Применимость оценки структуры микробиома эндофитных грибов семенного материала в селекции мягкой яровой пшеницы

Ф. Дукси, Г. Н. Бондаренко, В. А. Бурлуцкий, Ю. В. Цветкова, Г. О. Декин, Н. В. Давыкова

---

Аннотация: В работе представлены результаты изучения структуры сообщества эндофитных грибов семенного материала некоторых новых высокопродуктивных генотипов мягкой яровой пшеницы, созданных с применением комплексных селекционно-генетических методических подходов: гапло-биотехнологии, эколого-географический принцип подбора родительских форм при конструировании сложных ярово-озимых гибридов (экологические валенты), для раскрытия возможности проведения
оценок селекционного материала при выведении новых коммерческих сортов.
Цель исследования – изучение сообщества эндофитных грибов (патогенных и непатогенных) в семенном материале пшеницы для определения возможности применимости такого рода оценки в селекции на устойчивость к грибным патогенам, а также для понимания их сложных взаимодействий с растениями и окружающей средой.
Материалы и методы. Генотипы мягкой яровой пшеницы, созданные с применением современных селекционно-генетических подходов (гапло-биотехнологии, эколого-географического метода подбора родительских пар при конструировании сложных ярово-озимых гибридов). Применен микробиологический метод (выделение возбудителя на питательную среду, получение чистой культуры), включая идентификацию морфологическим методом (микроскопия). Результаты первичной диагностики подтверждены применением полимеразной цепной реакции (ПЦР), основывающейся на использовании праймеров, разработанных на участок ITS-гена, с последующим секвенированием по Сэнгеру.
Результаты. Показаны различия в архитектуре сообществ эндофитных грибов семенного материала в зависимости от генотипа селекционных линий мягкой яровой пшеницы. Идентифицированы 7 видов грибов, относящихся к 5 родам. Среди них обнаружены как патогенные из родов Fusarium и Alternaria, так и непатогенные грибы из Trichoderma и Clonostachys.
Выводы и рекомендации. Результаты данного исследования являются частью комплексного подхода и способствуют изучению формирования полезных эндофитных сообществ для использования в сельскохозяйственных и селекционных целях (подбор устойчивых сортов пшеницы и сокращение использования пестицидов). Изучение таких грибов – перспективное направление в селекции мягкой пшеницы.

Ключевые слова: селекция, защита растений, пшеница мягкая яровая, сорт, эндофитные микроорганизмы, грибы, фузариоз колоса, микроскопирование, секвенирование по Сэнгеру

Для цитирования. Дукси Ф., Бондаренко Г. Н., Бурлуцкий В. А., Цветкова Ю. В., Декин Г. О., Давыдова Н. В. Применимость оценки структуры микробиома эндофитных грибов семенного материала в селекции
мягкой яровой пшеницы // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2025. Т. 27. № 4. С. 70–84. DOI: 10.35330/1991-6639-2025-27-4-70-84

Список литературы

1. Шалаева Л. В. Мировой и российский рынок зерна: оценка тенденций и перспектив // Продовольственная политика и безопасность. 2023. Т. 10. № 2. С. 287–302. DOI: 10.18334/ppib.10.2.117014
2. Словарева О. Ю. Анализ производства и экспорта российского зерна и составление перечня регулируемых фитосанитарными требованиями стран-импортеров возбудителей бактериозов зерновых культур // Аграрный вестник Северного Кавказа. 2023. № 3(51). С. 47–54. DOI: 10.31279/2949-4796-2023-3-51-47-54
3. Мальчиков П. Н., Мясникова М. Г. Развитие селекции яровой твердой пшеницы в России (странах бывшего СССР), результаты и перспективы // Вавиловский журнал
   генетики и селекции. 2023. Т. 27. № 6. С. 591–608. DOI: 10.18699/VJGB-23-71
4. Ген А. А., Бурлуцкий В. А., Грингоф И. Г. и др. Фотометрический и ультразвуковой методы оценки состояния посевов ячменя // Гидрометеорология и образование. 2025. № 1. С. 76–93. EDN: LBNGJM
5. Gagkaeva T., Gavrilova O., Orina A. et al. Analysis of toxigenic fusarium species associated with wheat grain from three regions of Russia: Volga, Ural, and West Siberia. Toxins. Vol. 11. No. 5. P. 252. DOI: 10.3390/toxins11050252
6. Пигалов А. В., Соловьев А. А., Гарибян Ц. С. Влияния грибов рода Fusarium на урожайность и качество пшеницы и тритикале и возможности использования РНК-интерференции и малых РНК в борьбе с грибными заболеваниями // Международный конгресс «VIII Съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров, посвященный 300-летию российской науки и высшей школы». Сборник тезисов. Санкт-Петербург, С. 663.
7. Чумаков А. Е., Минкевич И. И., Власов Ю. И., Гаврилова Е. А. Основные методы фитопатологических исследований. М.: Колос, ВНИИЗР, 1974. С. 131–139.
8. EPPO Standard PM 7/86 (1). EPPO Bulletin. 2009. Vol. 39. Pp. 18–24. DOI: 10.1111/j.1365-2338.2009.02245.x
9. White T., Bruns T., Lee S., Taylor J. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. PCR Protocols, a Guide to Methods and Applications. San Diego: Academic Press. 1990. Pp. 315–322. DOI: 10.1016/B978-0-12-372180-8.50042-1
10. Кузнецова А. А., Цветкова Ю. В., Камченков А. В. Культурально-морфологические особенности возбудителя Diaporthe vaccinii в подкарантинной продукции – растениях клюквы // Фитосанитария. Карантин растений. 2021. № 2. С. 27–36. DOI: 10.69536/FKR.2021.49.45.001
11. Белкин Д. Л., Бондаренко Г. Н., Яремко А. Б., Уварова Д. А. Метод секвенирования по видам выявления карантинных вредных объектов // Карантин растений. Наука и практика. № 2(28). С. 31–34.
12. Rauwane M.E., Ogugua U.V., Kalu C.M. et al. Pathogenicity and virulence factors of fusarium graminearum including factors discovered using next generation sequencing technologies and proteomics. Microorganisms. 2020. Vol. 8. No. 2. P. 305. DOI: 10.3390/microorganisms8020305
13. Bianchini A., Battilani P. Climate change and Fusarium mycotoxins: A review of trends and predictions. Food Additives & Contaminants: Part A. 2021. Vol. 38. No. 6. Pp. 943–954.
    DOI: 10.1080/19440049.2021.1914864
14. Gizachew H.R. Harnessing and sounding the alarm on fusarium head blight of wheat: current status, biology, detection and diagnosis method, mycotoxins, and integrated management options. Greener Journal of Agricultural Sciences. 2023. Vol. 13. No. 4. Pp. 227–243.
15. Awuchi C.G., Ondari E.N., Ogbonna C.U. et al. Mycotoxins affecting animals, foods, humans, and plants: types, occurrence, toxicities, action mechanisms, prevention, and detoxification strategies – a revisit. Foods. 2021. Vol. 10. No. 6. P. 1279. DOI: 10.3390/foods10061279
16. Türkölmez Ş., Özer G., Derviş S. Clonostachys rosea Strain ST1140: An endophytic plantgrowth-promoting fungus, and its potential use in seedbeds with wheat-grain substrate. Current Microbiology. 2022. Vol. 80. No. 1. P. 36. DOI: 10.1007/s00284-022-03146-3
17. Zin N.A., Badaluddin N.A. Biological functions of Trichoderma spp. for agriculture applications. Annals of Agricultural Sciences. 2020. Vol. 65. No. 2. Pp. 168–178. DOI: 10.1016/j.aoas.2020.09.003
18. Bernal S.P.F., Gritti M.A., Dos Santos V.P. et al. Pharmaceutical biotechnological potential of filamentous fungi isolated from textile industry. Archives of Microbiology. 2021. Vol. 203.
    No. 7. Pp. 3933–3944. DOI: 10.1007/s00203-021-02379-3

Информация об авторах

Дукси Фатима, агроном испытательного лабораторного центра, Всероссийский центр карантина растений;
140150, Россия, Московская область, м.о. Раменский, р.п. Быково, ул. Пограничная, 32;
аспирант аграрного факультета, Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы;
117198, Россия, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6;
f.duksi@gmail.com, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7353-7816, SPIN-код: 9937-6393
Бондаренко Галина Николаевна, канд. биол. наук, стар. науч. сотр., начальник испытательного лабораторного центра, Всероссийский центр карантина растений;
140150, Россия, Московская область, м.о. Раменский, р.п. Быково, ул. Пограничная, 32;
доцент, Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы;
117198, Россия, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6;
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2172-7634, SPIN-код: 2631-5209
Бурлуцкий Валерий Анатольевич, канд. с.-х. наук, ст. преподаватель Аграрно-технологического института, Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы;
117198, Россия, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6;
вед. науч. сотр. научного подразделения по направлению исследований – технологии производства продукции растениеводства, Калужский НИИСХ – филиал ФИЦ картофеля имени А. Г. Лорха;
249142, Россия, Калужская область, с. Калужская опытная сельскохозяйственная станция, ул. Центральная, 2;
burlutskiy-va@rudn.ru, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5072-4766, SPIN-код: 4167-4646
Цветкова Юлия Владиславовна, науч. сотр. лаборатории микологии испытательного лабораторного центра, Всероссийский центр карантина растений;
140150, Россия, Московская область, м.о. Раменский, р.п. Быково, ул. Пограничная, 32;
SPIN-код: 2744-1123
Декин Габриэль Окбатинсаэ, аспирант аграрного факультета, Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы;
117198, Россия, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6;
ghebrielokba@gmail.com, ORCID: https://orcid.org/0009-0007-4460-1077
Давыдова Наталья Владимировна, д-р с.-х. наук, зав. лабораторией селекции и первичного семеноводства яровой пшеницы, Федеральный исследовательский центр «Немчиновка»;
143026, Россия, Московская область, г.п. Одинцово, р.п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, 6;
SPIN-код: 5470-3052