Защита и карантин растений. 2010;(5):30–32.

5. Ахатов А.К., Ганнибал Ф.Б., Мешков Ю.И., Джалилов Ф.С., Чижов В.Н., Игнатов А.Н., Полищук В.П., Шевченко Т.П., Борисов Б.А., Стройков, Ю.М., Белошапкина, О.О. Болезни и вредители овощных культур и картофеля. Товарищество научных изданий КМК, Москва, 2013, 463 с.

6. Тимина Л.Т., Енгалычева И.А. Комплекс патогенов на овощных культурах в условиях центрального региона РФ. Овощи России. 2015;(3-4):123-129. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2015-3-4-123-129. EDN UGKXKZ.

7. Boiteux L. Heritability estimate for resistance to Alternaria dauci in carrot /Delia Vecchia P. and Reifschieder F. (eds). Plant Breeding. 1993;(110): 65–167.

8. Налобова В.Л. Бурая пятнистость листьев (возбудитель-гриб Alternaria dauci) моркови столовой. Овощеводство. Сборник научных трудов Белорусского НИИ овощеводства. Минск, 2009;(16):231-237.

9. Koutouan, C., Le Clerc, V., Baltenweck, R., Claudel, P., Halter, D., Hugueney, Ph., Hamama, L., Suel, A., Huet, S., Bouvet, Merlet, MH., Briard, M. Link between carrot leaf secondary metabolites and resistance to Alternaria dauci. Science Reports. 2018;13,8(1):13746. doi: 10.1038/s41598-018-31700-2.

10. Le Clerc V., Marques S., Suel A., Huet S., Hamama L., Viosine L., Auperpin E., Jourdan M., Barrot L., Prieur R., Briard M. QTL mapping of carrot resistance to leaf blight with connected populations: stability across years and consequences for breeding. Theoretical and Applied Genetics. 2015;128(11):2177-2187. doi: 10.1007/s00122-015-2576-z.

11. Семёнов А.Н., Дивашук М.Г., Карлов Г.И., Терешонкова Т.А., Соколова Л.М., Егорова А.А., Ховрин А.Н., Леунов В.И., Алексеева К.Л. Идентификация грибов рода Fusarium. Картофель и овощи. 2016;(2):18-20.

12. . Семёнов А.Н., Дивашук, М.Г., Баженов М.С., Карлов Г.И., Леунов В.И., Ховрин А.Н., Егорова А.А., Соколова Л.М., Терешонкова Т.А. Сравнительный анализ полиморфизма микросателлитных маркеров у ряда видов рода Fusarium. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2016;(1):40-50.

13. . Соколова Л.М. Анализ видового разнообразия грибов рода Fusarium. Аграрная наука. 2019;(S1):118-122.

14. Соколова Л.М., Егорова А.А., Ховрин А.Н. Определение видовой принадлежности грибов рода Fusarium молекулярным методом. Аграрная наука. 2021;(S9):118-124.

15. Леунов В.И., Ховрин А.Н., Терешонкова Т.А., Соколова Л.М., Горшкова Н.С., Алексеева К.Л. Методы ускоренной селекции моркови столовой на комплексную устойчивость к грибным болезням (Alternaria и Fusarium). Методические рекомендации, Москва, 2011. 61 c.

16. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве / Белик В.Ф. (ред.), Агропромиздат, Москва, 1992. 318 с. ISBN 5-10002507-7.

17. Монахос Г.Ф., Джалилов Ф.С., Монахос С.Г. Оценка устойчивости капустных растений к киле (возбудитель Plasmodiophora brassicae Wor.). РГАУ – МСХА имени К.А.Тимирязева, Москва, 2009. 24 с.

18. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Агропромиздат, Москва, 1985. 351 с.

19. Егрова А.А., Соколова Л.М. Приготовление постоянных препаратов патогенных штаммов из родов Alternaria и Fusarium для селекции моркови столовой на устойчивость. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2016;5(139):20-25.

20. Жученко, А.А. Роль репродуктивного направления селекции культурных растений. /Балашова Н.Н., Козарь Е.Г. (ред.). Методические указания по гаметной селекции сельскохозяйственных растений, ВНИИССОК, Москва, 2001. С. 7-46.

21. Жученко А.А., Король А.Б. Рекомбинация в эволюции и селекции. Наука, Москва, 1985. 400 с.

22. Драгавцев В.А. Новый метод генетического анализ полигенных и количественных признаков растений. Эколого-генетический скрининг генофонда. Санкт-Петербург.1998. С. 180-252.

23. Le Clerc V., Aubert C., Cottet V., Yovanopulos C., Piquet M., Suel A., Huet S., Koutouan C., Hamama L., Chalot G., Jost M., Pumo B., Briard M. Resistance carrots to Alternaria dauci or tasty carrots: should we choose? Acta Horticulture. 2019;(1264):199-204. doi: 10.17660/ActaHortic.2019.1264.24.

24. Briard M. Carrot biotic stresses: challengers and research priorities. Acta Horticulture. 2019;(1264):113-122. doi: 10.17660/ActaHortic.2019.1264.13.

25. Shibaya T., Kuroda C., Fujii T., Nakayama S., Minami C., Shirasawa K. and Isobe S. Genomic diversity in old and recent carrot cultivars and breeding populations at a Japanese seed company. Acta Horticulture. 2019;(1264):249-254. doi: 10.17660/ActaHortic.2019.1264.30.

26. Simon P.W. Beyond the genome: carrot production trends, research advances and future crop improvement. Acta Horticulture. 2019;(1264):1-8. doi: 10.17660/ActaHortic.2019.1264.1.

27. Соколова Л.М., Иванова М.И. Дикие виды Daucus L. в селекции и сохранение их ex situ в условиях Московской области. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2021;2(54):130-140. doi: 10.18286/1816-4501-2021-2-130-140.

28. Geoffriau E., Charpentier T., Huet S., Hägnefelt A., Lopes V., Nothnagel T., Lohwasser U., Mallor Gimenez C., Allender C. Carrot Diverse: understanding variation in a wild relative of carrot. Acta Horticulture. 2019;(1264):151-156. doi: 10.17660/ActaHortic.2019.1264.18.

29. Visscher P.M., Hill W.G., Wray N.R. Heritability in the genomic era– concepts and misconceptions. Nature Reviews Genetics.2008;(9):255-266. doi: 10.1038/nrg2322.

30. Đorđević R., Zečević B., Zdravković J., Živanović T., Todorović G. Inheritance of yield components in tomato. Genetika. 2010;3(42):575583. doi: 10.2298/GENSR1003575D.

31. Jevtić G., Andelković B., Lugić Z., Radović Ja., Dinić B. Heritabilnost proizvodnih osobina regionalnih populacija medonosne pćele iz Serbije. Genetika, Beograd. 2012;44(1):47-54.

32. Пивоваров В.Ф., Балашова И.Т., Сирота С.М., Козарь Е.Г., Пинчук Е.В. Анализ эффективности гибридизации по степени проявления целевых признаков в поколениях F2, F3 при селекции новых форм томата для многоярусной узкостеллажной гидропоники. Сельскохозяйственная биология. 2017;52(5):1-6. doi: 10.15389/agrobiology.2017.5.1049rus.