ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Описание видов - возбудителей септориозов, их систематическая
принадлежность ивредоносность 7
1.2 Жизненный цикл возбудителей септориозов. Гомоталличные и
гетероталличные виды 12
2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 17
2.1. Особенности аграрного сектора регионов сбора инфекционного
материала 17
2.1 Материалы и методы исследований 20
3. ИЗУЧЕНИЕ ВИДОВОГО СОСТАВА ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР МЕТОДАМИ
ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ 30
4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ГЕНОВ-ЭФФЕКТОРОВ SnToxA, ЗпТохГИБпТохЗУ ВИДОВ PARASTAGONOSPORA NODORUMИ PARASTAGONOSPORA AVENAE 34
5. ВИРУЛЕНТНОСТЬ ИЗОЛЯТОВ PARASTAGONOSPORA NODORUM
АЛТАЙСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ 41
6. ИЗУЧЕНИЕ ГЕНОТИПОВ СОРТОВ ПШЕНИЦЫ НА НАЛИЧИЕ
ГЕНА^иГ/АиГМЕТОДОМ ПЦР 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
ВЫВОДЫ 50
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 53
ПРИЛОЖЕНИЯ 58
Септориозы являются одними из наиболее распространенных болезней зерновых культур. Они поражают все надземные органы растений. Возбудители
септориозовизвестнывовсехзернопроизводящихстранах[Navatheetal.,2020; Pakholkovaetal., 2021; Бакулина и др.,2020]. При благоприятных условиях септориозы могут достигать эпифитотийного уровня с прямыми потерями урожая более 40 % [Пахолкова и др., 2016; Пахолкова, Сальникова, 2019].
Болезнь вызывают несколько видов. Систематический мониторинг популяционной структуры фитопатогенов - один из важных этапов разработки мероприятий по производству экологически безопасной продукции в условиях меняющегося климата [Зеленева и др., 2022].
Цель работы: изучить видовой состав возбудителей септориоза зерновых колосовых культур в различных регионах России. А также охарактеризовать структуру популяций грибов.
Для достижения цели выпускной квалификационной работы поставлены следующие задачи:
1. изучить видовое разнообразие возбудителей септориозов пшеницы, тритикале, ржи и овса;
2.охарактеризовать структуру популяций микромицетов по морфолого-культуральным свойствам и вирулентности;
1. изоляты рода Parastagonospora из тамбовской и алтайской популяций оценить на наличие/отсутствие у них генов Tox1, Tox3 и ToxA с помощью связанных с ними молекулярных маркеров;
2. с использованием ДНК-маркеров идентифицировать генетические детерминанты устойчивости к SnToxA у озимых и яровых сортов пшеницы.
Материалом для исследования служили:
1. инфекционные образцы (листья, побеги, колосья, зерна), собранные в различных регионах РФ;
2. сорта яровой и озимой пшеницы.
Объект исследования - моноконидиальные изоляты грибов разных видов - возбудителей септориозов.
В работе задействованы группы источников, представленные научной литературой, материалами периодической печати, официальными сайтами и иными интернет-ресурсами.
В основу исследования положены такие методы, как анализ и синтез научного опыта в области фитопатологии, мониторинг возбудителей септориозов, обобщение научного опыта и результатов собственного исследования.
Теоретическая значимость выпускной квалификационной работы заключается в том, что полученные сведения о внутрипопуляционной структуры фитопатогенов могут быть использованы в селекционногенетической защите сельскохозяйственных растений.
Практическая значимость исследования определена тем, что полученные коллекционные штаммы микроорганизмов будут предложены селекционерам и фитопатологам для создания искусственных инфекционных фонов в опытных питомниках.
Структуру работы определило ее содержание, включающее введение, основную часть, разделенную на главы и параграфы, заключение, список использованных источников, приложения.
Септориозы - одни из наиболее распространенных болезней зерновых культур, способные в годы эпифитотий привести к прямым потерям урожая, превышающим 40 %.
При проведении экспериментальной части работы сочетали классические фитопатологические методы с современными методами молекулярной диагностики.
Всего в 2022 г. было собрано и проанализировано 87 инфекционных образцов озимой, яровой пшеницы, тритикале и овса с симптомами септориозов из 10 областей Европейской части России (Саратовская, Тамбовская, Воронежская, Пензенская, Белгородская и Липецкая области, Алтайского и Краснодарского края, Кабардино-Балкарской республики и Калмыкии). Что позволило выявить распространенные и редкие виды - возбудители болезни.
Болезнь вызывают несколько видов. В работе приводится современная систематика видов - возбудителей септориозов зерновых культур.Показано, что в изученных регионах самый распространенный видом - возбудителем септориозной пятнистости злаков был2уто8вр1ог1а tritici- вызывающий септориоз листьев пшеницы, тритикале, ячменя, ржи кроме Алтайского края.
На территории России зафиксировано два вида рода Parastagonospora, включающие три формы, способные вызывать септориоз злаков: Parastagonosporanodorum(Berk.) Quaedvl., Verkley&Crous, Parastagonosporaavenae(ABFrank) Quaedvl.,
Verkley&Crousf. sp. triticea (пшеничная форма),
Parastagonosporaavenae(ABFrank) Quaedvl.,Verkley&Crousf. sp. avenaria (овсяная форма).
ВидР. nodorum - поражает лист, побег, колосовые чешуи, зерновку, ости, распространен на всех колосовых зерновых. Доминирует в фитопатогенном комплексе септориозных пятнистостей в Алтайском крае.
Вид Septoria triticicola Lobik распространен на сортах пшеницы в Краснодарском крае, а также отмечается на территории Казахстана.
СепториозрживызываетсягрибомSeptoriasecalisPrill. & Delacr.
Многие фитопатогенные грибы обладают способностью выделять эффекторы, способствующие вирулентности фитофага. В 2022 г. было выделено и проанализировано 170 моноконидиальных изолятов, полученных с инфекционных образцов 17 сортов яровой пшеницы, высеянных на опытном поле Среднерусского филиала ФНЦ им. И.В. Мичурина (Тамбовская область).Ген SnToxl был выявлен среди изолятов, полученных с 6 сортов яровой пшеницы. Наличие гена отмечено у изолятов Р. nodorum с сортообразцов Курская 2038 и Тулайковская 100. Наличие гена SnToxl отмечено у моноконидиальных изолятов Р. avenaef. sp.triticea, выделенных с инфекционного материала сортов яровой пшеницы Краснокутка 10, Кинелькая 6, Тулайковская 100 и Экада 109.
Наличие гена SnTox3 выявлено среди изолятов вида Р. nodorum, полученных из растительных образцов с сортов Курская 2038, Союз 1 и Воевода. Присутствие ^ttSnTox3 отмечено у изолятов Р. avenaef. sp.triticea, полученных с сортов Экада 109 и Воевода.
Ген SnToxA был выявлен среди изолятовР. nodorum, полученных с трех сортов яровой пшеницы: Союз 1, Пирамида и Воевода.
Встречаемость генов, кодирующих NEs в Тамбовской популяции вида Рarastagonosporanodorumсоставила: SnToxA - 30%,SnTox1 - 20%,SnTox3 - 30%;в популяции видаРarastagonosporaavenaef. sp.triticea: SnToxA - 0%,SnTox1 -57,1% , SnTox3 - 30%.
Подобные исследования были проведены у изолятов вида Р.nodorumалтайской популяции 2022 года. Установлено, что изоляты алтайской популяции вида Р. nodorum, находящиеся в испытании не содержали гены ToxA и Tox1. Все проанализированные изоляты содержали ген Tox3.
В изучение вирулентных свойств популяции были включены 8 моноконидиальных изолятов Алтайской популяции. Изоляты с P. nodorum, полученные с яровой (110-22-P.n., 117-22-P.n., 118-22-P.n., 123-22-P.n.) и озимой пшеницы (112-22-P.n.) проявили себя как вирулентные при заражении большинства сортов пшеницы. Изолят, полученный с тритикале, (122-22-P.n.) проявил вирулентность при заражении сортов яровой пшеницы и авирулентность при заражении сортов озимой пшеницы. Изоляты, полученные с овса (113-22-P.n., 116-22-P.n.) были патогенны для сортов пшеницы, но обладали авирулентностью.
...
