Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе




НазваниеАль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе
страница1/4
Дата конвертации16.01.2013
Размер0.53 Mb.
ТипАвтореферат
  1   2   3   4
На правах рукописи


Адхам Аль Лаббан Ахмед


Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц
как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе



Специальности:

03.02.07 – генетика

06.01.05 – селекция и семеноводство
сельскохозяйственных растений


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук


Москва 2012


Работа выполнена в Российском университете дружбы народов и в Московском научно-исследовательском институте сельского хозяйства «Немчиновка» Российской академии сельскохозяйственных наук


Научные руководители:


доктор биологических наук Лапочкина Инна Федоровна

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Романова Елена Валерьевна


Официальные оппоненты:

Берёзкин Анатолий Николаевич доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева, кафедра селекции и семеноводства полевых культур, профессор

Николаев Александр Александрович кандидат биологических наук, Институт общей генетики имени Н.И.Вавилова Российской академии наук, лаборатория функциональной геномики, младший научный сотрудник


Ведущая организация: Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук


Защита состоится 10 октября 2012 г. в 14-30 часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.10 при Российском государственном аграрным университете - МСХА имени К.А.Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д.49, тел./факс (499) 976-24-92, (499) 976-40-94, e-mail: genetics@timacad.ru


С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. Н.И.Железнова РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева


Автореферат разослан 07 сентября 2012 г.


Ученый секретарь диссертационного совета Л.С. Большакова


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Процесс создания доноров мягкой пшеницы по определенным признакам с использованием ее дикорастущих сородичей трудоемок и длителен. В генетических научных центрах России и за рубежом особое место занимают гибридные формы и константные линии, полученные методом отдаленной гибридизации. В синтетических пшеницах (SHWs- synthetic hexaploid wheats), полученных от скрещивания тетраплоидных видов пшеницы с видом Aegilops tauschi L., законсервирована изменчивость двух видов и она доступна для использования в селекции мягкой пшеницы. Синтетики хорошо скрещиваются с мягкой пшеницей, гибриды фертильны и имеют гомологичные геномы, что является основой для рекомбинации признаков и отбора генотипов с нужными свойствами. Коллекция синтетических пшениц, созданная в СИММИТ (Мексика) Mujeeb–Kazi et.al. (1995), доступна через Национальный центр генетических ресурсов (National Small Grain Collection) США (штат Айдахо). Эта коллекция никогда не оценивалась на территории РФ в качестве источников ценных в селекционном отношении признаков. В связи с этим, изучение синтетиков в условиях Нечерноземной зоны и отбор новых источников устойчивости к наиболее распространенным грибным заболеваниям пшеницы (бурая ржавчина и мучнистая роса), сочетающих устойчивость с другими хозяйственно-ценными признаками, является актуальным направлением исследований. Выделенные ценные генотипы станут доступным исходным материалом для селекционно-генетических исследований.

Цель исследований - провести оценку образцов коллекции синтетической пшеницы по устойчивости к бурой ржавчине возбудитель Puccinia triticina Rob. ex Desm f. sp. tritici Erikss. et Henn и мучнистой росе (Blumeria graminis (DC.) Speer f. sp. tritici Marchal.) и другим хозяйственно ценным признакам и выделить лучшие источники для использования в селекционном процессе в Нечерноземной зоне.

Задачи исследований:

  1. Оценить коллекцию синтетической пшеницы на инфекционном фоне бурой ржавчины и на провокационном фоне мучнистой росы в 2009-2011 годах и отобрать источники устойчивости к этим заболеваниям для условий Нечерноземной зоны РФ.

  2. Определить стабильность образцов по маркерным морфологическим признакам колоса, листа и отобрать цитогенетически константные образцы для генетических и селекционных исследований.

  3. Установить характер наследования устойчивости к болезням гибридами F1 и F2, полученных от скрещивания устойчивых к болезням образцов с тестером восприимчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе (линия Хакасская) и тестерами устойчивости (линиями с эффективными генами устойчивости Lr и Pm), и определить наиболее вероятное число генов, детерминирующих устойчивость к этим заболеваниям.

  4. Провести идентификацию генов Lr c использованием тест-патотипов бурой ржавчины и молекулярных STS маркеров к генам устойчивости бурой ржавчины.

  5. Оценить полиморфизм образцов синтетической пшеницы по содержанию белка, клейковины, железа и микроэлементов в зерне.

  6. Оценить и отобрать устойчивые к болезням образцы по комплексу хозяйственно ценных признаков в сравнении со стандартным яровым сортом Лада.

Научная новизна. Впервые в условиях Нечерноземной зоны оценена коллекция синтетических пшениц (400 образцов) из NSGC USDA-ARS по устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе и отобраны источники устойчивости к этим заболеваниям. Впервые установлено, что в коллекции синтетических пшениц продолжает идти формообразовательный процесс, в основе которого лежит формирование анеуплоидных гамет и растений. Отобрано 45 цитогенетически стабильных образцов пригодных для генетических исследований.

У образцов идентифицирован спектр эффективных генов устойчивости к бурой ржавчине (Lr34, Lr36, Lr46, Lr46+Lr24, Lr46+Lr29, Lr27+31, Lr9+Lr38), обеспечивающих устойчивость к популяции гриба в Московской области. Установлено, что формирование иммунитета у синтетической пшеницы определяется, исходя из спектра идентифицированных генов и их хромосомной локализации у мягкой пшеницы, в основном генами В и D геномов (6 и 5 генов соответственно), вклад генома А – составляет 2 гена.

Выделены для практического использования 50 лучших образцов синтетической пшеницы с устойчивостью к бурой ржавчине и мучнистой росе. Они сочетают устойчивость с короткостебельностью, крупнозерностью и продуктивностью колоса.

Практическая значимость. Для селекционных программ на иммунитет отобраны источники и доноры с не идентифицированными и идентифицированными генами устойчивости к бурой ржавчине, определяющими устойчивость как на стадии проростков, так и на стадии взрослого растения, дана их характеристика по комплексу хозяйственно- ценных признаков. Отобраны образцы SHWs крупнозерные, продуктивные, с высоким уровнем седиментации, повышенным содержанием белка, клейковины и микроэлементов в зерне. Они являются новыми источниками этих признаков для улучшения мягкой пшеницы в условиях Нечерноземной зоны РФ.

Апробация работы. Результаты исследований представлены на I Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых и аспирантов аграрных вузов РФ «Инновационные процессы в АПК», 25-27 марта 2009г. (Москва, 2009), на Международной научно-практической конференции «Биологическая защита растений – основа стабилизации агроэкосистем» (Краснодар, 2010) и 13 международной конференции по устойчивости злаков к ржавчинам и мучнистой росе (Пекин, 2012).

Публикации. Опубликовано 4 статьи по теме диссертации, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 148 стр. текста компьютерного набора, включает 37 таблиц, 6 рисунков; состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследований и 6 глав результатов исследований, выводов, рекомендаций селекционной практике и 2 приложений. Список литературы включает 161 источник, в том числе - 153 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал, условия и методика проведения исследований. Объектами исследования служили 400 образцов синтетической пшеницы из коллекции NSGC USDA-ARS (штат Айдахо).

Все работы проводили на провокационном фоне мучнистой росы и искусственном фоне бурой ржавчины. Провокационный фон мучнистой росы создавался путем обсева коллекции и питомников тестером восприимчивости к мучнистой росе (линия Хакасская). Через каждые 50 образцов высевали восприимчивую линию Хакасская, а также стандартные сорта Лада и Родина. Инфекционный фон по бурой ржавчине создавался с использованием всех рас, характерных для Московской области. Споры предоставлялись ВНИИФ. Инфекционная нагрузка была 10 мг/м2. Растения заражали в стадии выхода в трубку. Степень поражения образцов мучнистой росой оценивали по методике ВИР (Захаренко с соавт., 2000), а бурой ржавчиной по шкале Mains и Jackson (1926). Тип реакции на проникновение бурой ржавчины: 0 –иммунность; 0; -некрозы; 1- некрозы и маленькие пустулы; 2 – хлорозы и маленькие пустулы; 3 –средние пустулы; 4-большие пустулы.

Во время вегетации растений отмечали дату колошения и наличие маркерных признаков на колосе, листьях и стебле. После уборки определяли высоту растений, массу зерна с колоса, массу 1000 зерен. Структурный анализ проводили по 10 растениям в двух повторностях. Достоверность различий от стандартного сорта и коэффициент вариации рассчитывали по методике, изложенной Доспеховым (1979) с использованием программы Excel.

Содержание белка и клейковины в зерне определяли на инфракрасном спектрометре SpectraStar 2400. Уровень седиментации (мл) определяли микрометодом, основанном на степени набухаемости муки в 2% растворе уксусной кислоты. Анализы выполнены в аналитической лаборатории и в лаборатории технологии зерна Московского НИИСХ «Немчиновка».

Медь, цинк, магний и железо определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре. Зерно минерализовали сухим способом. В растворе золы медь определяли в аналитической линии 324, 7 нм, цинк -213,9 нм, магний – 235,2 нм, железо – 248,3 нм. Для атомизации элементов использовали воздушно-ацетиленовое пламя.

Фиксация колосьев для цитологического анализа проводилась в фазе выхода в трубку. Колосья фиксировали в фиксаторе Нюкомера (6:3:1:1:1) (Newcomer, 1953). Подсчет числа хромосом проводили на временных давленых ацетокарминовых препаратах, а мейотический индекс (MI, %) рассчитывали как число нормальных тетрад/к общему числу тетрад х 100%. (Паушева, 1988).

Идентификацию генов проводили с использованием молекулярных маркеров, сцепленных с генами устойчивости к бурой ржавчине Lr9, Lr10, Lr19, Lr24, Lr34, Lr35, Lr37, Lr39, Lr46 и Lr50 и с генами устойчивости к мучнистой росе Pm2, Pm3c, Pm4b, Pm13, Pm16. При проведении ПЦР анализа придерживались рекомендованных протоколов. Продукты амплификации разделяли методом электрофореза в 2% агарозном геле в трис-боратном буфере.

Идентификацию генов устойчивости в фазе проростков проводили совместно с сотрудниками ВНИИФ методом фитопатологического тестирования с использованием 9 тест-изолятов бурой ржавчины различного происхождения из Государственной коллекции ВНИИФ и 44 Lr-линий пшеницы с одиночными генами устойчивости. Работы по постулированию Lr-генов проводили в камерах искусственного климата.

Генетический анализ расщепления и определение числа генов, контролирующих развитие признака и характер их взаимодействия проведен в соответствии с критерием χ2 с использованием алгоритмов статистического анализа, разработанных Мартыновым С.П. “Agros2/07” (Мартынов, 1997).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Оценка коллекции синтетической пшеницы по устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе

Коллекция из 400 образцов синтетической яровой пшеницы была оценена по устойчивости к мучнистой росе (провокационный фон) и бурой ржавчине (искусственный фон заражения) в 2009, 2010 и 2011 гг. в полевых условиях. В 2009 г. отмечено эпифитотийное развитие мучнистой росы. Иммунных образцов к этому заболеванию не выявлено. Но 50 образцов из 400 проявили устойчивость (поражение в пределах 5-10%). По бурой ржавчине обнаружены образцы с различной степенью устойчивости: от высокой восприимчивости (60-80% поражения) до иммунных (0% поражения). В 2009 году было выделено 164 образца с поражением (0-20% и типом реакции 0-2), а также выделено 17 образцов с групповой устойчивостью к бурой ржавчине и мучнистой росе (табл.1).

Таблица 1. Распределение образцов синтетической яровой пшеницы по степени поражения бурой ржавчиной (2009 г.)

Всего

образцов

Воспри-

имчивых

образцов

Устойчивых образцов с поражением

Образцов с групповой

устойчивостью

к мучнистой росе

и бурой ржавчине

0-1%

1-5%

5-20%

400

236

81

46

37

17

После статистической обработки данных по продуктивности колоса и негативного отбора по зерну для повторных оценок устойчивости в 2010 году, было отобрано, а затем высеяно, 127 образцов (88 с устойчивостью к бурой ржавчине; 23 - с устойчивостью к мучнистой росе; 16 - с групповой устойчивостью к обоим заболеваниям). Вегетационный период 2010 года характеризовался повышенными температурами и дефицитом осадков, но обильные утренние росы способствовали эффективному заражению растений и развитию бурой ржавчины. По сравнению с 2009 г., в 2010 отмечался более высокий уровень поражения бурой ржавчиной стандартных сортов (Лада и Родина), тестера восприимчивости (линия Хакасская) и образцов коллекции синтетической пшеницы. По итогам иммунологических оценок в 2009-2010 гг. было отобрано 33 образца, устойчивых к мучнистой росе (5-10% поражения), 60 образцов устойчивых к бурой ржавчине (0-20% поражения), а также 15 образцов с устойчивостью к двум заболеваниям (табл. 2).

Таблица 2. Распределение образцов SHWs по устойчивости к мучнистой росе и бурой ржавчине по результатам иммунологических оценок в 2009-2010 гг.

Всего обра-зцов

Число образцов

с различным уровнем устойчивости к

Число образцов

бурой ржавчине

мучнистой росе

бурой ржавчине

образцов воспри-имчивых

к двум заболева-ниям


127

0-1%

1-5%

10-20%

0-5%

5-10%

10-15%


15


19

21

19

20

6

25

2
  1   2   3   4

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе iconОценка сортов смородины черной по устойчивости к столбчатой ржавчине
Гну всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур, г. Орел

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе iconАль Коран «Аль Мунтахаб фи тафсир аль Куран аль Карим»
«Аль Мунтахаб фи тафсир аль Куран аль Карим»: Министерство Вакуфов Египта; Каир; 2000

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе iconФредерик Форсайт Афганец
«Аль Каидой» чудовищном по своим масштабам и последствиям террористическом акте, британские и американские спецслужбы мгновенно начинают...

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе iconВласть в Исламе
Мухамад Аль-Амини, шейха Мухамад Хашима Аль-Алими, Сейид Мухамад-Реза Аали-Аюба, шейха Али Бахрами, Хусейн Аль-Салихи, Азиза Аль-Акиби,...

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе iconАбдулла Ахмед Мухаммед Аль Нахари клинико-морфологическая характеристика жировой болезни печени невирусной этиологии
Работа выполнена на кафедре гастроэнтерологии и диетологии Государственного образовательного учреждения дополнительного профессионального...

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе iconПочитание пророка Илии в исламе, иудаизме и на христианском Востоке в мусульманской традиции
Илии и о рабби Йошуа бен Леви; героем этого коранического повествования обычно считается аль-Хидр. В народных преданиях Илия и аль-Хидр...

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе iconНазвание Применение синтетических алмазов для создания сверхярких источников рентгеновского излучения нового типа на основе алмазной оптики
Ркал – основных элементов резонатора лазеров на свободных электронах осцилляторного типа на базе источников ондуляторного синхротронного...

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе iconШейх Мухаммад Назим аль-Хаккани аль-Кубруси on the bridge to eternity
Месяцы исламского лунного календаря: Зуль Хиджр 1419 и Мухаррам 1420 (Апрель и Май 1999)

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе iconКниги
Алматы, пр. Аль-Фараби, 71, ргп «Казну им. Аль-Фараби». Иик, kz288560000000473722

Аль Лаббан Ахмед Потенциал гексаплоидных синтетических пшениц как источников устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе icon1. Экономический потенциал общества
Экономический потенциал может рассматриваться также как обобщенная характеристика уровня развития экономики в стране


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница