Наследованиеустойчивостиквозбудителю ложной мучнистой росы F1 и F2 гибридами подсолнечника

Аннотация

Ложная мучнистая роса среди 40 самых распространенных в мире болезней подсолнечника, зарегистрированных как основные, встречается на посевах этой культуры по всему миру и является среди них наиболее вредоносной, так как этот возбудитель в благоприятных условиях для развития может поразить 100 % растений. Идентификация доминирующей расы возбудителя в условиях восточной части Лесостепи Украины и определение типа наследованиядля селекции гибридов подсолнечника обуславливают актуальность проведенных нами исследований.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы было определение генетического контроля устойчивости у F₁ и F₂ гибридов подсолнечника к возбудителю ложной мучнистой росы.

Материалы и методы. Учеты пораженности образцов подсолнечника возбудителем ложной мучнистой росы проводили на инфекционном участке лаборатории иммунитета растений к болезням и вредителям Института растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН. Провокационный фон создавали путем сокращенной ротации культуры (четырехпольный севооборот), предшественник – просо, агротехника – общепринятая для зоны Лесостепи Украины. Устойчивость образцов подсолнечника определяли по распространенности болезни. Идентификацию Pl. helianthi проводили по пораженности возбудителем линий-дифференциаторов. Для определения донорских свойств родительских компонентов – материнских линий и линий-восстановителей фертильности пыльцы подсолнечника, созданных в предыдущие годы, и определения характера наследования устойчивости к данному патогену, проведен гибридологический анализ 25 гибридных комбинаций F₁ и F₂, полученных от тестерных скрещиваний в 2014 году. Определяли степень фенотипического доминирования (hp) у F₁ гибридов и соответствие характера расщепления гипотетическому у F₂ гибридов по χ².

Обсуждение результатов. По результатам анализа степени доминирования устойчивости к ложной мучнистой росеу гибридов F₁, выявлены все типы наследования, кроме отрицательного сверхдоминирования. В популяции F₂ гибридов обнаружен моногенный контроль устойчивости от скрещиваний как с устойчивыми, так и восприимчивыми родительскими компонентами. Характер распределения растений F₂ гибридов на устойчивые и восприимчивые (3:1) позволил выявить наличие одного доминантного гена устойчивости в гибридных комбинациях Сх 1 А / БИ 27 В, Сх 1 А / БИ 51 В, Сх 3 А / БИ 7 В (203/2, 203/3), Сх 1 А / БИ 10 В, Сх 3 А / БИ 37 В.

Более половины (57,1%) F₂ гибридов от скрещивания с устойчивыми родительскими компонентами выявили расщепление 9 : 7, что указывает на контроль устойчивости двумя комплементарными доминантными генами. Такой характер расщепления установлен в гибридных комбинациях Сх 1 А / БИ 27 В, Сх 1 А / БИ 51 В, Сх 1 А / БИ 198 В и Сх 3 А / БИ 198 В. В гибридной комбинации F₂ Сх 3 А / БИ 26 В распределение фенотипов 37 : 27 указывает на тригибридное расщепление и контроль устойчивости к болезни тремя рецессивными генами с дупликатным их взаимодействием. Характер расщепления фенотипов у F₂ гибридов с участием восприимчивых к патогену отцовских линий позволил выявить моногенное расщепления (3 : 1)в гибридных комбинациях Сх 3 А / БИ 7 В, Сх 1 А / БИ 10 В, Сх 3 А / БИ 37 В. Дигибридное расщепление (9 : 7) указывает на наличие в гибридах двух комплементарных доминантных генов устойчивости, выявленное в комбинациях Сх 5 А / БИ 7 В, Сх 1 А / БИ 39 В. Два дупликатных доминантных фактора устойчивости по теоретически ожидаемому соотношению фенотипов 15 : 1 у F₂ гибридов выявлено в гибридных комбинациях Сх 3 А / БИ 7 В. Тригибридное расщепление и контроль устойчивости к болезни одним доминантным и двумя рецессивными генами, с дупликатным их взаимодействием, выявлен по соотношению фенотипов устойчивые к восприимчивым 55 : 9 с участием восприимчивых отцовских компонентов в  гибридных комбинациях Сх 3 А / БИ 7 В и Сх 1 А / БИ 39 В.

Итак, при многолетнем отборе генотипов в линиях по устойчивости к 730 расе возбудителя ложной мучнистой росы, а также по оценке в условиях эпифитотийного уровня развития патогена при появлении 732 расы, обнаружено, что оба устойчивых родительских компонента БИ 27 В и БИ 51 В имеют семьи гибридов как с одним доминантным, так и двумя комплементарными генами устойчивости. Устойчивый восстановитель фертильности пыльцы БИ 198 В проявился в потомстве двумя доминантными комплементарными генами устойчивости к болезни.

Восприимчивые к 732 расе возбудителя ложной мучнистой росы по оценке в 2016 году родительские компоненты БИ 10 В и БИ 37 В по проявлению устойчивости у F₂ гибридов выявили наличие в их генотипах одного доминантного гена. Проявление двух доминантных генов устойчивости у F₂ гибридов обеспечивает линия БИ 7 В при комплементарном (9 : 7) и дупликатном (15 : 1) их взаимодействии. Восприимчивый восстановитель фертильности пыльцы подсолнечника БИ 39 В по соотношению фенотипов 9 : 7 и 55 : 9 у F₂ гибридов выявил наличие как двух доминантных комплементарных генов устойчивости, так и наличие одного доминантного и двух рецессивных генов, с дупликатным их взаимодействием.

Выводы. Путем гибридологического анализа F₁ и F₂ гибридов подсолнечника определен характер генетического контроля устойчивости к возбудителю ложной мучнистой росы. В популяции F₂ гибридов моногенный, дигенний и тригенний контроль устойчивости к данному патогену, наблюдали у гибридов, полученных от скрещивания как с устойчивыми, так и с восприимчивыми родительскими компонентами.

По полученному в наших исследованиях расщеплению фенотипов на устойчивые и восприимчивые к возбудителю ложной мучнистой росы в популяции F₂ гибридов с теоретически ожидаемым моногенным контролем, и, фактически полученным расширенным спектром взаимодействия генетических факторов устойчивости доминантного, доминантного комплементарной и доминантного дупликатного, а также доминантного с двумя рецессивными генами, возможно, объясняется влиянием более вирулентной 732, чем 730 раса, селекцию линий к которой проводили в предыдущие годы. Но результаты проведенного гибридологического анализа предоставляют основания рекомендовать к использованию в селекционных программах линии - восстановители фертильности пыльцы БИ 7 В, БИ 27 В, БИ 51 В, БИ 198 В как ценный исходный материал с имеющимися доминантными факторами устойчивости к возбудителю ложной мучнистой росы