Use of effective sources of winter wheat resistance in breeding for immunity

Abstract

Winter wheat is one of the most important crops in Ukraine, and modern varieties have the potential to produce high yields under favourable conditions. The realisation of the genetic yield potential of a variety is the result of a complex interaction of genotype and environmental variables. In order to find effective sources of resistance, a collection of winter wheat accessions of different ecological and geographical origin was studied. The research was conducted in 2017-2019 in the Right-Bank Forest-Steppe, and the analysis of plant resistance of the winter wheat collection of the National Centre of Plant Genetic Resources of Ukraine was tested against a synthetic infectious background of septoria, brown rust and smut as opposed to the natural background of powdery mildew, leaf yellowing (pyrenophorosis) and other root rot. The collection of 32 varieties was represented by 9 countries, most of them of Ukrainian origin. In the field, on artificial and natural infectious backgrounds, we identified varieties characterised by group resistance to pathogens of major diseases. The studies of adult plant resistance under conditions of infectious natural background and the use of the method of artificial complex infectious background have established that it is possible to investigate and identify sources of resistance to both individual pathogens and a complex of pathogens. As a result, no accessions were found to possess group resistance against the six pathogens presented. The selected varieties, Zdoba Kyivska, Vykhovanka Odeska and Feonia, can be used as sources of group resistance, which allows for excellent breeding efforts leading to the development of resistant wheat varieties. The selected sources are suitable for inclusion in breeding programmes as starting material for the development of modern high-yielding winter durum wheat varieties resistant to diseases and other environmental factors

Пшениця озима є однією з найважливіших культур в Україні, сучасні сорти мають потенціал для отримання високих урожаїв у сприятливих умовах. Реалізація генетичного потенціалу врожайності сорту є результатом складної взаємодії генотипу та змінних чинників навколишнього середовища. З метою пошуку ефективних джерел стійкості, досліджено колекцію пшениці озимої різного еколого-географічного походження. Дослідження було проведено впродовж 2017-2019 рр. в умовах Правобережного Лісостепу, аналіз стійкості рослин колекції пшениці озимої Національного центру генетичних ресурсів рослин України протестований у синтетичному інфекційному фоні септоріозу, бурої іржі та суцільної сажки на противагу природному фону борошнистої роси, пожовтіння листків (піренофорозу) та інших кореневих гнилях. Колекція з 32 сортозразків була представлена 9 країнами світу, більшість з них української селекції. В польових умовах на штучних та природних інфекційних фонах були виділені сортозразки, які характеризувалися груповою стійкістю проти збудників основних хвороб. Проведеними дослідженнями стійкості дорослих рослин в умовах інфекційного природного фону та використання методу штучного комплексного інфекційного фону встановлено, що можливо досліджувати та виявляти джерела стійкості як до окремих патогенів, так і до комплексу патогенів. В результаті не було виявлено жодного сортозразка, який володів груповою стійкістю проти шести представлених збудників хвороб. Відібрані сорти Здоба Київська, Вихованка одеська та Феонія, можуть бути використані як джерела групової стійкості, що дозволяє створювати чудові селекційні зусилля, які призводять до створення стійких сортів пшениці. Вибрані джерела доцільні для включення в селекційні програми як вихідний матеріал при створенні сучасних високоврожайних сортів м’якої пшениці озимої, стійких проти хвороб та інших факторів навколишнього середовища