DOI: https://doi.org/10.21498/2518-1017.14.3.2018.145289

Sources of complex resistance of winter wheat (Triticum aestivum L.) for adaptive breeding

Л. О. Хоменко, Н. В. Сандецька

Abstract


Purpose. To study the complex resistance of winter wheat collection using productivity index – total weight of all grains in one ear; drought and heat resistances; resistance to pathogens – powdery mildew, brown rust and pyrenophorosis (tan spot). To select plants with complex resistance for breeding programs aimed to create a high-yielding and highly adaptable source material.

Methods. Field, laboratory and statistical.

Results. The winter wheat varieties were divided into 3 groups according to the level of productivity and the way of use. They included 136 varieties, 33% of which were from Institute of Plant Physiology and Genetics, NAS of Ukraine (Kyiv breeding), 19% from the southern regions of Ukraine (south-Ukrainian breeding), and 42% from the foreign collection (West European breeding). On the basis of productivity, the highest priority in 69% belongs to Kyiv breeding varieties with grain weight within 3.1–4.0 g/ear. South-Ukrainian breeding varieties are of highest drought tolerance at the rank ‘medium-resistant’ – 25.0%, at the rank ‘higher than medium-resistant’ – 17.9% and ‘highly resistant’ – 10.7%. Varieties of Kyiv breeding have the highest percentage at the rank of ‘medium heat resistant’ and the ‘heat resistant’ – 25.5%. According to pathogenic resistance, Western European breeding varieties have the highest percentage of the resistance to powdery mildew and pyrenophorosis at the rank ‘higher than medium resistant’ – 43%. Varieties of Kyiv and south-Ukrainian breeding have the steadily medium resistance to diseases of three pathogens within 53–82 %.

Conclusions. The sources of complex resistance of winter wheat to the unfavorable environmental factors and pathogen diseases (mildew, brown rust and pyrenophorosis) were identified – ‘Natalka’, ‘Pereiaslavka’, ‘Podolianka’, ‘Darynka Kyivska’, ‘Zbruch’, ‘Kyivska ostysta’, ‘Smuh­lianka’, ‘Snihurka’ and ‘Favorytka’ varieties. Studied varieties were involved to the breeding programs on creation of highly productive and highly adaptive winter wheat.


Keywords


Triticum aestivum L.; varieties; drought resistance; heat resistance; pathogens; sources of complex resistance

References


Morgun, V. V. (Ed.). (2017). Fiziolohiia roslyn: dosiahnennia ta novi napriamky rozvytku [Plant physiology: achievements and new directions in development]. Kyiv: Lohos. [in Ukrainian]

Ulich, O. L. (2005). Frost resistance of modern winter wheat varieties. Vìsnik agrarnoï nauki [Вulletin of Agricultural Science], 4, 86–90. [in Ukrainian]

Hadzalo, Ya. M. (Ed.). (2016). Innovative support of breeding process and technologies of winter wheat cultivation. In Ahropromyslovyi kompleks Ukrainy [Agribusiness in Ukraine]. Kyiv: N.p. [in Ukrainian]

Lisovyi, M. P., Lysenko, S. V., & Sekun, M. P. (1997). Aspects of protection. In Prohnoz fitosanitarnoho stanu ahrotsenoziv Ukrainy ta rekomendatsii shchodo zakhystu roslyn [Forecast of the phytosanitary state of Ukrainian agrocenoses and recommendations on plant protection] (pp. 4–5). Kyiv: N.p. [in Ukrainian]

Morgun, V. V., & Topchii, T. V. (2016). The search for new sources of winter wheat resistance to the main pathogens of fungal diseases. Fiziologiya Rastenii I Genetika [Plant Physiology and Genetics], 48(5), 393–400. [in Ukrainian]

Novokhatka, V. G. (1983). Creation of source material resistant to powdery mildew for winter wheat selection, (Erysiphe graminis DC. f. sp. tritici Marchal). Sbornik nauchnykh trudov Mironovskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta selektsii i semenovodstva pshenitsy [Collection of scientific works of the Mironovska Research Institute of Breeding and Seed Production of Wheat], 9, 116–126. [in Russian]

Trybel, S. O., Retman, S. V., Borzykh, O. I., & Stryhun, O. O. (2012). Stratehichni kultury [Strategic crops] (pp. 70–71). Kyiv: Feniks. [in Ukrainian]

Karelov, A. V., Pirko, Ya. V., Kozub, N. A., Sozinov, I. A., Pirko, N. N., Litvinenko, N. A., … Sozinov, A. A. (2011). Identification of the allelic state of the Lr34 leaf rust resistance gene in soft winter wheat cultivars developed in Ukraine. Cytol. Genet., 45(5), 271–276. doi: 10.3103/S0095452711050069

Tkachyk, S. O. (Ed.). (2014). Metodyka provedennia ekspertyzy sortiv roslyn hrupy zernovykh, krupianykh ta zernobobovykh na prydatnist do poshyrennia v Ukraine (PSP) [Method for grain, cereal and leguminous varieties VCU expert examination in Ukraine]. Kyiv: Nilan-LTD. [in Ukrainian]

Udovenko, G. V. (Ed.). (1988). Diagnostika ustoychivosti rasteniy k stressovym vozdeystviyam [Detection of plant stress-resistance] (pp. 128–154). Leningrad: VIR. [in Russian]

Kyrychenko, V. V., & Petrenkova, V. P. (Eds.). (2012). Osnovy selektsii polovykh kultur na stiikist do shkidlyvykh orhanizmiv [Principles of field crops selection to increase pest-resistance]. Kharkiv: N.p. [in Ukrainian]

Babayants, O. V. (2011). Imunolohichna kharakterystyka roslynnykh resursiv pshenytsi ta obgruntuvannia henetychnoho zakhystu vid zbudnykiv khvorob hrybnoi etiolohii u Stepu Ukraine [Immunological characteristic of wheat plant resources and verification of genetic protection against pathogens of fungal aetio­logy in the Steppe region of Ukraine] (Dr. Biol. Sci. Diss.). National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine. [in Ukrainian]

Dospekhov, B. A. (1985). Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul’tatov issledovaniy) [Methods of field experiment (with the basics of statistical processing of research results)]. (5nd ed., rev.). Moscow: Agropromizdat. [in Russian]

Varavkin, V., & Taran, N. (2014). The intensity of growth processes of winter wheat (Triticum aestivum) of different breeding under high osmotic pressure. Vìsnik Kiїvsʹkogo nacìonalʹnogo unìversitetu ìmenì Tarasa Ševčenka. Serìâ: Problemi regulâcìї fìzìologìčnih funkcìj [Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv: Problems of Physiological Functions Regulation], 4, 423–428. [in Ukrainian]

Alexandrov, A. E., & Sibikeev, S. N. (1999). The search for cultivars and lines of spring bread wheat resistant to powdery mildew. Annual Wheat Newsletter, 45, 131.


GOST Style Citations


Фізіологія рослин: досягнення та нові напрямки розвитку / за ред. В. В. Моргуна. Київ : Логос, 2017. С. 6–8.

Уліч О. Л. Зимостійкість сучасних сортів озимої пшениці. Вісн. аграр. науки. 2005. № 4. С. 86–90.

Інноваційне забезпечення селекційного процесу та технологій вирощування озимої пшениці. Агропромисловий комплекс України / гол. ред. Я. М. Гадзало. Київ, 2016. 147 с.

Лісовий М. П., Лисенко С. В., Секун М. П. Особливості захисту. Прогноз фітосанітарного стану агроценозів України та рекомендації щодо захисту рослин. Київ, 1997. С. 4–5.

Моргун В. В.,Топчий Т. В. Пошук нових джерел стійкості пшениці озимої до основних збудників грибних хвороб. Физиология раст. и генетика. 2016. Т. 48, № 5. С. 393–400.

Новохатка В. Г. Создание исходного для селекции озимой пшеницы материала, устойчивого к мучнистой росе (Erysiphe graminis DC. f. sp. tritici Marchal). Сб. науч. трудов МНИИССП. 1983. Вып. 9. С. 116–126.

Трибель С. О., Ретьман С. В., Борзих О. І., Стригун О. О. Стратегічні культури. Київ : Фенікс, 2012. С. 70–71.

Karelov A. V., Pirko Ya. V., Kozub N. A. et al. Identification of the allelic state of the Lr34 leaf rust resistance gene in soft winter wheat cultivars developed in Ukraine. Cytol. Genet. 2011. Vol. 45, No. 5. pp. 271–276. doi:10.3103/S0095452711050069

Методика проведення експертизи сортів рослин групи зернових, круп’яних та зернобобових на придатність до поширення в Україні (ПСП) / за ред. С. О. Ткачик. Київ : Нілан-ЛТД, 2014. 82 с.

Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям / под ред. Г. В. Удовенко. Ленинград : ВИР, 1988. С. 128–154.

Основи селекції польових культур на стійкість до шкідливих організмів / за ред. В. В. Кириченка, В. П. Петренкової. Харків, 2012. 320 с.

Бабаянц О. В. Імунологічна характеристика рослинних ресурсів пшениці та обґрунтування генетичного захисту від збудників хвороб грибної етіології у Степу України : дис. ... д-ра біол. наук : спец. 06.01.11 «Фітопатологія» / Нац. ун-т біоресурсів і природокористування України. Київ, 2011. 328 с.

Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. Москва : Агропромиздат, 1985. 351 с.

Варавкін В., Таран Н. Інтенсивність ростових процесів озимої пшениці (Triticum aestivum) різної селекції за умов високого осмотичного тиску. Вісн. Київського нац. ун-ту ім. Т. Шевченко. Сер. : Проблеми регуляції фізіологічних функцій та біологія. 2014. Вип. 4. С. 423–428.

Alexandrov A. E., Sibikeev S. N. The search for cultivars and lines of spring bread wheat resistant to powdery mildew. Annual Wheat Newsletter. 1999. Vol. 45. P. 131.







Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

DOI: 10.21498/2518-1017

Flag Counter