Метод ранней диагностики устойчивости сортов пшеницы к совместному действию хлоридного засоления и инфицирования B. sorokiniana

Представлены результаты разработки метода ранней диагностики устойчивости сортов пшеницы к совместному действию хлоридного засоления и инфицирования возбудителем обыкновенной корневой гнили злаков Bipolaris sorokiniana Shoem (B. sorokiniana) по выходу электролитов из листовой ткани проростков. Исследования проводили в 2022, 2023 гг. на четырех сортах мягкой яровой пшеницы. Проростки выращивали из инфицированных патогеном трехсуточных проросших семян на растворе хлорида натрия (опыт) и на водопроводной воде (контроль) в заданных климатических условиях. Реакцию сортов на стресс определяли по относительному изменению удельной электропроводности (УЭП) водных вытяжек листьев на кондуктометрической установке edge EC, HANNA Instruments (Германия). Экспериментально определены условия подготовки образцов, обеспечивающих максимальные межсортовые различия: размер нарезки листовой ткани – 1,5 мм, соотношение листовой ткани и воды – 1 : 40, время экспозиции образцов в дистиллированной воде не менее 1,5 ч. Проведенная оценка устойчивости сортов пшеницы показала бо́льшую дифференцирующую способность разработанного метода и наибольшие межсортовые различия по сравнению с морфофизиологическим методом. Выборочные средние для относительных изменений УЭП водных вытяжек листовой ткани сортов различались в 2,6–7,3 раза, показателей длины и биомассы ростков и корней у данных сортов – в 1,2–2,3 раза. Коэффициент корреляции рангов Спирмена между показателями устойчивости сортов составил rs = 0,88 при p ≤ 0,01. Результаты диагностики устойчивости исследованных сортов пшеницы по ростовым процессам и УЭП водных вытяжек листьев совпали. Выявлена сортоспецифичность: сорт Новосибирская 18 менее устойчив, Омская 18, Сибирская 21 и Новосибирская 44 более устойчивы к исследуемому совместному стрессу. Сделан вывод о возможности применения разработанного метода по выходу электролитов листьев для ранней диагностики (фенотипирования) сортов пшеницы по устойчивости к совместному действию B. sorokiniana и хлоридного засоления.

1. Разина А.А., Султанов Ф.С., Дятлова О.Г. Корневая гниль на новых сортах яровой пшеницы при разных сроках посева // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2020. Т. 50. № 2. С. 39–46. DOI: 10.26898/0370-8799-2020-2-5.

2. Xiong Y., McCarthy C., Humpa J., Percy C. A review on common root rot of wheat and barley in Australia // Plant Pathology. 2023. Vol. 72. P. 1347–1364. DOI: 10.1111/ppa.13777.

3. Панкова Е.И., Горохова И.Н. Анализ сведений о площади засоленных почв России на конец XX и начало XXI веков // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2020. Т. 103. С. 5–33.

4. Le Gouis J., OuryF.-X., CharmetG.How changes in climate andagricultural practices influenced wheat production in Western Europe // Journal of Cereal Science. 2020. Vol. 93. P. 102960. DOI: 10.1016/j.jcs.2020.102960/.

5. Lama S., Leiva F., Vallenback P., Chawade Aand Kuktaite R. Impacts of heat, drought, and combined heat-drought stress on yield, phenotypic traits, and gluten protein traits: capturing stability ofspring wheat in excessive environments // Frontieres Plant Science. 2023. Vol. 14. P. 1179701. DOI: 10.3389/fpls.2023.1179701.

6. Давыдова Н.В., Марченкова Л.А., Павлова О.В., Чавдарь Р.Ф., Орлова Т.Г., Широколава А.В. Адаптивность сортов и линий яровой пшеницы к искусственно создаваемым осмотическому, солевому и кислотному стресс-факторам на ранних этапах онтогенеза // Биосфера. 2022. Т. 14. № 4. С. 306–310.

7. Салех С., Мурыгина Е.А., Боме Н.А. Оценка морфофизиологических параметров различных сортов озимой ржи к хлоридному засолению в лабораторных условиях // Аграрная наука. 2024. Т. 387. № 10. С. 134–138.

8. Ioannis Spyroglou, Krystyna Rybka, Ronald Maldonado Rodriguez, Piotr Stefański, Natallia M. Valasevich. Quantitative estimation of water status in field-grown wheat using beta mixed regression modelling based on fast chlorophyll fluorescence transients: A method for drought tolerance estimation // Journal of Agronomy and Crop Science. 2021. Vol. 207. Is. 4. P. 577–781.

9. Arif M.A.R., Komyshev E.G., Genaev M.A., Koval V.S., Shmakov N.A., Börne A., Afonnikov D.A. QTL Analysis for Bread Wheat Seed Size, Shape and Color Characteristics Estimated by Digital Image Processing // Plants. 2022. Vol. 11. P. 2105.

10. Зульфугарова С.Т., Рустамова С.М., Гусейнова И.М. Активность антиоксидантных ферментов и термостабильность мембран у генотипов твердой пшеницы при тепловом стрессе // Аграрная наука. 2022. Т. 356. № 2. С. 56–61. DOI: 10.32634/0869-8155-2022-356-2-56-61.

11. Гурова Т.А., Свежинцева Е.А., Чесноченко Н.Е. Показатель проницаемости клеточных мембран проростков в оценке стрессоустойчивости сортов пшеницы // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2021. T. 51. № 3. С. 31–43. DOI: 10.26898/0370-8799-2021-3-4.

12. Гурова Т.А., Свежинцева Е.А., Чесноченко Н.Е. Адаптация сортов пшеницы при гипертермии, хлоридном засолении и инфицировании Bipolaris sorokiniana Shoem. // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2020. Т. 50. № 6. С. 12–25.

13. Гриусевич П.В., Самохина В.В., Демидчик В.В. Стресс-индуцируемая потеря электролитов клетками корня высших растений: история вопроса, механизм и физиологическая роль // Экспериментальная биология и биотехнология. 2022. Т. 2. С. 4–18. DOI: 10.33581/2957-5060-2022-2-4-18.

14. Новикова С.И., Бедарева О.М., Горшинина Г.В., Троян Т.Н. Оценка жизнеспособности и устойчивости озимых культур кондуктометрическим методом // Известия КГТУ. 2020. № 57. С. 54–66.

15. Якунина А.В., Синицына Ю.В., Крутова Е.К., Веселов А.П. Изучение влияния пирабактина на урожайность растений гороха посевного Pisum sativum L. и анализ изменений перекисного окисления липидов и выхода электролитов как возможных факторов этого воздействия // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. 2020. № 4 (32). С. 3–12.