Проект
Назначение.
Для селекции устойчивых к опасным болезням сортов пшеницы и ячменя, рационального их использования в сельскохозяйственном производстве и обеспечения продовольственной безопасности РФ.
Область применения.
Селекция, генетическая защита растения-хозяина.
Научно-техническое описание.
Вредоносными заболеваниями зерновых культур во всем мире, в том числе и в России, являются желтая (Pucccinia striiformis), бурая (P. triticina), стеблевая ржавчина пшеницы (P. graminis), карликовая ржавчина ячменя (P. hordei), септориоз (Septoria tritici), желтая пятнистость (Pyrenophora tritici repentis), сетчатая пятнистость (Drechslera teres), потери от которых составляют от 10 до 100%. В решении сложной задачи защиты ведущее место принадлежит формированию генетически разнообразной зародышевой плазмы и созданию на ее основе сортов с длительной и групповой устойчивостью к возбудителям болезней. Для создания новых болезнеустойчивых сортов постоянно требуются генетически разнообразные источники устойчивости с разными комплексами других хозяйственно ценных признаков с учетом внутривидовой дифференциации возбудителей болезней и тенденций происходящих изменений. Чем больше и разнообразнее источников устойчивости включается в селекцию, тем больше возникает возможностей получить совершенно новые формы растений с обогащенным генофондом.
Особое значение имеет источник устойчивости, обеспечивающий эффективную, длительную и комплексную защиту культуры от патогенов, а также идентифицированный на наличие эффективных генов устойчивости.
Разработка предлагает результаты поиска, характеристики новых источников устойчивости пшеницы и ячменя к опасным болезням с использованием классических генетических, фитопатологических и современных молекулярно-генетических методов для упреждающей селекции сортов с долгосрочной и групповой устойчивостью, а также принципы научно обоснованного территориального размещения устойчивых сортов с учетом внутрипопуляционных.
В предлагаемой разработке, прежде всего, создан генетический банк устойчивости пшеницы и ячменя к возбудителям опасных болезней. Для этого проведены: многолетняя иммунологическая оценка сортообразцов пшеницы различного эколого-географического происхождения к возбудителям опасных заболеваний для выявления наиболее устойчивых сортов; поиск источников устойчивости, в том числе и групповой, к возбудителям болезней среди коллекционных образцов пшеницы различного происхождения, дикорастущих видов для рекомендации в селекции сортов, длительно сохраняющих этот признак; определены типы устойчивости; изучена генетика устойчивости перспективных сортообразцов различными методами; создана коллекция устойчивых к возбудителям опасных болезней сортообразцов пшеницы для использования в селекции и в сельскохозяйственном производстве; создан банк данных разнообразной гермоплазмы пшеницы и ячменя, насчитывающий 1403 сортообразца, из них более 410 — устойчивых к двум-пяти болезням.
Вторым крупным блоком разработки является мониторинг видового и внутривидового состава популяций возбудителей опасных болезней пшеницы и ячменя (желтая, бурая, стеблевая, карликовая ржавчина, желтая и сетчатая пятнистости, септориоз). В результате проведен учет динамики популяций возбудителей опасных болезней; изучены изменения вирулентности патогенов для подбора соответствующего сортимента сортов и оптимальной программы селекции и сортового размещения; выявлены редко встречающихся и потенциально опасные рас, патотипы и штаммы; создана коллекция рас, штаммов, патотипов возбудителей болезней; создан банк данных рас, штаммов, патотипов возбудителей болезней.
В практическом плане (только за последние 5 лет) разработаны методические рекомендации по изучению типов устойчивости сортов и вирулентности возбудителей болезней, созданы каталоги устойчивых генотипов, подготовлена монография, опубликовано 35 статей.
Разработана технология улучшения коммерческих сортов пшеницы по признаку устойчивости к комплексу опасных болезней зерновых культур. Подготовлены методические рекомендации по использованию выявленных источников в практической селекции и при территориальном их размещении. Все это позволяет успешно использовать методы иммуно-генетического скрининга образцов пшеницы, ее редких и диких видов в системе «хозяин-паразит» для селекции с групповой и комплексной устойчивостью пшеницы и ячменя к болезням для их широкого использования в различных эколого-географических регионах.
Правовая защищенность объектов интеллектуальной собственности.
- Терехов В. И., Денисова Д. В., Федоренков В. И, Бойко Т. И., Бегунов И. И., Волкова Г. В., Андросова В. М., Андронова А. Е., Ермоленко С. А. Авторское свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Прогноз вредоносности и оптимизация контроля актуальных фитопатогенов в агроценозе озимой пшеницы» (ПРОКАФАП). № 2004611105; 2004.
- Волкова Г. В., Кудинова О. А., Кремнева О. Ю., Ваганова О. Ф., Ермоленко С. А. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2015620112 «Типы устойчивости сортов пшеницы к комплексу грибных заболеваний».
- Волкова Г. В., Кудинова О. А., Кремнева О. Ю., Ваганова О. Ф., Ермоленко С. А. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2105620312 «Характеристика северокавказской популяции возбудителя бурой ржавчины пшеницы (Puccinia triticina Erikss. et Henn.) по вирулентности и RAPD-полиморфизму».
- Кремнева О. Ю., Волкова Г. В., Надыкта В. Д., Ермоленко С. А. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2015621665 «Сорта-дифференциаторы для анализа популяций возбудителя желтой пятнистости листьев пшеницы (Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechsler) по признаку вирулентности.
- Кремнева О. Ю., Волкова Г. В., Надыкта В. Д., Ермоленко С. А. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2015621783 «Фенотипы вирулентности северокавкаской популяции возбудителя желтой пятнистости листьев пшеницы (Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechsler).
Востребованность на рынке.
Инновационный проект предназначен для селекции устойчивых к опасным болезням сортов пшеницы и ячменя, рационального их использования в сельскохозяйственном производстве и обеспечения продовольственной безопасности РФ. Кроме селекционеров разработка представляет интерес для сельхозтоваропроизводителей, внедряющих передовые технологии и инновационные разработки в производство, специалистов Министерств сельского хозяйства, формирующих сортовую политику в регионе с учетом характеристик растения-хозяина, патогенов и агроклиматических условий; специалистов Россельхозцентров и Россельхознадзоров в области растениеводства и защиты растений, иммунологов-фитопатологов, для преподавателей, студентов, магистров, аспирантов ВУЗов.
Ожидаемые результаты.
Будет сформирован генетически разнообразный банк устойчивости для создания генотипов пшеницы, ячменя с групповой и длительной устойчивостью к опасным болезням и разработана технология рационального использования генетического разнообразия растения-хозяина.
Сильные стороны исполнителя.
-Участие в проекте ученых с мировым именем.
-Количество публикаций – более 400.
-Участие авторов в международных конференциях и совещаниях (5th International Wheat Conference. 10-14 June. 1996. Ankara. Turkey; 1st Central Asian Wheat Conference. Almaty. June 2003; 11th International Cereal Rusts and Powdery Mildeus Conference. Norwich. UK. 22-27 August 2004; Plant Resistance Symposium, 31 August-3 September 2006, Budapest, Hungary; 9-th International Congress of Plant Pathology August 24-29, 2008 Torino, Italy; Borlaug Clobal Rust Initiative (BGRI) 2009 Workshop, Ciudad Obregon, Mexico, 17-20 March 2009; 12th International Cereal Rusts and Powdery Mildews Conference. Antalia, Turkey, 13-16 2010 October; International Conference «Wheat Genetic Resources and Genomics». WGRG, Novosibirsk, Russia, August 28-30 September 2011; Международный симпозиум «Защита растений: проблемы и перспективы», Кишинев, 30-31 октября 2012 г.; The Borlaug Global Rust Initiative 2013 Technical Workshop, New Delhi, India; 4th International Scientific Conference on Organic Agriculture (ICOAS), 9-13th October 2013, Eger, Hungary; II Международная научная конференция «Генетика и биотехнология XXI века: проблемы, достижения, перспективы». Минск, 13-16 октября 2013; 8-й Международный конгресс по биотехнологии. Москва, 18-20 марта 2014 г.; Международная конференция «Современные системы и методы фитосанитарной экспертизы и управления защитой растений». Москва, 24-27 ноября 2015 г.; 9-я Международная конференция «Биологическая защита растений-основа стабилизации агроэкосистем», Краснодар, 20-22 сентября 2016 г. и др.).
-Публикации в зарубежных изданиях.
-Наличие обширной коллекции для поиска источников устойчивости (более чем 44000 образцов).
-Наличие уникальной коллекции фенотипов возбудителей различных болезней пшеницы, ячменя и коллекции источников устойчивости растения-хозяина.
-Наличие полевых инфекционных питомников, где даже в годы слабого развития заболевания можно получить объективную картину оценки устойчивости (восприимчивости) сортообразцов.
Текущая стадия проекта: стадия разработки, НИР.
Стоимость проекта и сроки его реализации.
12 млн. руб., срок реализации – 3 года.
Руководитель проекта:
Волкова Галина Владимировна – заведующая лабораторией иммунитета зерновых культур к грибным болезням, д.б.н.
e-mail: galvol@bk.ru
Click here to change this text