Мірось Світлана Леонідівна. Генетична детермінація ознаки стійкості озимих м'яких пшениць півдня України до збудника фузаріозу колоса (Fusarium graminearum Schwabe): дисертація канд. біол. наук: 03.00.15 / Селекційно-генетичний ін-т - національний центр насіннєзнавства та сортовивчення УААН. - О., 2003.
Анотація до роботи:
Мірось С. Л. Генетична детермінація ознаки стійкості озимих м’яких пшениць півдня України до збудника фузаріозу колоса (Fusarium graminearum Schwabe). – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.15 – генетика. Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення УААН, м. Одеса, 2003.
Дисертацію присвячено з’ясуванню генетичного контролю стійкості озимої м’якої пшениці до збудника фузаріозу колоса. Уперше встановлена кількість генів специфічної стійкості до збудника фузаріозу в десяти ліній озимої м’якої пшениці, що використовуються у вітчизняній селекції.
З’ясовано функціональний стан генів окремих оксидоредуктаз - супероксиддисмутази (СОД), цитохромоксидази (ЦХО), фенолоксидази (ФО) та пероксидази (ПО) – у ліній озимої м’якої пшениці до та після ураження фузаріозом, а також наявність асоціацій між функціональним станом зазначених ген-ензимних систем і рівнем стійкості досліджуваних ліній. У чутливих та стійких генотипів спостерігаються істотні відмінності в реакціях вказаних ферментів на зараження фузаріями. Між наявністю множинних молекулярних форм (ММФ) СОД, ЦХО, ФО та ПО не було знайдено чіткої асоційованості з рівнем стійкості ліній пшениці до фузаріозу, але експресивність смуг окремих ізозимів на електрофореграмах виявляє чіткі асоціації з ознакою стійкості рослин до фузаріозу колоса. У зв’язку з цим ці ізозими можна рекомендувати маркерами стійкості рослин до фузаріозу на ранніх стадіях їх розвитку. Такими маркерами можуть бути ММФ СОД з Rf 0,08, ФО з Rf 0,45 і ПО з Rf 0,03.
Автором з’ясовано, що рівень стійкості досліджуваних ліній пшениці визначається в першу чергу генами вертикальної стійкості, що взаємодіють як адитивно-домінантні та комплементарні гени.
З’ясування механізмів стійкості рослин пшениці до фузаріозу та створення вихідного матеріалу, придатного для селекції стійких сортів, є актуальним, але ще не вирішеним завданням сучасної генетики.
Створена колекція стійких до збудника фузаріозу колоса генотипів пшениці різного походження. Від рослин сортів та форм цієї колекції шляхом інбридингу отримано високостійкі, стійкі, помірностійкі та одну дуже сприйнятливу лінії озимої м’якої пшениці, які можна використовувати для генетичних досліджень та в селекції.
Високостійкі (5/81-91, 5/20-91, 8/77-91) та стійкі (Еритроспермум 898/91 і Ringo Sztar) лінії озимої м’якої пшениці утримують в генотипі по три домінантних гени стійкості з домінантно-адитивною та комплементарною взаємодією. Стійкі лінії 2593/90, Еритроспермум 729/96, Еритроспермум 2582/89 мають по два комплементарно взаємодіючих домінантних гени стійкості, а помірностійкі – Обрій та Еритроспермум 3059/92 – по одному.
Стійкість рослин пшениці до фузаріозу визначається не тільки кількістю домінантних генів стійкості, але й генетичним походженням зазначених генів. Найбільш стійкими до фузаріозу є рослини тих ліній, які несуть домінантні гени стійкості від егілопса (5/81-91, 5/20-91, 8/77-91); лінії з тією ж кількістю домінантних генів, але іншого походження (Еритроспермум 898/91, Ringo Sztar) виявляють значно меншу стійкість.
Ознака стійкості досліджуваних ліній пшениці до збудника фузаріозу колоса не корелює з їх стійкістю до збудників інших грибкових захворювань – борошнистої роси, септоріозу та бурої іржі. Не виявлено також чіткої залежності між стійкістю досліджуваних пшениць до фузаріозу та їх морфологічними ознаками. Відсутність достовірної кореляції між зазначеними показниками свідчить про те, що стійкість досліджуваних ліній пшениці до фузаріозу визначається переважно генами вертикальної стійкості.
Експресія генів досліджуваних оксидоредуктаз у стійких та сприйнятливих до фузаріозу колоса пшениць виявляє істотні відмінності: при ураженні фузаріозом електрофоретичні смуги окремих ММФ у стійких генотипів значно інтенсивніше експресуються, ніж у сприйнятливих до фузаріозу рослин. Зазначене свідчить про участь генів досліджуваних оксидоредуктаз у захисних реакціях рослин пшениці до фузаріозу.
Інтенсифікація експресії загальноклітинних генів (оксидоредуктаз) спостерігається в заражених фузаріями рослин за умови, що генотипи цих рослин утримують домінантні гени специфічної стійкості. У зв’язку з цим сукупність генів вертикальної й горизонтальної стійкості рослини можна розглядати як єдину генетичну систему, що обумовлює загальну стійкість до фузаріозу.
Виявлено стійкі асоціації між наявністю окремих множинних молекулярних форм досліджуваних оксидоредуктаз, інтенсивністю їх забарвлення на електрофореграмах і ознакою стійкості рослин пшениці до фузаріозу. Це дозволяє використовувати окремі ММФ супероксиддисмутази, фенолоксидази й пероксидази як фенотипові маркери стійких генотипів.
Рекомендації для практичного використання
Досліджені нами лінії 5/81-91, 5/20-91, 8/77-91, отримані від міжвидових гібридів Одеської напівкарликової з Ae. cylindrica, крім підвищеної стійкості до фузаріозу, виявляють групову стійкість до збудників борошнистої роси, септоріозу та бурої іржі. Ці лінії разом з лініями Еритроспермум 898/91 і Ringo Sztar, що виявляють стійкість до фузаріозу колоса, можна рекомендувати для використання донорами цієї властивості. Усі вищезазначені лінії мають досить сильні домінантні гени стійкості до F. graminearum, а під час схрещувань зі сприйнятливою лінією Одеська напівкарликова проявили високу успадковуваність цієї ознаки. Решта досліджуваних ліній, що мають менш ефективні гени стійкості, може бути використана в комбінаційній селекції для отримання трансгресивного ефекту.
Ведучи добір на стійкість рослин пшениці до фузаріозу колоса, слід враховувати не тільки зовнішні симптоми ураження колосся, але й кількість ураженого в ньому зерна, схожість, масу врожаю тощо. Як найбільш показову фенотипову ознаку стійкості або чутливості до збудника фузаріозу колоса можна рекомендувати відсоток ураженого зерна в рослини.
Окремі ММФ досліджуваних ферментів, які в дослідах виявили асоціації з ознакою стійкості до фузаріозу, можна рекомендувати маркерами стійкості в селекційному процесі. Найбільш перспективними в цьому відношенні видаються ММФ супероксиддисмутази з Rf 0,08, фенолоксидази з Rf 0,45 і пероксидази з Rf 0,03.
Публікації автора:
Мірось С. Л. Сорти пшениці, стійкі щодо збудника фузаріозу колоса (Fusarium graminearum) в умовах півдня України // Вісник ОДУ. – 1999. – Т. 4, вип. 3.– С. 41-46.
Бабаянц О. В., Мірось С. Л., Залогіна М. А., Мірось О. Л. Стійкість рослин різних сортів озимої пшениці до Fusarium graminearum // Вісник ОДУ. – 2000. – Т. 5, вип. 1.– С. 81-86.
Мірось С. Л., Бабаянц О. В. Генетичні основи стійкості ліній озимої м’якої пшениці до збудника фузаріозу колоса Fusarium graminearum // Вісник ОДУ. – 2001.– Т. 6, вип. 1. – С. 67-74.
Дьяченко Л. Ф., Топтіков В. А., Мірось С. Л., Бабаянц Л. Т., Тоцький В. М. Множинні молекулярні форми деяких оксидоредуктаз і резистентність м’якої пшениці до фузаріозу // Вісник ОДУ. – 2001. – Т. 6, вип. 1.– С. 59-66.
Бабаянц Л. Т., Мирось С. Л., Тоцкий В. Н., Бабаянц О. В. Генетическая детерминация и наследование признака устойчивости пшеницы к Fusarium graminearum // Цитология и генетика. – 2001. – Т. 35, № 3.– С. 22-29.
Мірось С. Л., Гандірук Н. Г., Тоцький В. М. Активність супероксиддисмутази і стійкість озимої м’якої пшениці до фузаріозу колоса // Вісник Одеського національного університету. – 2002. – Т. 1, вип. 1.– С. 95-99.
Топтиков В. А., Мирось С. Л., Дьяченко Л. Ф., Тоцький В. Н., Залогина М. А. Сопряженность устойчивости озимых мягких пшениц к Fusarium graminearum Schwabe и множественных молекулярных форм некоторых ферментов // Цитология и генетика - 2002.- Т. 36, № 2. – С. 3-11.
Miros S. L., Babayants O. V. Genetic Wheat base resistanse to Fusarium graminearum // Conference on genetics and molecular biology for students and young scientists devoted 100-th anniversary of genetics, 20-22 of april, 2000. – Lviv. – 2000 – P. 94.
Бабаянц О. В., Мирось С. Л Устойчивость озимой мягкой пшеницы к возбудителям фузариоза колоса на юге Украины // тез. доп. мiжнар. конф. „Науковi основи стабiлiзацiї виробництва продукцiї рослинництва”. – Харкiв. – 1999. – С. 385.
Мирось С. Л. Устойчивость пшеницы к возбудителю фузариоза колоса и ее генетическая основа // междунар. конф. молодых ученых „Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений”, 2-7 июля, 2001 г. – Харьков. – 2001. – С. 98.
Бабаянц Л. Т., Рыбалка А. И., Бабаянц О. В., Васильев А. А., Дубинина Л. А., Омельченко Л. И., Бушулян М. А., Мирось С. Л. Источники и доноры новых генов устойчивости пшеницы к фитопатогенам // Труды по фундаментальной и прикладной генетике (к 100-летнему юбилею генетики) – Харьков: Штрих. – 2001. – С. 232-241.
Бабаянц Л. Т., Рыбалка А. И., Бабаянц О. В., Бушулян М. А., Васильев А. А., Дубинина Л. А., Мирось С. Л. Новый исходный материал для селекции пшеницы на устойчивость к возбудителям инфекционных заболеваний // Пшеница и тритикале. Материалы научно-практической конференции «Зеленая революция П. П. Лукьяненко», Краснодар, 28-30 мая 2001 г. – Краснодар: Советская Кубань”. – 2001. – С. 329 – 336.
Miros S. L., Babayants O. V. Inheritance of resistance to Fusarium graminearum // Conference for students, PhD students and young scientists on molecular biology and genetics, September 20-22, 2001 - Kyiv. – 2001. – P.110.
Мірось С. Л. Стійкість озимої пшениці до збудника фузаріозу колосу і її корелятивні зв’язки з іншими господарчоцінними показниками // 54 наукова конференція професорсько-викладацького складу і наукових працівників, присвячена 135-й річниці ОДУ. – Одесса. – 1999. – С. 30.
Мірось С. Л., Тоцький В. М. Генетична детермінація стійкості до фузаріозу озимої м’якої пшениці // 55 наукова конференція професорсько-викладацького складу і наукових працівників, присвячена 10-й річниці незалежності України. – Одесса. – 2000. – С. 42.
Мірось С. Л. Генетико-біохімічні аспекти стійкості ліній озимої пшениці до збудника фузаріозу колоса Fusarium graminearum // 56 наукова конференція професорсько-викладацького складу і наукових працівників. – Одесса. – 2001. – С. 43.
Бабаянц Л. Т., Рыбалка А. И., Бабаянц О. В., Васильев А. А., Дубинина Л. А., Бушулян М. А., Мирось С. Л. Новый исходный материал и его использование при селекции пшеницы на групповую устойчивость к фитопатогенам // Первая всероссийская конференция по иммунитету растений к болезням и вредителям посв. 300-летию Санкт-Петербурга. – Санкт-Петербург - 2002. – С.167.
Дьяченко Л. Ф., Топтиков В. А., Мирось С. Л. Молекулярные формы оксидоредуктаз при адаптации растений к внешней среде // Сборник тезисов международной конференции „Адаптивная селекция растений Теория и практика”, 11-14 ноября 2002 г. – Харьков - 2002. – С. 107-108.
