Стійкість зразків тритикале озимого до бурої листкової іржі в умовах Центрального Лісостепу України

Abstract

Досліджено розвиток бурої листкової іржі на різних зразках тритикале озимого в умовах лісостепового екотопу на полях Миронівського інституту пшениці ім. В. М. Ремесла НААН України протягом 2012–2015 рр. Встановлено, що розвиток збудника Puccinia recondita Dietel & Holw меншою мірою залежить від гідротермічного режиму, ніж від генотипу рослини-господаря. Виділено зразки, які поєднують високу урожайність зі стійкістю до бурої іржі: Раритет, Обрій миронівський, АДМ 8, Вівате носівське, Зернятко, Юкон, Цекад 90, Амур. Відзначено, що найвищий рівень урожайності зерна, який у 2015 році становив 8,59 т/га, формував сорт тритикале озимого Обрій миронівський. Частина зразків із середнім ступенем ураження також забезпечувала високу урожайність: Ювілейне волинське, Утро, Степан, Легіон, Валентин 90, АДМ 13, Zorro. Дисперсійний аналіз впливу факторів генотипу і року досліджень на варіювання урожайності зерна показав, що умови року справляють більш суттєвий вплив, ніж генотип, оскільки досліджувані сорти мають близькі рівні потенційної урожайності.

Goal. To characterize the affection of winter triticale accessions of different ecogeographical origin by brown leaf rust pathogen (Puccinia recondita Dietel & Holw); to determine the phytopathogen influence on the grain yield; and to analyze the phytopathogen level depending on genotype and the research year. Results and Discussion. In the Central Forest-Steppe of Ukraine at V. M. Remeslo Myronivka Institute of Wheat of the National Academy of Agrarian Sciences, 39 winter triticale accessions from the eco-trial collection were examined to assess the rate of affection by Puccinia recondita. It was proved that brown leaf rust was one of the dominant fungal diseases in the region. The first symptoms of brown leaf rust were seen at the stem elongation stage and looked like rare necrotic spots on leaves, then the affected tissues became covered with pustules. Disease usually appears on the dorsal side of triticale leaves, and, in 2013, over 70% of plants of certain varieties were covered with brown leaf rust. Variance analysis of the influence of experiment factors on variations in the affection showed that the genotype influence share was about 36%, while the year condition share was 23%. Significant percentage of variations was caused by interactions and unaccounted factors associated with genotypic peculiarities of the test varieties, including their resistance to other diseases. During 2012-2015, brown leaf rust affected almost all domestic and foreign winter triticale accessions on natural infectious background. In 2013, disease turned into epiphytoty: nearly 40-60% of varieties «Amfidyployid 256», «Bard», «Izomer», «Poliskyi 7» were affected by disease, and in varieties «Monserrato», «Romantyka» and «Stavropolskyi 5» 70% of crops were affected. The other varieties had lesser rates of affection, which did not vary greatly from year to year. This tendency can be clearly noted in such varieties as «Rarytet», «Vivate Nosivske», «Obrii Myronivskyi», «Zorro», «Amur», «Polovetske», «ADM 13», «ADM 11», «Bard», «Tsenad 90». Genotypes «Rarytet», «Zorro», «Obrii Myronivskyi», «ADM 8», «Vivate Nosivske», and «Amur» were designated as re sistant. Such resistance is genetically determined. The lowest rate of disease development was registered in 2015, as it did not exceed 15-20%. Different rates of the crop affection by brown leaf rust influenced the assimilation surface of the leaf apparatus and its performance. It is proved by the moderate antithetical correlation between the affection of varieties by brown leaf rust and the crop yield (r = - 0.70, p = 0.01). In the study years, the winter triticale yield varied between 5.9 and 7.55 t/ha. The average yield was 5.28 t/ha, 6.20 t/ha, 6.84 t/ha, and 6.56 t/ha in 2012, 2013, 2014, and 2015, respectively. The highest yields from the test varieties were obtained in 2015 and 2015. Across the test accessions, «Rarytet», «Obrii Myronivskyi», «ADM 8», «Vivate Nosivske», «Zerniatko», «Yukon», «Tsekad 90», and «Amur» were both resistant to brown leaf rust and high-yielding. We noticed that the highest yield of 8.59 t/ha was produced by «Obrii Myronivskyi» in 2015. Some moderately affected by brown leaf rust accessions also gave high yields. They were «Yuvileine Volynske», «Utro», «Stepan», «Legion», «Valentyn 90», «ADM 13», and «Zorro». Variance analysis of the genotype and study year effects on variations in the crop yield showed that they were significant, and the effect of year conditions was more significant than the genotype factor. The year conditions are crucial for the crop yield formation, since the test varieties have similar levels of the potential performance. Conclusions. The differences in responses of the test triticale accessions, which were observed during the study period, suggest their various resistances to brown leaf rust. The patterns of plant affection by Puccinia recondita indicate a wide polymorphism of the crop in relation to its resistance to disease. The affection of moderately and highly susceptible varieties by brown leaf rust pathogen in the Central Forest-Steppe resulted into a considerable decrease in crop yields. The selected accessions that combine high yield capacity with resistance to brown leaf rust are valuable starting material for creation of new forms with a set of valuable characteristics.

Цель. Оценить поражения образцов тритикале озимого различного экологогеографического происхождения возбудителем бурой листовой ржавчины (Puccinia recondita Dietel & Holw.), установить влияние фитопатогена на формирование урожайности зерна и проанализировать его уровень в зависимости от генотипа и лет исследований. Результаты и обсуждение. В Центральной Лесостепи Украины: Мироновском научно-исследовательском институте пшеницы имени В. М. Ремесла НААН из коллекции тритикале озимого экологического испытания проведена оценка поражения возбудителем Puccinia recondita 39 образцов. Установлено, что бурая листовая ржавчина в регионе является одной из доминирующих грибных болезней культуры. Первые симптомы бурой ржавчины установлены в фазе выхода растений в трубку одиночными некротическими пятнами на листьях, затем пораженные участки тканей покрывались пустулами. Болезнь проявлялась, как правило, на верхней стороне листьев тритикале, и в 2013 году на отдельных сортах охватывала более 70 % растений. Дисперсионный анализ влияния факторов опыта на варьирование поражения показал, что доля влияния генотипа на поражение бурой ржавчиной составила около 36 %, тогда как года – 23 %. Значительная часть варьирования обусловлена взаимодействиями и неучтенными факторами, что связанос генотиповыми особенностями исследуемых сортов, в том числе их устойчивостью к другим болезням. В течение 2012–2015 годов исследований установлено поражения бурой листовой ржавчиной практически всех отечественных и зарубежных образцов тритикале озимого на природном инфекционном фоне. В 2013 году болезнь приобрела эпифитотийный характер и на сортах: Амфидиплоид 256, Бард, Изомер, Полесский 7, развитие ее достигало 40–60, а на Monserrato, Романтика и Ставропольский 5 он превышал 70 %. В остальной части сортов уровень и разница в поражении по годам были незначительными. Особенно четко такая тенденция отмечена у сортов: Раритет, Вивате носовское, Обрий мироновский, Zorro, Амур, Половецкое, АДМ 13, АДМ 11, Бард, Ценад 90. К устойчивым отнесены генотипы: Раритет, Zorro, Обрий мироновский, АДМ 8, Вивате носовское, Амур. Такая устойчивость обусловлена генетически. Наименьшее развитие болезни среди лет исследований установлено в 2015-м и не превышал о 15–20 %. Разный степень поражения сортов бурой ржавчиной влиял на ассимиляционную поверхность листового аппарата и на их производительность. Об этом свидетельствует наличие отрицательной корреляции средней силы между поражением сортов бурой ржавчиной и урожайностью зерна (r = - 0,70, p = 0,01). Показатели урожайности зерна сортов тритикале озимого составляли в годы исследований в пределах 5,59–7,55 т / га. Средний показатель ее составлял по годам соответственно: в 2012 году – 5,28; 2013-м – 6,20; 2014-м – 6,84 и 2015- м – 6,56 т/га. Высокие показатели урожайности анализируемых образцов культуры получен в 2014 и 2015 годах. Среди изученных образцов устойчивыми к бурой ржавчине и одновременно высокоурожайными были: Раритет, Обрий мироновский, АДМ 8, Вивате носовское, Зернышко, Юкон, Цекад 90, Амур. Отмечено, что самый высокий уровень урожайности зерна, который в 2015 году составил 8,59 т/га, формировал сорт тритикале озимого Обрий мироновский. Часть образцов со средней степенью поражения также обеспечивали высокую урожайность: Юбилейное Волынское, Утро, Степан, Легион, Валентин 90, АДМ 13, Zorro. Дисперсионный анализ влияния факторов генотипа и года исследований на варьирование урожайности зерна показал, что он является достоверным, причем влияние условий года был существеннее, чем генотипа. Условия года являются определяющими в формировании урожайности зерна, поскольку исследуемые сорта имеют близкие уровни потенциальной производительности. Выводы. Различия в реакции анализируемых образцов тритикале, которые наблюдались в течение периода исследований, указывают на различную их устойчивость к бурой листовой ржавчине. Характер поражения растений возбудителем Puccinia recondita свидетельствует о широком полиморфизме культуры по устойчивости к болезни. Поражения возбудителем бурой листовой ржавчины умеренно- и восприимчивых сортов в условиях Центральной Лесостепи приводит к существенному уменьшению урожайности зерна. Выделенные образцы, которые сочетают высокую урожайность с устойчивостью к бурой ржавчине является ценным исходным материалом для создания новых форм с комплексом ценных признаков.