ПОЛЕВОЙ И МОЛЕКУЛЯРНЫЙ СКРИНИНГ УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ К PTR В ЮГО-ВОСТОЧНОМ КАЗАХСТАНЕ
Авторы
-
Айдана Харіпжанова
Институт биологии и биотехнологии растений, Алматы, Казахстан
https://orcid.org/0000-0002-7329-1449
-
Ардак Болатбекова
Казахский национальный аграрный исследовательский университет, Алматы, 050010, Республика Казахстан;
https://orcid.org/0000-0003-4694-9214
-
Мадина Кумарбаева
Институт биологии и биотехнологии растений, Алматы, Казахстан
https://orcid.org/0000-0002-5588-6772
-
Алма Кохметова
Институт биологии и биотехнологии растений, Алматы, Казахстан
https://orcid.org/0000-0002-0186-7832
-
Юлия Зеленева
Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений», Санкт-Петербург, Россия
https://orcid.org/0000-0001-9716-288X
https://doi.org/10.37884/3-2026/09
Ключевые слова:
жёлтая пятнистость пшеницы, фенотипирование, индекс биомассы, AUDPC, молекулярный скрининг, устойчивость, маркерыАннотация
Пиренофороз (жёлтая пятнистость) является одним из наиболее экономически значимых заболеваний пшеницы (Triticum aestivum) в Юго-Восточном Казахстане, где в эпифито тийные годы уровень поражения может достигать 70% вследствие сочетания благоприятных факто ров, включая повышенную влажность, наличие растительных остатков и монокультуру. В исследо вании изучено 60 линий пшеницы с оценкой устойчивости в полевых условиях на стадии взрослого растения. Степень поражения определяли по шкале Saari и Prescott (1975) в модификации Креме невой (2007), динамику болезни — по показателю AUDPC (Wilcoxson et al., 1974). ПЦР-амплифи кация проводилась по методике Faris et al. (2010) с идентификацией аллелей Tsn1/tsn1. Генотипы продемонстрировали значительную вариабельность по высоте растений (80–126 см) и NDVI (0,51 0,65), отражающую различия в физиологическом состоянии и продуктивности. Полевые оценки выявили чёткую дифференциацию: 33 образца проявили полную устойчивость (AUDPC = 0), тогда как восприимчивые формы характеризовались значениями AUDPC 88–455. Молекулярный скрининг выявил высокую частоту рецессивного аллеля tsn1 (70 %), ассоциированного с нечувствительно стью к токсину PtrToxA возбудителя Pyrenophora tritici-repentis. Носители tsn1 характеризовались сниженной степенью поражения и более низкими значениями AUDPC, тогда как генотипы с аллелем Tsn1 демонстрировали более выраженное развитие заболевания. Интеграция молекулярных и полевых данных показала высокую согласованность результатов и подтвердила надёжность маркера Xfcp623. Практическая значимость заключается в выделении перспективных доноров устойчивости, включая 25-ICARDA-IPBB-2013 × D.588 ma F7 Bermet × RWKLDN9, D.22-ICARDA-IPBB-2013, 1060 D.5353 [(CWARTN) Super KAUZ × D.1017 F7 (Yr15 × Yuzhnaya-12)], Morocco ×Steklovidnaya 24, 1138 D.906 F5 (Almaly×29266)×D.5357 Pastor, D.1055 (DIAMONDBIRD/GALLYA-ARAL1//TAM200/KAUZ) × D.305 Roughrider и другие, которые сочетают наличие аллеля tsn1 с адаптивностью и продуктивностью. Их использование позволит ускорить создание устойчивых сортов пшеницы.
Библиографические ссылки
Andersen E.J., Nepal M.P., Ali, S. (2021). Necrotrophic fungus Pyrenophora tritici-repentis triggers expression of multiple resistance components in resistant and susceptible wheat cultivars. The plant pathology journal, 37(2), 99.
Beres B.L., Rahmani E., Clarke J.M., Grassini P., Pozniak C.J., Geddes C.M., Ransom J.K. (2020). A systematic review of durum wheat: enhancing production systems by exploring genotype × environment × management synergies. Frontiers in Plant Science. Vol. 11. DOI: 10.3389/fpls.2020.568657 [in Eng.]
Chen X., Line R., Leung H. (1998). Genome scanning for resistance-gene analogs in rice, barley, and wheat by high-resolution electrophoresis. Theoretical and Applied Genetics. Vol. 97. Pр. 345–355. DOI: 10.1007/s001220050905 [in Eng.]
Chu Ch.D., Lu L., Zhang T. (2007). Sensitivity of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) to seasonal and interannual climate conditions in the Lhasa area. Arctic, Antarctic, and Alpine Research. Vol. 39. №4. Pр. 635–641. DOI: 10.1657/1523-0430(07-501) [CHU]2.0.CO;2 [in Eng.]
Cook M.J., Edwards J., Rodoni B., McLean M.S., Santa I.M., Hollaway G.J. (2024). Grain yield and quality losses caused by tan spot in wheat cultivars in Australia. PhytoFrontiers™, 4(2). 223–235 https://doi.org/10.1094/PHYTOFR-05-23-0063-R. [in Eng.].
Duveiller E., Singh R.P., Nicol J.M. 2007. The challenges of maintaining wheat productivity: pests, diseases, and potential epidemics. Euphytica. Vol. 157. №3. Pр. 417–430. DOI: 10.1007/s10681-007-9380-z. [in Eng.]
Faris J.D., Zhang Z., Lu H., Lu S., Reddy L., Cloutier S., Fellers J.P., Meinhardt S.W., Rasmussen J.B., Xu S.S., Oliver R.P., Simons K.J., Friesen T.L. (2010). A unique wheat disease resistance-like gene governs effector-triggered susceptibility to necrotrophic pathogens. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. Vol. 107. Pр. 13544–13549. https://doi.org/10.1073/pnas.1004090107 [in Eng.]
Jin X., Zarco-Tejada P., Schmidhalter U., Reynolds M.P., Hawkesford M.J., Varshney R.K., Li S. (2020). High-throughput estimation of crop traits: a review of ground and aerial phenotyping platforms. IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine. DOI: 10.1109/MGRS.2020.2998816. [in Eng.]
John M. A., Bankole I., Ajayi-Moses O., Ijila T., Jeje T., Lalit, P. (2023). Relevance of advanced plant disease detection techniques in disease and Pest Management for Ensuring Food Security and Their Implication: A review. Am. J. Plant Science, 14(11), 1260–1295. [in Eng.]
Kader K.A., Hunger R.M., Sreedharan A., Marek S.M. (2022). Races, disease symptoms and genetic variability in Pyrenophora tritici-repentis isolates from Oklahoma that cause tan spot of winter wheat. Cereal Research Communications. Vol. 50, №2. Pр. 273–280. DOI: 10.1007/s42976021-00175-9. [in Eng.]
Keishilov Zh., Kokhmetova A., Kumarbayeva M., Nurzhuma M., Bakhytuly K. (2025). Monitoring of distribution and development of tan spot (Pyrenophora tritici-repentis) of spring wheat in the northern regions of Kazakhstan. Research, Results. Vol. 2, №106. Pр. 121–131. DOI https://doi.org/10.37884/2-2025/12 [in Kaz].
Kokhmetova A., Atishova M. (2020). Identification of wheat genotypes resistant to tan spot (Pyrenophora tritici-repentis) Bulletin of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. №2. Pр. 29–35. https://doi.org/10.32014/2020.2518-1467.38 [in Eng.]
Kremneva O.Yu., Volkova G.V. (2007). Diagnosis and methods for evaluating wheat resistance to leaf spot diseases. Methodological guidelines. -M.- Printing House of the Russian Agricultural Academy, [in Rus].
Kumarbayeva M., Kokhmetova A., Kovalenko N., Atishova M., Keishilov Z., Aitymbetova K. (2022). Characterization of Pyrenophora tritici-repentis (tan spot of wheat) races in Kazakhstan. Phytopathologia Mediterranea. Vol. 61. №2. Pр. 243–257. DOI: https://doi.org/10.36253/phyto-13178 [in Eng.]
Kumarbayeva M., Kokhmetova A., Keishilov Zh., Bolatbekova A., Bakhytuly K., Kovalenko N. (2025). Identification of new sources of wheat resistance to multiple diseases. Izdenister Natigeler. №3 (107). Pр. 314–324. DOI: 10.37884/3-2025/30. [in Eng.]
Kovalenko N.M., Zeleneva Yu.V., Sudnikova V.P. (2023). Resistance of soft winter wheat (Triticum aestivum l.) varieties cultivated in the Tambov region. Agricultural Biology. V. 58. Iss. 5. Pр. 915–926. to tan spot (Pyrenophora tritici-repentis) DOI: 10.15389/agrobiology.2023.5.915rus. [In Rus].
Kon’kova E.A., Lyascheva S.V., Zeleneva Y.V., Kovalenko N.М. (2023). Characteristics of perspective wheat cultivars, admitted to cultivation in the lower Volga region of the russian federation, based on resistance to perynophorosis and tan spot pathogens. Agricultural Biology. V. 58. Iss. 5. Рp. 852–863. DOI: 10.15389/agrobiology.2023.5.852rus. [In Rus].
Kader K.A., Hunger R.M., Sreedharan A., Marek S.M. (2022). Races, disease symptoms and genetic variability in Pyrenophora tritici-repentis isolates from Oklahoma that cause tan spot of winter wheat. Cereal Research Communications. Vol. 50, №2. Pр. 273–280. https://doi.org/10.1007/ s42976-021-00175-9 [in Eng.]
Laribi M., Fredua-Agyeman R., Ben M’Barek S., Sansaloni C.P., Dreisigacker S., Gamba F.M., Strelkov S.E. (2023). Genome-wide association analysis of tan spot disease resistance in durum wheat accessions from Tunisia. Frontiers in Genetics. – Vol. 14. https://doi.org/10.3389/fgene.2023.1231027 [in Eng.]
Maulana F., Anderson J.D., Butler T.J., Ma X.F. (2020). Improving dual-purpose winter wheat Recent Advances in Grain Crops Research. Vol. 73. [in Eng.]
Nguyen H.T., Khan M.A.R., Nguyen T.T., Pham N.T., Nguyen T.T.B., Anik T.R. (2025). Ha C.V. Advancing crop resilience through high-throughput phenotyping for crop improvement under climate change Plants. – Vol. 14, №6. https://doi.org/10.3390/plants14060907 [in Eng.]
Phuke R.M., He X., Juliana P., Bishnoi S.K., Singh G. P., Kabir M.R., Roy K.K, Joshi A.K, Singh, P.K. (2020). Association mapping of seedling resistance to tan spot (Pyrenophora tritici-repentis race 1) in CIMMYT and South Asian wheat germplasm. Frontiers in Plant Science, 11, 1309. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.01309 [in Eng.]
Rahman M.M., Crain J., Haghighattalab A., Singh R.P., Poland J. (2021). Improving wheat yield prediction using secondary traits and high-density phenotyping under heat-stressed environments Frontiers in Plant Science. Vol. 12. https://doi.org/10.5061/dryad.vdncjsxrz. [in Eng.]
Robles‐Zazueta C.A., Crespo‐Herrera L.A., Piñera‐Chavez F.J., Rivera‐Amado, C., Aradottir, G.I. (2024). Climate change impacts on crop breeding: Targeting interacting biotic and abiotic stresses for wheat improvement. The Plant Genome, 17(1), e20365.
Saari E.E., Prescott J.M. 1975. A scale for appraising the foliar intensity of wheat diseases. Plant Disease Reporter. Vol. 59. – P. 377–380. [in Eng.]
Taylor J., Jorgensen D., Moffat C.S., Chalmers K.J., Fox R., Hollaway G.J., Shankar M. (2023). An international wheat diversity panel reveals novel sources of genetic resistance to tan spot in Australia. Theoretical and Applied Genetics. Vol. 136. №3. DOI: 10.1007/s00122-023-04332-y [in Eng.]
Volpato L., Pinto F., González-Pérez L., Thompson I.G., Borém A., Reynolds M., Rodrigues Jr. F.A. (2021). High throughput field phenotyping for plant height using UAV-based RGB imagery in wheat breeding lines. Frontiers in Plant Science. Vol. 12. DOI:10.3389/fpls.2021.591587 [in Eng.]
Zhang Z., Friesen T.L., Simons K.J., Xu S.S., Faris J.D. (2009). Development, identification, and validation of markers for marker-assisted selection against the Stagonospora nodorum toxin sensitivity genes Tsn1 and Snn2 in wheat. Molecular Breeding. Vol. 23. Pр. 35–49. DOI: 10.1007/s11032-008-9211-5 [in Eng.]
Загрузки
Просмотров аннотации: 9 | Загрузок PDF: 2Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Izdenister natigeler
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
