АНАЛІЗ ВІРУЛЕНТНОСТІ ЗБУДНИКА BLUMERIA GRAMINIS F. SP. HORDEI ТА ЕФЕКТИВНІСТЬ ГЕНІВ СТІЙКОСТІ ЯЧМЕНЮ
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.12.2025.18Ключові слова:
ячмінь, борошниста роса, гени стійкості, гени вірулентностіАнотація
У статті проаналізовано динаміку частот генів вірулентності збудника борошнистої роси ячменю й ефективність генів стійкості. Показано, що в українських агроекосистемах була високо варіабельна популяція патогена, подібна до популяцій суміжних країн. Проведено порівняльний аналіз із сучасними популяціями збудника в Латвії, Литві, Польщі, Словаччині та Чехії, наведено аналіз популяцій з Австралії, Казахстану та Китаю. З’ясовано, що найефективнішим залишається ген неспецифічної резистентності mlo, до якого не було виявлено вірулентних ізолятів. Його ефективність дуже стабільна навіть після 43 років його присутності в комерційних сортах, незважаючи на те, що ці сорти переважали у Європі принаймні протягом останніх трьох десятиліть. Частка новозареєстрованих сортів із цим геном зросла з 63% у 2006–2010 рр. до 83% протягом 2016–2020 рр. Підтверджено стійкість генів Mla3, Mlk, Sl-1, Mla1 та повідомляється про часткове подолання стійкості для комбінації генів MILa+Mla7. Ефективність гена Mlp у Європі втрачено та виявлено підвищення вірулентностей до нового гена стійкості MlVe. Встановлено новий ген стійкості, який названо mlmr. Порівняння генетичної структури популяцій Bgh у Казахстані з популяціями Європи, Африки, Австралії та Південно-Східної Азії виявило відмінності. На основі об’єднаних результатів аналізу вірулентності та резистентності повідомляється, що ген вірулентності Vp1 стає головним фактором, що сприяє підвищенню складності вірулентності та різноманітності патотипів у Центральній Європі. Встановлено загальну тенденцію зростання генетичної різноманітності патогенів, що обумовлює поступову втрату ефективності більшості моногенних генів стійкості. Стабільне вирощування ячменю в умовах постійної еволюції патогена потребує стратегічного використання стійких генотипів, упровадження нових джерел стійкості та безперервного моніторингу популяцій збудника борошнистої роси ячменю як в Україні, так і в Європі.
Посилання
Лісовий М.П., Кононенко Ю.М. Історичні етапи розвитку досліджень поліморфізму популяцій збудника борошнистої роси ярого ячменю. Захист і карантин рослин. 2006. Вип. 52. С. 49–63.
Лісовий М.П., Кононенко Ю.М. Поліморфізм вірулентності збудника борошнистої роси ячменю в Центральному Лісостепу України. Вісник аграрної науки. 2007. № 4. С. 15–18.
Brown J.K.M., Jørgensen J.H. A catalogue of mildew resistance genes in European barley varieties. Integrated Control of Cereal Mildews: Virulence and Their Change, Proceedings of the Second European Workshop on Integrated Control of Cereal Mildews. Risø National Laboratory; 1990. Roskilde, Denmark. P. 263–286.
Crop Protection. How to manage powdery mildew (Erysiphe graminis) in barley. [Електронний ресурс]. URL: https://www.adama.com/south-africa/en/learning/barley-farming/ powdery-mildew-on-barley/ (дата звернення 12.04.2022).
Dreiseitl A., Križanová K. Powdery mildew resistance genes in spring barley cultivars registered in Slovakia from 2000 to 2010. Cereal Research Communications. 2012. Vol. 40, № 4. Р. 494–501. https://doi.org/10.1556/CRC.2012.0008.
Dreiseitl A. Pathogenic divergence of Central European and Australian populations of Blumeria graminis f. sp. hordei. Annals of Applied Biology. 2014. Vol. 165. № 3. Р. 364–372. https://doi.org/10.1111/aab.12141.
Dreiseitl A. Rare Virulences of Barley Powdery Mildew Found in Aerial Populations in the Czech Republic from 2009 to 2014. Genetics and Plant Breeding. 2015a. Vol. 51. № 1. Р. 1–8. https://doi.org/10.17221/254/2014-CJGPB.
Dreiseitl A. Emerging Blumeria graminis f. sp. hordei pathotypes reveal ‘Psaknon’ resistance in European barley varieties. The Journal of Agricultural Science. 2015b. Vol. 1. № 6. Р. 1–8. https://doi.org/10.1017/S0021859615001069.
Dreiseitl А. Great pathotype diversity and reduced virulence complexity in a Central European population of Blumeria graminis f. sp. hordei in 2015–2017. European Journal of Plant Pathology. 2018. Vol. 153. Р. 801–811. https://doi.org/10.1007/s10658-018-1593-6.
Dreiseitl A. Great pathotype diversity and reduced virulence complexity in a Central European population of Blumeria graminis f. sp. hordei in 2015–2017. European Journal of Plant Pathology. 2019. Vol. 53. Р. 801–811. https://doi.org/10.1007/s10658-018-1593-6.
Dreiseitl A. Powdery Mildew Resistance Genes in European Barley Cultivars Registered in the Czech Republic from 2016 to 2020. Genes (Basel). 2022. Vol. 13. № 7. Р. 1274. https://doi.org/10.3390/genes13071274.
Dreiseitl A. Major Genes for Powdery Mildew Resistance in Research and Breeding of Barley: A Few Brief Narratives and Recommendations. Journal of Fungi, 2023a. Vol. 9. № 11. Р. 1045. https://doi.org/10.3390/jof9111045.
Dreiseitl А. Rare Virulences and Great Pathotype Diversity of a Central European Blumeria hordei Population. Journal of Fungi. 2023b. Vol. 9. № 11. Р. 1045. https://doi.org/10.3390/jof9111045.
Dreiseitl А. Major Genes for Powdery Mildew Resistance in Research and Breeding of Barley: A Few Brief Narratives and Recommendations. Preprints.org. 2025. https://doi.org/10.20944/preprints202503.0642.v1.
Ellwood S.R., Lopez-Ruiz J.F., Tan Rare K. Barley powdery mildew control in Western Australia and beyond. Plant Pathology. 2024. Vol. 73. № 7. P. 1666–1674. https://doi.org/10.1111/ppa.13884.
Czembor H.J. Odporność na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f.sp. hordei) odmian jęczmienia włączonych do badań rejestrowychw Polsce w latach 2004–2006. Biuletyn instytutu hodowli i aklimatyzacji roślin. 2008. № 248. Р. 33–42. https://doi.org/10.37317/biul-2008-0055.
Czembor H.J., Czembor J.H., Pietrusinska A., Domeradzka O. Resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f.sp. hordei) in barley cultivars included to registration trials in Poland in 2011. Biuletyn Instytutu hodowli i aklimatyzacji roślin. 2012. № 265. Р. 23–33.
Czembor J.H., Czembor E., Kisiela A., Wnuk E. Resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. hordei) of spring barley varieties from the Post-registration Variety Testing program in 2022. Biuletyn instytutu hodowli i aklimatyzacji roślin. 2023. № 299. Р. 29–37. https://doi.org/10.37317/biul-2023-0004.
Kithsiri J. Management of barley powdery mildew in the face of fungicide resistance [Електронний ресурс]. URL: https://www.agric.wa.gov.au/search?search_api_views_fulltext=Management%20of%20barley%20powdery%20mildew%20in%20the%20face%20of%20fungicide%20resistance (дата звернення 10.04.2025).
Kokina I., Rashal I. Trends of changes of genetic structure of the population of Blumeria graminis f.sp. hordei in the Latgale region of Latvia in 2003–2004. Acta Biologica Universitatis Daugavpiliensis. 2005. Vol. 5. № 2. Р. 187–192.
Kokina I., Rashal I. Results of monitoring of the population of Blumeria graminis f.sp. hordei in Latvia in 2009–2010. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Natural Exact and Applied Sciences. 2012. Vol. 66. № 1/2. Р. 41–47.
Kokina I., Rashal I., Statkeviciute G., Leistrumaite A. The peculiarities of genetic structure of the Blumeria graminis f. sp. hordei population in Lithuania. Zemdirbyste Agriculture. 2014. Vol. 101. № 4. Р. 419–424. https://doi.org/10.13080/z-a.2014.101.053.
Liatukas Ž., Leistrumaite A. Field resistance of spring barley cultivars to powdery mildew in Lithuania. Biologia. 2007. Vol. 62. № 6. Р. 664–669. https://doi.org/10.2478/s11756-007-0132-2.
Management of barley powdery mildew in the face of fungicide resistance. Western Australia Crop Sowing Guide. [Електронний ресурс]. URL: https://www.agric.wa.gov.au/barley/management-barley-powdery-mildew-face-fungicide-resistance (дата звернення 12.04.2025).
Marzani Q.A., Amin M.M., Fateh S.A. Evaluation the effects of powdery mildew caused by Blumeria graminis f. sp. hordei and cultivar on the barley lodging. Plant Patholоgy. 2023. Vol. 165. Р. 233–240. https://doi. org/10.1007/s10658-022-02601-y.
Murray G.M., Brennan J.P. Estimating disease losses to the Australian barley industry. Australasian Plant Pathology. 2010. Vol. 39. Р. 85–96.
Piechota U., Słowacki P., Czembor P.C. Identification of a novel recessive gene for resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. hordei) in barley (Hordeum vulgare). Plant Breeding. 2020. Vol. 139. Р. 730–742. https://doi.org/10.1111/pbr.12819.
Rashall I., Kokina I., Araja I. Trends of the changes of the virulence genes frequencies in the Latvian population of Blumeria graminis f.sp. hordei. Agronomijas vestls (Latvian Journal of Agronomy). 2004. № 7. Р. 79–83.
Rsaliyev A., Pahratdinova Z., Rsaliyev S. Characterizing the pathotype structure of barley pow- dery mildew and effectiveness of resistance genes to this pathogen in Kazakhstan. Plant Biology. 2017. Vol. 17. Р. 178. https://doi.org/10.1186/s12870-017-1130-3.
Tratwal A., Bocianowski J. Blumeria graminis f. sp. hordei virulence frequency and the powdery mildew incidence on spring barley in the Wielkopolska province. Journal of plant protection research. 2014. Vol. 54, № 1. Р. 28–35. https://doi.org/10.2478/jppr-2014-0005.
Wang Y., Zhang G., Wang F., Lang, X. Zhao X., Zhu J., Hu C., Hu J., Zhang Y., Yao X., Liu H., Ma T., Niu Y., Wang Z., Feng J., Wangmu, Lin R. Virulence Variability and Genetic Diversity in Blumeria graminis f. sp. hordei in Southeastern and Southwestern China. Plant Disease. 2023a. Vol. 107. № 3. Р. 809–819. https://doi.org/10.1094/PDIS-04-22-0944-RE.
Wang Y., Zhuoma Q., Xu Z., Peng Y., Wang M. Virulence and Genetic Types of Blumeria graminis f. sp. hordei in Tibet and Surrounding Areas. Fungi (Basel). 2023b. Vol. 16. № 3. Р. 363. https://doi.org/10.3390/jof9030363.
