1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29687
(51) A01H 1/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0481.1
(22) 11.04.2014
(45) 15.04.2015, бюл. №4
(72) Агабаева Алтынкуль Чалгумбаевна; Рсалиев
Аралбек Сырашович; Рсалиев Шынболат
Сырашович
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Научно-
исследовательский институт проблем
биологической безопасности" Комитета науки
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) Гультаева Е.И., Канюка И.А., Алпатьева Н.В.
Молекулярные подходы в идентификации генов
устойчивости к бурой ржавчине у российских
сортов пшеницы. Доклады РАСХН, 2009, с.23-26
(54) ПАТОТИП ГРИБА PUCCINIA TRITICINA
ROB. EX DESM. F.SP. TRITICI THK/RJ,
ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ
ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СОЗДАНИИ
НОВЫХ СОРТОВ ПШЕНИЦЫ И ТРИТИКАЛЕ,
УСТОЙЧИВЫХ К ЛИСТОВОЙ РЖАВЧИНЕ
(57) Получен высоковирулентный и агрессивный
патотип гриба листовой ржавчины пшеницы
THK/RJ семейства Pucciniaceae, рода Puccinia, вида
triticina Rob. ex Desm., специализированной формы
tritici предназначенный для выявления исходных
материалов при создании новых сортов зерновых
культур (пшеницы, тритикале и ржи), устойчивых к
листовой ржавчине.
Изобретение относится к области защиты
растений и селекции на иммунитет и представляет
собой новый патотип гриба P. triticina Rob. ex Desm
f.sp. tritici. Наименование (индекс) патотипа
обозначается THK/RJ, обладает 70%
вирулентностью по отношению к специально
созданным Lr-линиям, и имеет следующую формулу
вирулентности (вирулентный / авирулентный): Lr-1,
2а, 2с, 3, 11, 12, 16, 17, 19, 20, 23, 26, 29, 30/Lr3ka, 9,
10, 24, 25, 33. Особенность заявляемого патотипа в
том, что он сильно вирулентный к генам
устойчивости листовой ржавчины, ранее
являющиеся эффективным в условиях Казахстана и
стран ближнего и дальнего зарубежья: Lr 17, Lr 19,
Lr 23, Lr 26 и Lr 29.
Патотип патогенен для сортов пшеницы и
тритикале, допущенных к использованию на
территории Республики Казахстан. По результатам
наших экспериментов, при искусственном
заражении листовой ржавчиной становится
восприимчивыми не только отечественные сорта
пшеницы и тритикале, но и сорта указанных
культур зарубежной селекции. При этом
заболевание проявляется на 10 сутки после
инокуляции спорами водной суспензии данного
патотипа, и развития инфекции на сортах пшеницы
и тритикале в фазах кущение-выход в трубку
составляют 60-80% при максимальном типе реакции
в 4 балла.
Заявляемый патотип гриба сильно агрессивен
для мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.). При
заражении спорами патотипа THK/RJ на
восприимчивых озимых и яровых сортах мягкой
пшеницы, выход спор патогена на 10 сутки после
инокуляции составляет 2,500 г/м2
и 1,100 г/м2
,
соответственно.
Патотип гриба THK/RJ проявляет
чувствительность к следующим фунгицидам: Тилт
250, к.э.; Альто Супер 330, к.э.; Амистар Экстра 280
SC; Менара 410 ЕС. Эффект фунгицидов снижается
через 15-20 дней после обработки растений,
следовательно разрешенные фунгициды в
Казахстане не полностью подавляют развитие
патотипа на всей вегетации растений.
Выделенный патотип THK/RJ возбудителя
P. triticina Rob. ex Desm f.sp. tritici депонирован в
Депозитарии особо опасных инфекции НИИПББ КН
МОН РК под регистрационным номером М-13-13/Д
и хранится в стеклянных ампулах под вакуумом
(2·10-2
мм ртутного столба) при температуре -18°С.
Жизнеспособность патотипа в стабильном
состоянии поддерживается, и для сохранения
биологических свойств обновляются по
установленным методикам.
Предлагаемый патотип, маркированный разными
генами вирулентности, и характеризующий высокой
агрессивностью дает возможность определить
иммунологических свойств исходного и
селекционного материала, позволяет выявлять
потенциальную и стабильную устойчивость
сортообразцов, проводить своевременную браковку
и отборы невосприимчивых форм на всех этапах
селекции, что значительно ускоряет селекционный
процесс, сокращая сроки выведения новых сортов
(19)KZ(13)A4(11)29687

2. 29687
2
пшеницы и тритикале. Кроме того, споры данного
патотипа необходимы для испытания сортов на
инфекционном и пестицидном фонах, которые
позволяет не только изучать их толерантность, но и
устанавливать вредоносность, эффективность
защиты каждого сорта от болезни и влияние
фунгицидов на посевные, хлебопекарные и другие
качества.

3. 29687
3
Изобретение относится к области защиты
растений и селекции на иммунитет и представляет
собой новый патотип (штамм) гриба Puccinia
triticina Rob. ex Desm. f.sp. tritici THK/RJ,
используемый для выявления исходных материалов
при создании новых сортов пшеницы и тритикале,
устойчивых к листовой ржавчине.
Листовая ржавчина (возбудитель - гриб Puccinia
triticina Rob. ex Desm. f.sp. tritici) относится к особо
опасным болезням пшеницы в Казахстане и ее
распространение, и вредоносность продолжает
оставаться самым опустошительным растительным
патогеном в мире. В развивающихся странах
листовая ржавчина считается основным
биологическим фактором, сдерживающие
производство пшеницы, что объясняется
способностью патогена быстро развиваться в новых
патотипах (расах) и мигрировать на большие
расстояния, переноситься воздушными потоками.
Российские ученые показали, что казахстанская
популяция листовой ржавчины относится к
популяции Западной Азии (Урал, Западная Сибирь,
Казахстан, Кавказ и Дальний Восток)
[Михайлова Л.А. Генетика взаимоотношений
возбудителя бурой ржавчины и пшеницы. - СПб,
ВНИИЗР, 2006.]. Известно, что основным очагом
вредоносности листовой ржавчины на территории
России считается Северный Кавказ, и расовый
состав патогена в данной зоне разнообразен и по
уровню вирулентности они отличаются между
собой. Наиболее представленными среди них
является патотип ТНТ/ТТ, которая входит в состав
популяции патогена различных регионов России
(Центральный и Северо-Западный регион,
Поволжье, Северный Кавказ, Западная Сибирь)
[Гультаева Е.И. Современное состояние
исследований возбудителя бурой ржавчины в
лаборатории микологии и фитопатологии ВИЗР. //
Материалы международной научной конференции
«Проблемы микологии и фитопатологиив в XXI
веке». - Санкт Петербург, 2013. с.67-69]. Данный
патотип может вызвать особую опасность регионам
производства товарного зерна России и Казахстана,
так как, существует вероятность сходства по
фенотипическому составу между популяциями
Казахстана и России [Lind V., Gultyaeva Е. Virulence
of Puccinia triticina on winter in Germany and the
European regions of Russian Federation //
J. Phytopathology, 2007. Vol.155. P.13-21.]. В связи с
этим, изучение структуры казахстанской популяции
Puccinia triticina Rob. ex Desm. f.sp. tritici и
выявления высоковирулентного патотипа гриба
являются актуальным для проведения
профилактических и диагностических работ против
листовой ржавчины.
Патотип ТНТ/ТТ отличается от известных
патотипов авирулентностью к сортам пшеницы с
генами устойчивости Lr9, Lr19 и Lr24, поскольку
большинство современных российских сортов
мягкой пшеницы защищены указанными генами
[Гультаева Е.И. Генетическое разнообразие
российских сортов мягкой пшеницы по
устойчивости к возбудителю бурой ржавчины //
доклады Россельхозакадемии, 2012. №2. с.29-32.].
Данный патотип проявляет вирулентность к Lr-
генам стандартного набора тест-системы листовой
ржавчины (Lr1, 2а, 2с, 3, 16, 26, 3kа, 11, 17, 30), а
также обладает вирулентностью к генам
устойчивости Lr10 и Lr34, которые считаются
генами устойчивости взрослых растений в США
[Kolmer J.A. Virulence phenotypes of Puccinia triticina
in South Atlantic States in 1999 // Plant Diseases, 2002.
№86. P.288-291.]. Кроме этого, патотип ТНТ/ТТ
проявляет агрессивность к возделываемым и
рекомендуемым к районированию сортам мягкой
пшеницы в Российской Федерации, так как общая
доля сортов носителей генов устойчивости Lr10 и
Lr34 составила: для первого гена - на яровых - 53%,
а на озимых - 15%; для второго гена - 10%
[Гультаева Е.И., Канюка И.А., Алпатьева Н.В. и др.
Молекулярные подходы в идентификации генов
устойчивости к бурой ржавчине у российских
сортов пшеницы // Доклады РАСХН, 2009. с.23-26.]
Приведенный выше аналог является наиболее
близким предлагаемому изобретению по
совокупности существенных признаков и признан в
качестве прототипа. Однако в настоящие время на
территории Республики Казахстан не имеются
споры патотипа ТНТ/ТТ выявленного на территории
РФ или аналогические патотипы листовой
ржавчины. В связи, с этим в условиях Казахстана
невозможно выявить источников устойчивости
пшеницы к патогену, и сложно проводить
целенаправленную селекцию на иммунитет.
Задачей настоящего изобретения являлось
получение патотипа Puccinia triticina Rob. ex Desm.
f.sp. tritici из местной популяции гриба, обладающей
высокой патогенностью, вирулентностью и
агрессивностью, и пригодного для выявления
исходных материалов при создании новых сортов
пшеницы и тритикале, устойчивых к листовой
ржавчине.
Предлагаемое изобретение включает патотип
гриба, совокупность существенных признаков,
которого обеспечивает получение следующих
технических результатов.
Технический результат. Патотип гриба листовой
ржавчины пшеницы ТНК/RJ выделен из образца
листьев сорта мягкой пшеницы Акмола 2,
доставленной в сентябре 2012 г из
производственных посевов Шортандинского района
Акмолинской области Республики Казахстан. По
современной классификации патотип относится к
отделу - Basidiomykota, классу Basidiomycetes,
порядку - Uredinales, семейству - Pucciniaceae, роду
- Puccinia, виду - triticina Rob. ex Desm.,
специализированной форме (f.sp.) - tritici и патотипу
- THK/RJ.
Морфологические признаки патотипа особо не
отличаются от других патотипов данного гриба.
При этом патотип THK/RJ формирует вначале
единичные пустулы на листовой пластинке
(преимущественно с верхней стороны) и листовых
влагалищах в виде очень мелких, беспорядочно
расположенных бурых овальных пустул
(урединиопустулы). Они не сливаются, но вокруг

4. 29687
4
них образовываются хлоротичные и некротические
пятна. Размеры пустул в зависимости от степени
восприимчивости сортов растения варьируются
1-2 мм в длину 0,5 мм в ширину. Споры гриба
имеют ржаво-бурый цвет, овальную форму, размер
17-29×16-24 мкм с небольшими шипиками на
поверхности.
Для обозначения индекса патотипа и
определения его вирулентности использован способ
дифференциация рас (патотипов) листовой
ржавчины пшеницы путем заражении изогенных Lr-
линий спорами возбудителя Р. triticina Rob. ex Desm
f.sp. tritici [Способ определения рас (патотипов)
листовой ржавчины пшеницы (Puccinia recondita) II
Рсалиев Ш.С., Агабаева А.Ч., Рсалиев А.С.,
Тилеубаева Ж.С., Мамадалиев С.М. - А.с. №62675.
Заявка №2008/0244.1. - Дата подачи 04.03.2008].
При этом наименование (индекс) предлагаемого
патотипа обозначается THK/RJ. С использованием
способа дифференциации рас (патотипов) листовой
ржавчины, путем заражений изогенных Lr-линий
спорами возбудителя P. triticiana определен его
вирулентность и получен индекс патотипа по
международной номенклатуре. Патотип THK/RJ
обладает 70% вирулентностью по отношению к Lr-
линиям, следовательно, он является
высоковирулентным патотипом. Патотип имеет
следующую формулу вирулентности
(вирулентный/авирулентный): Lr-1, 2а, 2с, 3, 11, 12,
16, 17, 19, 20, 24, 26, 29, 30/Lr3ka, 9, 10, 23, 25, 33.
Особенность заявляемого патотипа в том, что он
сильно вирулентный к генам устойчивости листовой
ржавчины, ранее являющиеся эффективными в
условиях Казахстана, стран ближнего и дальнего
зарубежья: Lr 17, Lr 19, Lr 24, Lr 26 и Lr 29.
Патотип патогенен для сортов пшеницы и
тритикале, допущенных к использованию на
территории Республики Казахстан. По результатам
наших экспериментов, при искусственном
заражении листовой ржавчиной становится
восприимчивыми не только отечественные сорта
пшеницы и тритикале, но и сорта указанных
культур зарубежной селекции. При этом
заболевание проявляется на 10 сутки после
инокуляции спорами водной суспензии данного
патотипа, и развития инфекции на сортах пшеницы
и тритикале в фазах кущение-выход в трубку
составляют 60-80% при максимальном типе реакции
в 4 балла.
Заявляемый патотип гриба сильно агрессивен
для мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.). При
заражении спорами патотипа THK/RJ на
восприимчивых озимых и яровых сортах мягкой
пшеницы, выход спор патогена на 10 сутки после
инокуляции составляет 2,500 г/м2
и 2,100 г/м2
,
соответственно.
Патотип гриба THK/RJ проявляет
чувствительность к следующим фунгицидам: Тилт
250, к.э.; Альто Супер 330, к.э.; Амистар Экстра 280
SC; Менара 410 ЕС. Однако при динамичном
развитии указанного патотипа эффект фунгицидов
снижается через 15-20 дней после обработки
растений, следовательно разрешенные фунгициды в
Казахстане не полностью подавляют развитие
патотипа на всей вегетации растений.
Выделенный патотип (штамм) THK/RJ
возбудителя P. triticina Rob. ex Desm f.sp. tritici
депонирован в Депозитарии особо опасных
инфекции Научно-исследовательского института
проблем биологической безопасности Комитета
науки Министерства образования и науки
Республики Казахстан под регистрационным
номером М-13-13/Д и хранится в стеклянных
ампулах под вакуумом (2·10-2
мм ртутного столба)
при температуре -18°С. Жизнеспособность патотипа
в стабильном состоянии поддерживается, и для
сохранения биологических свойств обновляются по
установленным методикам.
Сущность предлагаемого изобретения, состоит в
том что, предлагаемый патотип, маркированный
разными генами вирулентности, и
характеризующий высокой агрессивностью дает
возможность определить иммунологических
свойств исходного и селекционного материала,
позволяет выявлять потенциальную и стабильную
устойчивость сортообразцов, проводить
своевременную браковку и отборы
невосприимчивых форм на всех этапах селекции,
что значительно ускоряет селекционный процесс,
сокращая сроки выведения новых сортов зерновых
культур (пшеницы и тритикале). Кроме того, споры
данного патотипа необходимы для испытания
сортов на инфекционном и пестицидном фонах,
которые позволяет не только изучать их
толерантность, но и устанавливать вредоносность,
эффективность защиты каждого сорта от болезни,
влияние фунгицидов на посевные, хлебопекарные и
другие качества.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Патотип (штамм) гриба семейства Pucciniaceae,
рода Puccinia, иидя triticina Rob. ex Desm.,
специализированной формы tritici и патотипа
THK/RJ, депонированный в Коллекции
микроорганизмов Научно-исследовательского
института проблем биологической безопасности
Комитета науки Министерства образования и науки
Республики Казахстан под номером М-13-13/Д,
предназначенный для выявления исходных
материалов при создании новых сортов зерновых
культур (пшеницы и тритикале), устойчивых к
листовой ржавчине.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова