1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29688
(51) A01H 1/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0482.1
(22) 11.04.2014
(45) 15.04.2015, бюл. №4
(72) Рсалиев Аралбек Сырашович; Рсалиев
Шынболат Сырашович; Агабаева Алтынгуль
Чалгумбаевна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Научно-
исследовательский институт проблем
биологической безопасности" Комитета науки
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) Singh R.P., Duveiller Е., Huerta-Espino J.
Virulence to yellow rust resistance gene Yr27: a new
threat to stable wheat production in Asia. Proceedings
of the 2 nd, 3 rd and 4th
Regional Conferences on
Yellow Rust in the Central and West Asia and North
Africa (CWANA) Region.2012, p.25-29
(54) ПАТОТИП ГРИБА PUCCINIA
STRIIFORMIS WEST.F.SP. TRITICI 7E151,
ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ
ИСТОЧНИКОВ УСТОЙЧИВОСТИ
ПШЕНИЦЫ, ЯЧМЕНЯ И ТРИТИКАЛЕ К
ЖЕЛТОЙ РЖАВЧИНЕ
(57) Получен высоко патогенный и вирулентный
патотип гриба 7Е151, семейства Pucciniaceae, рода
Puccinia, вида striiformis West., специализированная
форма tritici предназначенный для выявления
исходных материалов при создании новых сортов
пшеницы, ячменя и тритикале, устойчивых к желтой
ржавчине.
Изобретение относится к области
фитопатологии, защиты растений и селекции на
иммунитет и представляет собой новый патотип
гриба Р. striiformis West. f.sp. tritici. Наименование
предлагаемого патотипа обозначается 7Е151, имеет
следующую формулу вирулентности (вирулентный /
авирулентный): Yr - 1, 6, 7, 11, 17/ Yr-5, 8, 9, 10, 12,
15, 18, 24, 26, Sp, Sk. Особенность заявляемого
патотипа в том, что он сильно вирулентный к генам
устойчивости желтой ржавчины, ранее являющиеся
эффективным в условиях Казахстана и других стран
мира: Yr6 и Yrl7.
Патотип высокопатогенен для сортов пшеницы,
ячменя и тритикале, допущенных к использованию
на территории Республики Казахстан. При
заражении спорами в водной суспензии данного
патотипа, заболевание проявляется через 12 суток
после инокуляции, и в период кущения на сортах
растений средняя степень развития составляют 60-
70% при максимальном типе реакции в 4 балла.
Следовательно, патотип P. striiformis f.sp. tritici
7Е151, выделенный из пшеницы, относится к
агрессивному и универсальному патотипу,
поражающий восприимчивые сорта ячменя и
тритикале.
Патотип гриба 7Е151 является чувствительным к
разрешенным фунгицидам в Казахстане: Тилт 250,
к.э.; Альто Супер 330, к.э.; Амистар Экстра 280 SC;
Менара 410 ЕС. Однако эти фунгициды полностью
не подавляют развитие патотипа на протяжении
всей вегетации растений. Устойчивость патотипа к
указанным фунгицидам усиливается через 15-20
суток после обработки растений.
Выделенный патотип 7Е151 возбудителя Puccinia
striiformis West. 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 M-12-
13/D 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 гриба, позволяет
определить имунологическую особенности сортов
пшеницы, ячменя и тритикале к желтой ржавчине и
выявить доноров устойчивости растений к болезни.
Споры данного патотипа также необходима для
определения биологической и экологической
эффективности фунгицидов. Кроме того,
предлагаемый патотип, маркированные разными
генами вирулентности, и высокой патогенности
представляют большую ценность для
идентификации генов устойчивости к желтой
ржавчине.
(19)KZ(13)A4(11)29688

2. 29688
2
Изобретение относится к области
фитопатологии, защиты растений и селекции на
иммунитет и представляет собой новый патотип
гриба Puccinia striiformis West. fsp. tritici 7E151,
используемый для выявления исходных материалов
при создании новых сортов пшеницы, ячменя и
тритикале, устойчивых к желтой ржавчине.
Известно, что в последнее время в странах
Центральной и Восточной Азии и Северной Африки
идет пандемия желтой ржавчины пшеницы. По
данным ФАО (Продовольственная и
сельскохозяйственная организация ООН), только в
2010 году расходы на химическую защиту пшеницы
от желтой ржавчины в Турции выросли на 30%, в
Сирии на 30-80%, в Иране на 10%, в Узбекистане
более чем на 40%, в Азербайджане более чем на
30%, в Марокко на 10-25%. Эксперты ФАО также
утверждают, что в ближайшие время вспышки
желтой ржавчины на Ближнем Востоке, в Средней
Азии, на Кавказе и в Северной Африке могут
привести к потере урожаев стоимостью несколько
миллионов долларов США. Так, как ранее широко
возделываемые сорта пшеницы в этом регионе стали
сильно поражаться новым патотипам болезни
[Wheat rust diseases remain a constant but neglected
threat // http://www.fao.org/emergencies/fao-in-
action/stories/stories-detail/pt/c/177849/1.]
Причиной эпифитотии желтой ржавчины
является появления нового вирулентного и весьма
агрессивного патотипа гриба P. striiformis West. f.sp.
tritici, который чрезвычайно быстрым темпам
распространяется по континентам, вызывая
серьезные вспышки болезни во многих странах.
Особенность нового патотипа желтой ржавчины
последних лет является его вирулентность к сортам
с геном Yr27. Этот ген локализован на коротком
плече хромосомы 2BS, и тесно сцеплен с генами
устойчивости к листовой ржавчине Lr13 и Lr23. Как
известно, многие мега сорта в Северной Африке и
Южной Азии (Cham 8, Chamran, Inquilab 91, Kubsa,
PBW 343) обладают гена устойчивости Yr27. Также
он приспособлен к более высоким температурам, и
его распространение не ограничивается, как раньше,
районами с прохладным климатом [Singh R.P.,
Duveiller Е., Huerta-Espino J. Virulence to yellow rust
resistance gene Yr27: a new threat to stable wheat
production in Asia. // Proceedings of the 2nd, 3rd and
4th
Regional Conferences on Yellow Rust in the Central
and West Asia and North Africa (CWANA) Region.
2012. - Р.25-29].
Приведенной выше аналог явлется наиболее
близким предлагаемому изобретению по
совокупности существенных признаков и признан в
качестве прототипа.
Однако популяция возбудителя желтой
ржавчины во многих регионах и странах
характеризуется разнообразием патотипов.
Эффективность генов устойчивости зависит от
состава и вирулентности взаимодействующих с
ними популяций ржавчинных грибов
[McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat rusts:
An atlas of resistance genes. - Australia, CSIRO, 1995.
p.200]. При этом значение одного и того же гена
устойчивости может быть неравнозначным.
Например, некоторые сорта пшениц,
восприимчивые к желтой ржавчине в Северной
Африке, устойчивы к ней в нашей стране, или
наоборот. Следовательно, среди известных Yr-генов
устойчивости к желтой ржавчине, ген Yr27
неэффективен в настоящее время в нашем регионе,
при этом сорта и линии пшеницы с геном Yr27 в
условиях Казахстана поражаются местными
изолятами патогена при максимальном типе реакции
(4 балла) и интенсивности развития инфекции (30-
60%). В связи с этим изучение структуры
казахстанской популяции Puccinia striiformis West.
f.sp. tritici и выявления патотипа гриба,
вирулентного к эффективным Yr-генам
устойчивости является основой создания новых
сортов пшеницы, устойчивых к желтой ржавчине в
Казахстане.
Задачей настоящего изобретения являлось
получение патотипа Puccinia striiformis West.f.sp.
tritici из местной популяции гриба, обладающей
высокой патогенностью и вирулентностью, и
пригодного для выявления исходных материалов
при создании новых сортов пшеницы, ячменя и
тритикале, устойчивых к желтой ржавчине.
Предлагаемое изобретение включает патотип
гриба, совокупность существенных признаков,
которого обеспечивает получение следующих
технических результатов.
Технический результат. Патотип гриба желтой
ржавчины пшеницы 7Е151 выделен из листьев сорта
мягкой пшеницы Стекловиднная 24, доставленной в
сентябре 2012г из производственных посевов
Меркенского района Жамбылской области
Республики Казахстан. Патотип принадлежит к
классу Basidiomyceteae, порядку - Uredinales,
семейству - Pucciniaceae, роду - Puccinia, виду -
striiformis West., специализированной форме (f.sp.) -
tritici и патотипу - 7Е151.
Биологические и морфологические особенности
патотипа определена с помощью цифрового
микроскопа MC300TS (Австрия), анализ
результатов (измерение длины и ширины пустул и
спор) проведен по компьютерной программе Motic
Images 2000-1.3. При этом морфологические
признаки патотипа особо не отличаются от других
патотипов данного гриба. Патотип 7Е151 формирует
вначале некроз листьев растений, затем развиваются
светло-оранжевые, лимоно-желтые пустулы в виде
пунктирных линий и штрихов. Размеры пустул в
зависимости от степени восприимчивости сортов
растения варьируется 0,20-1,2 мм в длину и
0,3-0,5 мм в ширину. Урединиоспоры гриба
эллипсоидальные с бесцветной оболочкой и
шиповидными бородавочками. В конце вегетации
растений на месте урединии развиваются черного
цвета телии содержащие телиоспоры -
булововидные, несимметричные, на коротких
ножках, размером 20-43×16-24 мкм.
Для обозначения индекса патотипа P. striiformis
f.sp. tritici использован стандартная методика,
состоящий из двух наборов сортов-
дифференциаторов: международный и европейский

3. 29688
3
[Johnson R., Stubbs R.W., Fuchs Е, Chamberlain N.D.
Nomenclature for physiologic races of Puccinia
striiformis infecting wheat // Transactions of the British
Mycological Society. - 1972. - 58. - P.475-480.]. По
данному методу международное наименование
(индекс) предлагаемого патотипа обозначается
7Е151.
Определение вирулентности патотипа P.
striiformis f.sp. tritici осуществили с использованием
изогенных Yr-линий сорта Avocet, созданные на
основе многократных беккроссов. При этом патотип
7Е151 имеет следующую формулу вирулентности
(вирулентный / авирулентный): Yr - 1, 6, 7, 11, 17/
Yr-5, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24, 26, Sp, Sk. Особенность
заявляемого патотипа в том, что он сильно
вирулентный к генам устойчивости желтой
ржавчины, ранее являющиеся эффективным в
условиях Казахстана и других стран мира: Yr6 и
Yrl7. При этом ген Yr6 локализован в хромосоме
пшеницы 7BS, источником гена является Heines
Kolben, а тестирующей линей - Yr6/6* Avocet S. А
другой ген Yrl7 расположен в хромосоме 2AS, тесно
сцеплен с генами устойчивости к стеблевой
ржавчине Sr37 и Sr37, источником гена является
Triticum ventricosa, тестирующей линей - Yrl7/6*
Avocet S.
Патотип высокопатогенен для сортов пшеницы,
ячменя и тритикале, допущенных к использованию
на территории Республики Казахстан. Как
показывают наши эксперименты, при
искусственном заражении пшеничной формой
желтой ржавчины становится восприимчивыми не
только сорта пшеницы, а также сорта ячменя и
тритикале. При заражении спорами в водной
суспензии данного патотипа, заболевание
проявляется через 12 суток после инокуляции, и в
период кущения на сортах растений средняя степень
развития составляют 60-70% при максимальном
типе реакции в 4 балла. Следовательно, патотип P.
striiformis f.sp. tritici 7Е151, выделенный из
пшеницы, относится к агрессивному и
универсальному патотипу, поражающий
восприимчивые сорта ячменя и тритикале.
Патотип гриба 7Е151 является чувствительным к
разрешенным фунгицидам в Казахстане: Тилт 250,
к.э.; Альто Супер 330, к.э.; Амистар Экстра 280 SC;
Менара 410 ЕС. Однако эти фунгициды полностью
не подавляют развитие патотипа на протяжении
всей вегетации растений. Устойчивость патотипа к
указанным фунгицидам усиливается через 15-20
суток после обработки растений.
Выделенный патотип 7Е151 возбудителя Puccinia
striiformis West. 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 M-12-
13/D 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, в том что,
выделенный новый патотип гриба, позволяет
определить имунологическую особенности сортов
пшеницы, ячменя и тритикале к желтой ржавчине и
выявить источников устойчивости растений к
болезни. Выявление устойчивых сортов на
инфекционном фоне с использованием данного
патотипа позволяет сдерживать дальнейшие
развитие желтой ржавчины на зерновых культурах.
Споры данного патотипа также необходима для
разработки химических мер борьбы с болезнями, так
как объективная биологическая и экологическая
оценка пестицидов возможно только на фоне
искусственного заражения растений. Кроме того,
предлагаемый патотип, маркированный разными
генами вирулентности, и высокой патогенности
представляют большую ценность для
идентификации генов устойчивости к желтой
ржавчине.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Патотип (штамм) гриба желтой ржавчины
пшеницы семейства Pucciniaceae, рода Puccinia,
вида striiformis West., специализированной формы
(f.sp.) tritici и патотипа 7Е151, депонированный в
Коллекции микроорганизмов Республиканского
государственного предприятия «Научно-
исследовательский институт проблем
биологической безопасности» Комитета науки
Министерства образования и науки Республики
Казахстан под регистрационным номером M-12-
13/D, предназначенный для выявления исходных
материалов при создании новых сортов зерновых
культур (пшеницы, ячменя и тритикале),
устойчивых к желтой ржавчине пшеницы.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Сакалова