Progress in Plant Protection

Resistance of winter wheat cultivars to yellow rust caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici
Odporność odmian pszenicy ozimej na rdzę żółtą powodowaną przez Puccinia striiformis f. sp. tritici 

Magdalena Radecka-Janusik, e-mail: m.radecka-janusik@ihar.edu.pl

Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Radzików, 05-870 Błonie, Polska

Paweł Cz. Czembor, e-mail: p.czembor@ihar.edu.pl

Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Radzików, 05-870 Błonie, Polska

Grzegorz Czajowski, e-mail: g.czajowski@ihar.edu.pl

Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Radzików, 05-870 Błonie, Polska
Streszczenie

An isolate of Puccinia striiformis f. sp. tritici “Warrior” race (avirulent to Yr5 and Yr15 resistance genes) was used in the study to test resistance among winter wheat cultivars. The examined plant material consisted of eighty-three winter wheat cultivars and lines with resistance genes to yellow rust Yr5 and Yr15. The pathology tests were conducted on the seedlings under controlled conditions. Plant symptoms caused by infection were evaluated 12–14 days after inoculation using 0–9 scale. Six cultivars were found to be resistant to Pst isolate (score 0–4), and only the cultivar Belenus and lines with genes Yr5 and Yr15 were completely immune (score 0). Nine cultivars revealed intermediate resistance (score 5–6) and 67 were susceptible (score 7–9). Additional experiments were carried out to identify genes Yr5 and Yr15 among tested wheat cultivars by using molecular markers. The results demonstrated that phenotypic and molecular results were consistent only for Belenus cultivar, which indicated the presence of Yr15 in this cultivar.


W pracy badano odporność odmian pszenicy ozimej na izolat Puccinia striiformis f. sp. tritici typu „Warrior” (awirulentny w stosunku do genów Yr5 i Yr15). Materiał roślinny stanowiły 83 odmiany pszenicy ozimej oraz linie posiadające geny odporności na rdzę żółtą Yr5 i Yr15. Testy przeprowadzono na siewkach w komorze klimatycznej. Po 12–14 dniach od inokulacji określono typ reakcji rośliny według skali 0–9. Wyróżniono 6 odmian odpornych (zakres oceny 0–4) na testowany izolat Pst, przy czym tylko dla odmiany Belenus oraz linii zawierających geny Yr5 i Yr15 zanotowano ocenę 0 (brak widocznych objawów chorobowych). W przypadku 9 odmian zaobserwowano odporność pośrednią (ocena 5–6), natomiast 67 odmian było podatnych (ocena 7–9). Podjęto również próbę określenia występowania genów odporności Yr5 i Yr15 wśród badanych odmian pszenicy przy użyciu markerów molekularnych. Tylko w przypadku odmiany Belenus uzyskano zbieżność wyników fenotypowych i molekularnych, co wskazuje na obecność genu Yr15 w tej odmianie.


Słowa kluczowe
molecular markers; Puccinia striiformis f. sp. tritici; resistance genes; Warrior race; wheat; markery molekularne; geny odporności; rasa Warrior; pszenica
Referencje

Chen W., Wellings C., Chen X., Kang Z., Liu T. 2014. Wheat stripe (yellow) rust caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici. Molecular Plant Pathology 15 (5): 433–446. DOI: 10.1111/mpp.12116.

 

Chen X. 2013. Review article: high-temperature adult-plant resistance, key for sustainable control of stripe rust. American Journal of Plant Sciences 4 (3): 608–627. DOI: 10.4236/ajps.2013.43080.

 

COBORU 2013. http://www.coboru.pl/Polska/Rejestr/gat_w_rej.aspx [dostęp: 10.01.2013].

 

Collard B.C.Y., Mackill D.J. 2008. Marker-assisted selection: an approach for precision plant breeding in the twenty-first century. Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences 363 (1491): 557–572. DOI: 10.1098/rstb.2007.2170.

 

GRRC – Global Rust Reference Center 2016. http://wheatrust.org/ [Accessed: 15.11.2016].

 

Hovmøller M.S. 2007. Sources of seedling and adult plant resistance to Puccinia striiformis f.sp. tritici in European wheats. Plant Breeding 126 (3): 225–233. DOI: 10.1111/j.1439-0523.2007.01369.x.

 

Hovmøller M.S., Walter S., Bayles R., Hubbard A., Flath K., Sommerfeldt N., Leconte M., Czembor P., Rodriguez-Algaba J., Thach T., Hansen J.G., Lassen P., Justesen A.F., Ali S., de Vallavieille-Pope C. 2016. Replacement of the European wheat yellow rust population by new races from the centre of diversity in the near-Himalayan region. Plant Pathology 65 (3): 402–411. DOI: 10.1111/ppa.12433.

 

Johnson R. 1992. Past, present and future opportunities in breeding for disease resistance, with examples from wheat. Euphytica 63 (1–2): 3–22. In: “Breeding for Disease Resistance” Developments in Plant Pathology Volume 1 (R. Johnson, G.J. Jellis, eds.). Springer, Dordrecht, 205 pp. ISBN 978-90-481-4124-1. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-017-0954-5_1.

 

KOMUGI – Wheat Genetic Resources Database 2016. http://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/top/top.jsp [Accessed: 15.11.2016].

 

Li Q., Wang B., Chao K., Guo J., Song J., Yue W., Li Q. 2016. Molecular detection of stripe rust resistance gene(s) in 115 wheat cultivars (lines) from the yellow and huai river valley wheat region. Journal of Phytopathology 164 (11–12): 946–958. DOI: 10.1111/jph.12515.

 

MASWheat 2016. http://maswheat.ucdavis.edu [Accessed: 22.11.2016].

 

McNeal F.H., Konzak C.F., Smith E.P., Tate W.S., Russel T.S. 1971. A uniform system for recording and processing cereal research data. United States Department of Aghriculture, Agricultural Research Service, Washington, D.C., ARS 34–121, 42 pp.

 

Morgounov A., Tufan H.A., Sharma R., Akin B., Bagci A., Braun H.-J., Kaya Y., Keser M., Payne T.S., Sonder K., McIntosh R. 2012. Global incidence of wheat rusts and powdery mildew during 1969–2010 and durability of resistance of winter wheat variety Bezostaya 1. European Journal of Plant Pathology 132 (3): 323–340. DOI: 10.1007/s10658-011-9879-y.

 

Murphy L.R., Santra D., Kidwell K., Yan G., Chen X., Campbell K.G. 2009. Linkage maps of wheat stripe rust resistance genes Yr5 and Yr15 for use in marker-assisted selection. Crop Science 49 (5): 1786–1790. DOI: 10.2135/cropsci2008.10.0621.

 

Rampling L.R., Harker N., Shariflou M.R., Morell M.K. 2001. Detection and analysis systems for microsatellite markers in wheat. Australian Journal of Agricultural Research 52 (12): 1131–1141. DOI: https://doi.org/10.1071/AR01027.

 

Sharma-Poudyal D., Chen X.M., Wan A.M., Zhan G.M., Kang Z.S., Cao S.Q., Jin S.L., Morgounov A., Akin B., Mert Z., Shah S.J.A., Bux H., Ashraf M., Sharma R.C., Madariaga R., Puri K.D., Wellings C., Xi K.Q., Wanyera R., Manninger K., Ganzález M.I., Koyda M., Sanin S., Patzek L.J. 2013. Virulence characterization of international collections of the wheat stripe rust pathogen, Puccinia striiformis f. sp. tritici. Plant Disease 97 (3): 379–386. DOI: https://doi.org/10.1094/PDIS-01-12-0078-RE.

 

Smith P.H., Hadfield J., Hart N.J., Koebner R.M.D., Boyd L.A. 2007. STS markers for the wheat yellow rust resistance gene Yr5 suggest a NBS–LRR-type resistance gene cluster. Genome 50 (3): 259–265. DOI: https://doi.org/10.1139/G07-004.

 

Sortinfo 2016. www.sortinfo.dk/Sorter.asp [Accessed: 15.11.2016].

 

Tratwal A., Gacek E. 2013. Znaczenie odmian odpornych na choroby i zasiewów mieszanych roślin uprawnych. s. 35–44. W: „Podstawy integrowanej ochrony roślin” (M. Mrówczyński, red.). PWRiL, Poznań, 156 ss.

 

Woźniak-Strzembicka A. 2003. Rdza żółta pszenicy w Polsce: częstość wirulencji w populacji patogena. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 230: 119–126.

 

Yaniv E., Raats D., Ronin Y., Korol A.B., Grama A., Bariana H., Dubcovscy J., Schulman A.H., Fahima T. 2015. Evaluation of marker-assisted selection for the stripe rust resistance gene Yr15, introgressed from wild emmer wheat. Molecular Breeding 35: 43. DOI: 10.1007/s11032-015-0238-0.

Progress in Plant Protection (2017) : 0-0
Data pierwszej publikacji on-line: 2017-11-29 11:04:41
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2017-044
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy