Ржавчинные заболевания злаков Аристотель 384 -322 до н

Ржавчинные заболевания злаков Аристотель (384 -322 до н. э. ): «ржавчина хлебов порождается тепловыми испарениями, вызывая опустошающие эпидемии»

• Ржавчина – это вредоносная распространённая болезнь многих растений, вызываемая ржавчинными грибами (например, рода Phragmidium или Puccinia) и характеризующаяся образованием на пораженных органах пустул различной формы и величины, из которых при растрескивании высыпается «ржавый» порошок, состоящий из спор гриба. • Заболевание ржавчиной вызывает повышенную транспирацию растений (т. е. испарение влаги), а при сильном поражении – засыхание и опадение листьев. • Заболевание возникает локально. Возбудители болезни переносятся ветром или насекомыми.

Crysomyxa spp. Coleosporium tussilaginus Melampsoridium betulae ржавчина растений Phragmidium spp. Puccinia horyana

Ржавчина злаков • Нарушаются процессы ассимиляции, листья преждевременно отмирают, что cнижает накопление пластических веществ; зерно становится легковесным. • При поражении стебли подламываются и полегают. • Ржавчина снижает зимостойкость, засухоустойчивость.

Наиболее распространенные и вредоносные ржавчинные заболевания злаков стеблевая (линейная) листовая (бурая) желтая Возбудители Puccinia graminis Puccinia triticina (P. recondita) Puccinia striiformis

Промежуточный хозяин Berberis spp. Puccinia graminis Thalictrum spp. Puccinia triticina Berberis spp. Puccinia striiformis

Симптомы Урединии: изолированные, иногда сливающиеся в линии Локализация: стебель, верхняя и нижняя поверхности листа, колос Puccinia graminis Урединии: изолированные, рассеянные Локализация: верхняя поверхность листа Puccinia triticina Урединии: системные, сливающиеся в общее поле Локализация: верхняя и нижняя поверхности листа, колос Puccinia striiformis

Условия, оптимальные для инфицирования хозяев и развития заболевания Температура 15 -35 °С Puccinia graminis 10 -30 °С Puccinia triticina 2 -15 °С Puccinia striiformis

Наносимый ущерб 100% при культивировании восприимчивых сортов Puccinia graminis <10% обычно 50 -100% 30% при культивировании восприимчивых сортов Puccinia triticina Puccinia striiformis

wheat stem rust – стеблевая ржавчина пшеницы susceptible / resistant wheat varieties – восприимчивые / устойчивые линии пшеницы virulent races – вирулентные расы (способные вызвать инфекцию) primery and alternative hosts – основные и промежуточные хозяева dormancy – период покоя

Flor, 1956 «ген на ген» Каждому гену устойчивости или восприимчивости растения-хозяина соответствует определенный комплементарный ген вирулентности или авирулентности паразита. реакция устойчивости (resistance) virulence gene X + resistance gene Y resistance gene X virulence gene X реакция восприимчивости (susceptibility) Патогенность гриба характеризуется его вирулентностью – способностью поражать растение-хозяина

“RUST NEVER SLEEPS” Norman Bourlaug коэволюция – совместная эволюция организмов системы «паразит – хозяин» Физиологические расы - совокупность клонов в составе популяций патогена, отличающихся одинаковым набором факторов вирулентности

Устойчивые сорта Sr 31

Устойчивые сорта Sr 31 Ug 99 (Uganda 1999)

Раса стеблевой ржавчины пшеницы «Ug 99» - Uganda 1999 Sr 31 Sr 24 Sr 36 Stem rust resistance genes

Центральный регион РФ Agropyron repens -точки сбора образцов инфекции с дикорастущих злаков

Посевы озимой пшеницы Немчиновская 24

пораженные дикари благоприятные условия поражение пшеницы

США, 1918 -1960 гг. Программа уничтожения посадок барбариса «Barberry eradication program»

> 100 000 кустов барбариса было уничтожено

Пути сезонных перемещений спор стеблевой ржавчины по территории США Agropyron repens

Теплица ВНИИ Фитопатологии: -идентификация рас на проростках -оценка возрастной устойчивости сорта

Схема определения рас (на проростках пшеницы) сбор инфекционных образцов инокуляция восприимчивого сорта оценка типов поражения по 4 х бальной шкале тестирование изолятов на наборе дифференциальных линий пшеницы изолирование монопустульной культуры (изолята)

Дифференциальные линии пшеницы несут определенный ген устойчивости Sr 5 группа 1 Sr 9 e Sr 7 b Sr 5 Sr 21 Sr 9 e Sr 7 b 2 Sr 11 Sr 6 Sr 8 a Sr 9 g 3 Sr 21 1 Sr 36 Sr 9 b Sr 30 Sr 17 4 Sr 9 c Sr 9 d Sr 10 Sr. Tmp 5 Sr 24 Sr 31 Sr Mc. N Sr 38

v? Av? Sr 5 Sr 21 Sr 9 e Sr 7 b v 5, 9 e Av 21, 7 b

Схема идентификации в сортах генов устойчивости к ржавчине фенотипический (фитопатологический) анализ генотипический анализ (молекулярное маркирование) Av 34 ? ? + + + - M Lr 34 Leaf rust resistance gene 34

Профилактика развития и массового проявления инфекции • работа с патогеном (мониторинг расового состава местной популяции патогена) • работа с растением-хозяином (генотипирование высеваемых сортов пшеницы по признаку устойчивости к стеблевой ржавчине, поиск доноров устойчивости)

Obregon, Mexico, 2009

You are welcome!!