Selection of Puccinia triticina virulence genes on winter wheat varieties with different types of resistance | Влияние сортов озимой пшеницы с разными типами устойчивости к возбудителю бурой ржавчины на изменение структуры популяции по признаку вирулентности

English. There was analyzed the dynamics of the virulence of North Caucasus Puccinia triticina populations under the influence of winter wheat varieties with different types of leaf rust resistance. The study was carried out in 2018 in the experimental field and greenhouses in the Krasnodar Krai. 2 varieties of winter wheat: Kralya (with race-specific resistance) and Vershina (with race- inspecific resistance) with different types of resistance to leaf rust were selected during the immunological pre-estimation. A virulence analysis of the impact of each cultivar on the structure of the pathogen population is based on the results of differentiation of P. triticina populations. It has been found that the genotype of a winter wheat variety with race-specific resistance significantly affects the virulence of the P. triticina population. The frequency of virulent pathogen isolates to most lines with Lr genes has changed under the influence of driving selection. Therefore, the wide regionalization of varieties with race-specific resistance will contribute to selective pressure on the P. triticina population and the accumulation of virulent phenotypes in it. The genotype of a wheat variety with nonspecific resistance did not induce significant changes in the gene pool of the virulence of the leaf rust pathogen population. In accordance with the obtained values of the Nei index, the pathogen population collected from a variety with race-specific resistance has significant differences with the combined population (N = 0.68), in contrast to the population of P. triticina collected from the Vershina variety (N = 0.41). The results confirm the importance of screening varieties by resistance types for further decision making on their placement. Varieties with race-specific resistance are best used for mosaic placement with subsequent mandatory rotation in time and space. Varieties with nonspecific resistance, which are weakly affected by all races of the pathogen and cannot be carriers of infection, can be used over large areas for a longer time, combined with varieties from various groups, including their own.

Russian. Проанализировали динамику вирулентности северокавказской популяции Puccinia triticina под влиянием сортов озимой пшеницы с разными типами устойчивости к патогену. Исследования проводили в 2018 г. в условиях опытного поля и теплицы Краснодарского края. В ходе предварительной иммунологической оценки были отобраны 2 сорта озимой пшеницы: Краля (сорт с расоспецифической устойчивостью) и Вершина (сорт с расонеспецифической устойчивостью). Анализ влияния каждого сорта на структуру популяции по признаку вирулентности патогена основан на результатах дифференциации инфекционного материала P. triticina. Установлено влияние на вирулентность популяции P. triticina генотипа сорта озимой пшеницы, обладающего расосцецифической устойчивостью: под влиянием движущего отбора изменилась частота изолятов патогена к большинству линий с генами Lr. Широкое районирование таких сортов во времени и пространстве приведет к селективному давлению на популяцию P. triticina, способствуя накоплению в ней высоковирулентных фенотипов. Генотип сорта с неспецифической устойчивостью не вызывал значительных изменений в генофонде вирулентности популяции возбудителя бурой ржавчины. Согласно полученным значениям индекса Нея, популяция патогена, собранная с сорта с расоспецифической устойчивостью, имеет значительные различия со сборной популяцией (N = 0,68), в отличие от популяции P. triticina, собранной с сорта Вершина (N = 0,41). Результаты подтверждают важность скрининга сортов по типам устойчивости для дальнейшего принятия решения по их размещению. Сорта, обладающие расоспецифической устойчивостью, лучше использовать для мозаичного размещения с последующей обязательной ротацией во времени и пространстве. Сорта с неспецифической устойчивостью, которые слабо поражаются всеми расами патогена и не могут являться накопителями инфекции, можно использовать на больших площадях и более длительное время, сочетать с сортами из различных групп, в том числе и собственной.