Способ расовой дифференциации спорообразцов головни проса Советский патент 1991 года по МПК A01G7/00 C12Q1/00 C12N1/14 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к фитопатологии селекции проса на устойчивость к головне Sphacelotheca panicl-millacel (Pers.) Bub.

Цель изобретения - повышение точности дифференциации.

Способ расовой дифференциации спорообразцов головни проса осуществляют следующим образом.

Собирают индивидуальные спорообразцы головни проса по принципу: один спорообразец (изолят) с одного пораженного растения, каждым из собранных спорообразцов при строгой изоля ции их друг от друга заражают семена сортов-дифференциаторов проса.

В качестве сортов-дифференциаторов используют сорта проса к-9520, к-9571,-к- 8751, к-9123,к-241,к-518,к-5763 с генами

резистентное™ 0, Sph 1, Sph 2. Sph 3, Sph 4, Sph 5, Sph 6 соответственно.

После отчетливого проявления болезни учитывают пораженные растения каждого сорта-дифференциатора. По совокупности реакций набора сортов-дифференциаторов определяют расовую принадлежность исходного изолята.

Ключ для определения рас патогена приведен в табл.1.

Условия заражения семян проса инфекционным началом.

Способы заражения могут быть различные, встряхивание семян и спор головни в пробирке, в бумажном пакетике, в чашечках, как предварительно, так и во время посева. Наиболее производительный и эффективный способ заражения (инокуляции) семян проса - перемешивание их во время

О СП

ел

СлХ

ел

XI

nut сча ( о спорами возбуди к л i о; пони ще rio i /пч г/ ox- tiiH IMH папьцтми одной руки в п I M , лолениои ч. домп до/юи При чго1 .ни} ционпап Harped дэлжис) бью i е fpuPG 1 % с пир от массы гемлн

Поело заряжения одним и i с noooobpc 3- i i s Jf удигелч тловни проы енл каж пси и copra дифференты гор i noo if редно им f ваюг я почау JPTGM зартж ки не с pir j,- ; | еренци: лоры другим споро обтзцпм и m iceB,i.r ч т п

fl )f n ОТ С 1 ЛПП01 О ПрОЧЫИЧ u h i ЯНИ

v mi tmoi мора i енип pn( ггч-ч« ч дою

inpri i i iff ренцичгорь и определяют реii -о м i oun i птч Симе ncyr ует

I Ii i MM л Vfl il Mill ТЬ (R)

l 1 I I lji (Co/If P 0%J 3 JCr nuvu PO TI (S) По совокупно ти реакций

| 14 M О НЦИТ-ТОПОР ЗП °ИНЬ| ОДп т i i IM , i голо ни проса с ,i i i, ю г/i iq ч( mio

I irl J ill | ironVKi П )1t МОГИ

-or i и 1 ff n |4i I m ,ц М i d le TpTO i AII j С i JH i i HJ ь}уют i (i - т к nri2(i 4r/i ПП1 к 11 i r ib к i ( i ,n и fi nv r ) - vi Spl. , .- Suti -1 o,jr 5

1 f f TO i pirf f с | | у n

1С i м f 5 ° i ТПРС i и п i мг MI

Iачиг i run1 чуют и v iii MI ; t. гк

, ( ЮИ P v i ) i nltl/J (

(I ll 1П / ,/;i i CMOinHna

I lio ,- i i ip i, iK.Um j J t l 1Гч MI

r , к i ; 3 IMV w 1 fir „ч MI iUH

H clllS r f 11 .Л-Ш11 3 1TI iK TCnftuP П 1|НГТОИ I lftff MOi 10.1 i/ т f Г ( M-U ГрТ ilprjO Hu i11 Г 0 J fK i/O

i. iMM ч и nc ем мири ui inf.jd i-3 i

Ч М p I ч 0 i ЯЧ , }I jjitl г П If г Г

| j чм ч v J Ч V Г i Ш ППь1 i И ДЛ 1 Ip iCc-1

J П - „4|V J Г J. H p С lv ,

Г ( I Гг) I ( Ч J/1 TJ

ДI С i Ч Ц1 i pн ,

Г r i t 0 irn 21f г ppvnon -i TPM -f л 3b r f H М о vn r-nfi ic и Ъ чьм i M-c ii i rj ( В CnrrNii:l С кмррс

IIpi/ t НИИ r i jinn 1Д| о I- 1 M I f 1 i b X J I f И и 1 lJrii i I НИ Pfjpr л Пг 1 i t И

11 f(l/ ll 4 r n r5JlK ll |Г

i i f-i 1 i h i 1( I nv (yc

И ч11 м 1| tl Hiri „4.

I Hl,0i O3 ,Hlri 15.

OPl f ЛН lOT.iy СГЮГОО) Ч TOMll i n (. J ШМ Т ПЦИ t ч

ii i i f ч Пр 1РЗП v. f . i

ijцтфф 1 ЦП-МО 1 11 (( ) V

I ( i. ци i fncnPiii зг)1-1 f ш 1 /ITCH-IP

, ЮрП-гСНИЧ Ht i f1 } i ( -IP

i r |ГЦ1Т ечи i i r i n ) . f j i ni

ч jI r

pi o pajud изолчта Затем проводят анализ пплучениои информации

Результаты расовой дифференциации искусственной популяции представлены в

таПл 2 и 3

П р и м е р 2 Для исследования споро- образца головни проса из Целиноградской пбпапи с сорта Волжское 3, полученного в полевых условиях зарэя ают различные сор0 та проса и выращивают их до проявления СЮПРЭНИ Затем проводят сбор спорообраз- цпв ГО/ЮРИИ с восприимчивого и других сортов-дифференциаторов В летний пе риод следующего года проводят идентификацию этих с nopoohpaзцов (табл 4) Идентификацию гпорооОр зцов изолчюв взятых с отдельные пораженных растений универсально поспрпим (иного сорта проводят в климатичгс1 пи каморе при фотопериоде

П 1J ч и ГРМ и рзтуре 2J 25°С Расе 8 соответ- створалч 93 (71 24) сророизолята, расе 1 - Р ( 8%;

П р и f/ е р 3 Расовую дифференциацию ггкфопр рлзца головни проса из Пензенской

ofu пррппдят в ролевыхусловиях Для этого иг f лелуют семина сорта проса Миронов- 94 с явными признаками заспорения i п юьнои Сомэна высевают на фитоучастке l rim ,CIP проводят учет степени поражения

f rp.Td (ЗЬ G%), с индивидуальных поражен- ны { растений проса берут 46 спорообраз- цоь изолятов 15 сентября в климатической кчмррс. замыдывают опыт по их идентифи- KrjMPH согласно предла аемому способу Фо тиг гриод12ч Учет проводят 18 - 20 ноября. ким обр1зом расовая диффренциация ис- гледуемого спорообразца головни осущест- ьлена практически ча полюда с минимальными жиратами ьремсни, труда и с высокой точно сгью ч го свидетельствует о преимуществах

г оиоГэ поред известными По каждому

орту дифференциатору выращено и про1 л .изирипэно во время учета в среднем по

17 30 растений, при этом получены четкие

i ufJt цпи - либо устойчивость, либо восприимчивость (табл 5)

П р и г е р 4 Расовая дифференциация i орообрачча юловни взятого на воспри- чичпм орге проса Харьковское 65 из . Mp,i,n гч-гй оЗпасти

Сгн р 1гч)разоц рег.родуцпруют на уни- и рсальн.| писприимчивом сорте-диффе- рс циа ор(К-9520),после созревания спор провидь i сбор сиорообраэцов изолятов с ni.aus ид/ мчи IX пораженных растений За- т.-п i i pMcpf I cvyccTBCMHOiO члимата через Г r- сс гк СЛР заражсннт пр()ьодят иденти ИСХОДНОГР гпорообраэца и спо (. прпразиоп изолотоп При вырэщирзнии ) « .еним г Я1Д°п кипатгь гимпрратура 25

27°С, оптимальная для проса, фотопериод 13 ч, со второй половины вегетации интенсивность освещения снижалась вдвое, В среднем по каждому сорту-дифференциатору выращено и учтено по 18-33 растения (табл.6).

П р и м е р 5. Сравнительные данные расового анализа одних и тех же спорооб- разцов возбудителя головни проса с помощью предлагаемого способа в сравнении с изве- стным (табл.7). Определение проводилось методами, описанными ранее.

Таким образом, результаты, полученные по известному и предлагаемому способам, существенно различаются.

В четырех из пяти исследуемых споро- обраэцов возбудителя головни проса известным способом идентифицированы расы, которые предлагаемым способом в соответ- ствующих спорообразцах-популяциях вообще не выявлены, кроме того, при анализе различных спорообразцов с идентичным расовым составом, но с разной структурой (долей рас в популяции) по известному способу чаще всего фиксируются разные расы, такая же картина наблюдается при исследовании спорообразцов, взятых после заражения сортов проса, имеющих разные гены устойчивости, одним и тем же исход- ным спорообразцом возбудителя головни проса, что и служит причиной идентификации рас в большем количестве, чем их имеется на самом деле.

Изучение слорообразцов возбудителя головни проса предлагаемым способом наиболее точно и полно позволяет выявить их расовый состав и структуру, а также использовать неэффективные против отдельных рас гены устойчивости путем объединения их в одном сорте, что значительно повышает роль банка генов в селекции на иммунитет.

Предлагаемый способ более достоверно и точно позволяет провести расовую дифференциацию спорообразцов возбудителя головни проса.

Достоверность обусловлена тем. что при использовании предлагаемого способа не происходит объединения изолятов, принадлежащих к разным расам, а точность достигается тем, что используется набор сортов-дифференциаторов, в котором каждый сорт обладает одним известным геном резистен- тности.

Формула изобретения

Способ расовой дифференциации спорообразцов головни проса, включающий подбор сортов-дифференциаторов, заражение их спорообразцами известных рас возбудителя головни проса, определение реакций, сортов-дифференциаторов на эти спорообразцы, сбор исследуемых спорообразцов возбудителя головни проса, заражение ими сортов-дифференциаторов, выращивание растений до проявления болезни на восприимчивых сортах, определение устойчивых или восприимчивых сортов и определение расы по совокупности реакций растений на заражение путем сравнения реакций сортов-дифференциаторов на известные и исследуемые спорообразцы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дифференциации, в качестве сортов-дифференциаторов используют сорта ВИР к-9520, к-9571, к-8751, к-9128, к-241, к-518, к-5763, имеющие соответственно гены резистентности 0. Sph 1, Sph 2, Sph 3, Sph 4, Sph 5, Sph 6, сбор исследуемых спорообразцов головни проса проводят с индивидуального пораженного растения, к устойчивым относят сорта, у которых признаки поражения на заражение отсутствуют, к восприимчивым относя гсорта с любыми признаками поражения.

Таблица .1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к фитопатологии и селекции проса на устойчивость к головне (Sphacelotheca Panici-millacei (Pers), Bub), Целью изобретения является повышение точности дифференциации. Собирают индивидуальные спорообразцы головни проса по принципу: один спорообразец (изолят) с одного пораженного растения, каждым из собранных спорообразцов при строгой изоляции их друг от друга заражают семена сортов - дифференциаторов проса. В качестве сортов-дифференциаторов используют сорта проса к-9520, к-9571, к-8751. к-9123, к-241, к-518, к-5763 с генами резистентно- сти 0, Sph 1, Sph 2, Sph 3, Sph 4, Sph 5, Sph 6 соответственно. После отчетливого проявления болезни учитывают пораженные растения каждого сорта дифференциатора. По совокупности реакций набора сортов дифференциаторов определяют расовую принадлежность исходного изолята. Предложенный способ позволяет более достоверно провести расовую дифференциацию изолятов возбудителя головни проса. 7 табл. Ј

Ключ для генетической идентификации рас возбудителя головни проса Bphacelotheca panici-tniliaceiMPere.) Bub.

Прймечанйе.Р- устойчивость, S - восприимчивость, R и Б - соответственно здоровые и пораженные патоморфозные растения, резко отличающиеся от типичных растений проса не только морфологически (карликовостью, уэколистностыо, темно-зеленой окраской), но и на генетическом уровне: при заражении сортов и гибридов проса соответственно гомо- и гетерозиготных по гену Sph 1 (ген в полной и одной дозе) расами , 5 6 и 7 проявляются обычные R-реакции, однако при заражении их парарасами (от лат. para - рядом) , 5А, бА и 7А у сортов проявляется R , у гибридов 5 - реакции; заражение этого же материала расой 2Н дает реакции и S, в то же время раса 2 поражает сорта и гибриды фенотипически одинаково. Приведенные смены реакций указывают на существенную роль дозы гена у растений проса при взаимодействии с расами головни.

Ре ультаты расовой дифференциации искусственно созданной популяции головни проса (суперпопуллции-16-87, СПП-16-87)

Таблиц 2

Продолжение табл. 2

G - восприимчивость, поранение головней более 0%. Отмечены в и Ј/ - реакции растений, пораженных (, либо здоровых, но патоморфоэных, с измененными морфологическими признаками.

Таблица 3

Результаты идентификации спорсюбразцов-изолятов головни, взятых с индивидуальных растений проса сорта Волжское 3, пораженных искусственной суперпопуляцией11

1

2

3

Ц

UA

5

5А

6

6А

7

7А

8

9 10 11 12

тоо: 16 рас

1

2

3

1

5

5А

6

6А

7

7А

8

9 10 11 12

16 рас

216 споро- 106% иэолятов

Результаты расовой дифференциации исследуемого спорообразца голоени проса с сорта Волжское 5 из Целиноградской области

Обозначение порядковых номеров спорообраэцов-изолятов типа 1-1, 1-2, 1-3 соответствует спорообраацам, взятым с разных стеблей одного пораженного головней растения, что подтверждает обоснованность принципа дифференциации с одного пораженного растения - один споро- изоллт головни

Таблиц

растет, но с paixwx стеблей (сн. примечания к табл. 2). Состав и структура пензенского спорообраща при изучении предлагаемым способом: рас 1 Си,71); раса 2 (27,71); раса 5 (8,5t); раса 9 (19,4).

Т а в л и ц 5

Таблица 6

Результаты расовой дифференциации слорообрээца головни с сорта прося Харьковское 65 и э Харьковской овласти

Двойные порядковые номера спорообразцов-иэолятов ( - , -2, 7-1, 7-2 и др.) означают, что спороиэоляты взяты с разных стеблей одного из пораженных растений проса. Идентичность их реакций с сортами-дифференциаторами подтверждает обоснованность впервые примененного для головневых грибов принципа расовой дифференциации с одного пораженного растения - один слороизопят.

Сравнительные длины по расовой дифференциации возбудителя головни проса известным способом и предлагаемым

Происхождение спорообразца Головин с сорта просе

Идентифицированные расы головни и эффективные против них гены резистентиости у проса по способу

навестиому

Мироновское 94, Пензенская обл.

Раса 12, ген Sph 2

3

Раса X (никем епе не идентифицирована)) гены Sph 1; Sph 4; Sph 5.

Харысовскеб 65,, Харькове область

Раса 11| гены Sph t| Sph 4

Р

Face 4i ген Sph 1

Раса 12| ген Sph 2

Таблица 7

предлагаемому

Расы 1, 2, 5, 9, (соответственно 44,7; 27,7; 8,5j 19,11 в популяции ген Sph 2, сочетание генов Sph I Sph 2; Sph 1 + Sph 4j т.е. создание н использование сортов с ди- генной устойчивостью к головне.

Расы 8 (74,22), 1 (2S,SX)| Гены Sph t; Sph 4| Sph 5, а также различные сочетания неэффективных (по способу-прототипу) генов Sph 2 Sph 3| Sph 3 Sph 6; Sph 2 Sph б и ЛР.

Расы 1 (66,7X), S (26,7X), 2 (3,3X, 9 (3,32), гены Sph 1i Sph 4, сочетания генов Sph 1 Sph 2; Sph 1 + Sph 4t Sph 2 + Sph S и др.

Расы 7; (402), tl (60Z), ген Sph 1 и сочетания генов Sph 1 + Sph 3) Sph 3 + Sph 4; Sph 1 т Sph 4;

Расы S (70X)| 2 (10Z)| 12 (20X), гены Sph 2; Sph t, сочетание генов Sph t + Sph 2, Sph 2 + Sph 4.