Екологічна пластичність сортів пшениці м’якої озимої та стійкість до збудника снігової плісняви (Microdochium nivale (Fr.) Samuels & I.C. Hallett)
Анотація
Визначення кращих генотипів пшениці м’якої озимої з високою екологічною пластичністю до ґрунтово-кліматичних умов вирощування у поєднанні з толерантністю до поширених хвороб, спричинених грибними збудниками, в тому числі і снігової плісняви, набуває все більшої актуальності для виробництва та селекції, яка зумовлена попитом на світовому ринку екологічно-безпечної продукції. Попереднє виділення найбільш цінного вихідного матеріалу з високою стресостійкістю до періодичних змін у кліматі та погіршеного фітосанітарного стану передує успішності селекційного процесу щодо актуальних викликів сьогодення. Метою досліджень було визначення рівня екологічної пластичності в сортів пшениці м’якої озимої, диференційованих за стійкістю до збудника снігової плісняви, шляхом аналізу рангів генотипового ефекту та коефіцієнту регресії врожайності, а також виділення високоврожайних джерел для використання в селекції на адаптивність. Дослідження проведені згідно загальноприйнятих методик для оцінки матеріалу вивчення за стійкістю до збудників хвороб та адаптивних властивостей, які забезпечили інтерпретацію одержаних результатів високою об’єктивністю. Визначено, що найвищою екологічною пластичність серед диференційованого матеріалу вивчення за стійкістю до Microdochium nivale (Fr.) Samuels & I.C. Hallett відзначилися п’ять сортів (16,7 %), які вирізнялися формуванням врожайності від 118 % до 129 % до стандарту. До них відносяться сорти Муза білоцерківська, Асканійська берегиня, Гетьманська, Мальованка (UKR) та Nordika (CZE), про що свідчить найменша сума рангів (сума рангів 2) генотипового ефекту (εi ) та коефіцієнту регресії (Ri ). Виділено нові джерела високої та стабільної стійкості пшениці м’якої озимої до збудника снігової плісняви, а саме: Санжара, Мальованка, Світязь, Муза білоцерківська (UKR); Smuga (POL) та Nordika (CZE). Встановлено, що у сортів пшениці м’якої озимої стійкість до Microdochium nivale (Fr.) Samuels & I.C. Hallett на значному негативному рівні корелює із сумою рангів генотипового ефекту і ступеня пластичності врожайності – r =-0,69, P < 0,01. Систематизація отриманих результатів вивчення, виділення сортів з найвищою екологічною пластичністю в мінливих погодних умовах агроекологічної зони, дають можливість ідентифікувати кращий генофонд для адаптивної селекції
Ключові слова
адаптивність; гомеостатичність; епіфітотії; генотиповий ефект; мінливість; урожайність
[1] Abdelhalim, M., Brurberg, M.B., Hofgaard, I.S., Rognli, O.A., & Tronsmo, A.M. (2020). Pathogenicity, host specificity and genetic diversity in Norwegian isolates of Microdochium nivale and Microdochium majus. European Journal of Plant Pathology, 156, 885-895. doi: 10.1007/s10658-020-01939-5.
[2] Afanasyeva, O., Golosna, L., Lisova, G., Kryvenko, A., & Solomonov, R. (2023). Use of effective sources of winter wheat resistance in breeding for immunity. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 27(4), 52-59. doi: 10.56407/bs.agrarian/4.2023.52.
[3] Babar, M., Ishaq, M., Akbar, F., Subkhan, G., Ali, Z., Ali, M., Ali, B., Khan, K., Ali, S., Obaidullah, A.J., Qureshi, M.A., & Khan, H. (2022). Evaluation of stress selection indices for morphological traits in bread wheat. SABRAO Journal of Breeding and Genetics, 54(5), 1016-1025. doi: 10.54910/sabrao2022.54.5.5.
[4] Chaddock, R.E. (1952). Exercises in statistical methods. Houghton: Houghton Mifflin.
[5] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[6] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1979, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text.
[7] Demydov, O., Hudzenko, V., Pravdziva, I., Siroshtan, A., Volohdina, H., Zaima, O., & Suddenko, Yu. (2022). Manifestation and variability level of yield and grain quality indicators in winter bread wheat depending on natural and anthropogenic factors. Romanian Agricultural Research, 39, 175-185. doi: 10.59665/ rar3917.
[8] Furtat, I., Danshyna, A., & Mankovska, O. (2020). Phytopathogenic and toxigenic characteristics of Fusarium isolates, received from Triticum aestivum L. grains. NaUKMA Research Papers. Biology and Ecology, 3, 26-34. doi: 10.18523/2617-4529.2020.3.26-34.
[9] Hockemeyer, K., & Koch, P.L. (2022). Field evaluations and in vitro sensitivity of Microdochium nivale to succinate dehydrogenase (SDHI) fungicides. International Turfgrass Society Research Journal, 14(1), 951-957. doi: 10.1002/ its2.48.
[10] Huang, S., Xia, J., Zhang, X., Sun, W., & Li, Z. (2020). Two new species of Microdochium from Indocalamus longiauritus in south-western China. MycoKeys, 72, 93-108. doi: 10.3897/mycokeys.72.55445.
[11] Hurev, B.P., Litun, P.P., & Hureva, I.A. (1981). Methodological recommendations on ecological variety testing of maize. Kharkiv: UNIIRSiH.
[12] Khangildin, V.V., & Lytvynenko, N.A. (1981). Homeostaticity and adaptability of winter wheat varieties. Scientific and Technical Bulletin, 39, 14-22.
[13] Kyrylchuk, A.M., Dutova, H.A., Hryniv, S.M., Orlenko, O.B., Bezprozvana, I.V., Kulyk, T.Ye., & Makarchuk, B.M. (2024). Yield plasticity of new varieties of soft winter wheat (Triticum aestivum L.) in different soil and climatic conditions of Ukraine. Plant Varieties Studying and Protection, 20(1), 58-68. doi: 10.21498/25181017.20.1.2024.297224.
[14] Langridge, P., & Reynolds, M. (2021). Breeding for drought and heat tolerance in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 134, 1753-1769. doi: 10.1007/s00122-021-03795-1.
[15] Lenoir, A., Slafer, G.A., Siah, A., & Dumont, B. (2023). Plasticity of wheat yield components in response to N fertilization. European Journal of Agronomy, 150, article number 126933. doi: 10.1016/j.eja.2023.126933.
[16] Liu, J., He, Q., Zhou, G., Song, Y., Guan, Y., Xiao, X., Sun, W., Shi, Y., Zhou, K., Zhou, S., Wu, Y., Ma, S., & Wang, R. (2023). Effects of sowing date variation on winter wheat yield: Conclusions for suitable sowing dates for high and stable yield. Agronomy, 13(4), article number 991. doi: 10.3390/agronomy13040991.
[17] Lyfenko, S., Nakonechnyy, M., & Nargan T. (2021). Peculiarities of the selection of soft winter steppe ecotype wheat varieties in connection with climate change in the conditions of Southern Ukraine. Bulletin of Agricultural Science, 99(3), 53-62. doi: 10.31073/agrovisnyk202103-07.
[18] Mahdavi, S., Arzani, A., Mirmohammady Maibody, S.A.M., & Kadivar, M. (2022). Grain and flour quality of wheat genotypes grown under heat stress. Saudi Journal of Biological Sciences, 29(10), article number 103417. doi: 10.1016/j.sjbs.2022.103417.
[19] Miedaner, T., & Juroszek, P. (2021). Climate change will influence disease resistance breeding in wheat in Northwestern Europe. Theoretical and Applied Genetics, 134, 1771-1785. doi: 10.1007/s00122-021-03807-0.
[20] Murashko, L., Mukha, T., Humenyuk, O., Kіrіlenko, V., & Novytska, N. (2022). The level of intensity of soft winter wheat varieties infection by Fusarium link pathogens and their identification on grain. Plant and Soil Science, 13(4), 35-45. doi: 10.31548/agr.13(4).2022.35-45.
[21] Parvez, R., & Chowdhury, N.H.K. (2020). Weather and crop management impact on crop yield variability. Agriculture and Food Sciences Research, 7(1), 7-15. doi: 10.20448/journal.512.2020.71.7.15.
[22] Pirych, A.V., Yurchenko, T.V., Hudzenko, V.M., Demydov, O.A., Kovalyshyna, H.M., Humeniuk, O.V., & Kyrylenko, V.V. (2021). Features of modern winter wheat varieties in terms of winter hardiness components under conditions of Ukrainian Forest-Steppe. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 12(1), 153-159. doi: 10.15421/022123.
[23] Samoilyk, M., Ustynova, H., Lozinskyi, M., Korkhova, M., & Ulich, O. (2023). Assessment of yield and adaptive properties of new varieties of soft winter wheat. Bulletin of Agricultural Science, 101(2), 53-62. doi: 10.31073/ agrovisnyk202302-05.
[24] Tang, D.-X., Zou, W.-Q., Wang, Y.-M., Huang, O., & Yu, H. (2022). Morphology and phylogeny of Microdochium chuxiongense sp. nov., a fungus from Southwest China. Phytotaxa, 555(2), 147-158, doi: 10.11646/ phytotaxa.555.2.3.
[25] Tarasiuk, M.V., & Stasik, O.O. (2022). The effect of drought at flowering stage on the dynamics of accumulation and remobilization of reserve water-soluble carbohydrates in stem segments of winter wheat varieties contrasting in drought resistance. Plant Physiology and Genetics, 54(5) 429-449. doi: 10.15407/frg2022.05.429.
[26] Tkachyk, S.O. (Ed.). (2016). Methodology for examination of plant varieties of the cereal, grain and leguminous group for suitability for distribution in Ukraine. Vinnytsia: Korzun D. Yu.
[27] Trybel, S., Hetman, M., Stryhun, O., Kovalyshyna, H., & Andriushchenko, A. (2010). Methodology of assessing resistance of wheat varieties to pests and pathogens. Kyiv: Kolobih.
[28] Tyshchenko, A.V., Konovalova, V.M., Bazalii, H.H., Fundirat, K.S., Tyshchenko, O.D., Reznichenko, N.D., & Konovalov, V.O. (2023). Ecological plasticity and stability of winter wheat varieties in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine (part 1 – years with sufficient moisture). Agrarian Innovations, 19, 190-200. doi: 10.32848/ agrar.innov.2023.19.29.
[29] Ünal, F. (2024). Phylogenetic analysis of Microdochium spp. associated with turfgrass and their pathogenicity in cereals. PeerJ, 12, article number 16837. doi: 10.7717/peerj.16837.
[30] Wu, X., Bian, Q., Gao, Y., Ni, X., Sun, Y., Xuan, Y., Cao, Y., & Li, T. (2021). Evaluation of resistance to powdery mildew and identification of resistance genes in wheat cultivars. PeerJ, 9, article number 10425. doi: 10.7717/ peerj.10425.
[31] Yurchenko, T., Pykalo, S., Humeniuk, O., & Pirych, A. (2020). Evaluation of drought tolerance of winter bread wheat varieties of Myronivka breeding in the Central Forest-Steppe of Ukraine. Bulletin of Lviv National Environmental University, 24, 141-146. doi: 10.31734/agronomy2020.01.141.