IDENTIFICATION OF NEW SOURCES OF DISEASE RESISTANCE IN WHEAT

Madina Kumarbayeva; Alma Kokhmetova; Zhenis Keishilov; Ardak Bolatbekova; Kanat  Bakhytuly; Nadezhda Kovalenko

doi:10.37884/3-2025/30

Аңдатпа

Бидай селекциясы азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады, себебі бидай – әлемде ең кең тараған және ең сұранысқа ие дәнді дақылдардың бірі. Мақалада бидайдың селекциялық үлгілер коллекциясына агрономиялық, фитопатологиялық көрсеткіштер мен молекулалық-генетикалық скринингті қолдана отырып кешенді талдау жүргізілді. Негізгі белгілер жан-жақты сипатталды: масақтануға дейінгі күн саны (21–221 күн, негізінен орта мерзімді), өсімдіктің биіктігі (92–134 см), NDVI биомасса индексі (51–72,5), жоғары NDVI (>70) көрсеткен перспективті линиялары анықталды. Бидайдың сары тат ауруына төзімділігін бағалау нәтижесінде 7 иммунды және 5 орташа сезімтал желі анықталды, зерттелген үлгілердің шамамен 60%-ы пиренофороз қоздырғышына төзімді реакция көрсетті. Ауру дамуының ауданы бойынша (AUDPC) төзімділік деңгейлері топтастырылды: төзімді (AUDPC 400). Молекулалық скрининг барысында PtrToxA токсиніне төзімділікпен байланысқан рецессивті tsn1 гені 18 үлгілерде (52,94%) анықталды. Корреляциялық талдау агрономиялық белгілер мен ауруларға төзімділік арасындағы байланыстардың әлсіз екенін, басқа аурудың көрсеткіштерінің арасында күтілетін жоғары оң корреляциялар барын көрсетті. Статистикалық талдау көпшілік көрсеткіштердің айтарлықтай өзгермелілігін және экстремалды мәндердің болуын айқындады, бұл деректерді тұрақты әдістермен талдау қажеттігін растайды. Алынған нәтижелер селекциялық бағдарламаларда бидайдың перспективалы формаларын іріктеу үшін дәстүрлі және заманауи бағалау әдістерін тиімді үйлестірудің маңыздылығын көрсетеді.

бидай сарыдақ сары тат молекулалық маркерлер төзімді гендер

01 Кіріспе

Мақаланың толық мәтіні оң жақ панельде PDF форматында жүктеу үшін қолжетімді.

02 Әдебиеттер тізімі

1. Rahmatov M., Otambekova M., Muminjanov H., Rouse M.N., Hovmøller M.S., Nazari K., Steffenson В.J., Johansson E. Characterization of stem, stripe and leaf rust resistance in Tajik bread wheat accessions // Euphytica. – 2019. – Vol. 215. – P. 55. doi: 10.1007/s10681-019-2377-6
2. FAO, 2023. Crop Prospects and Food Situation – Triannual Global Report No. 3, November 2023. Rome. doi: 10.4060/cc8566en
3. Mohanty, S.P.; Hughes, D.P.; Salathé, M. Using Deep Learning for Image-based plant disease detection. Front. Plant Sci. 2016, 7.
4. Kokhmetova A, Sharma R, Rsaliyev S, Galymbek K, Baymagambetova K, Ziyaev Z and Morgounov A, 2018a. Evaluation of Central Asian wheat germplasm for stripe rust resistance. Plant Genet. Resour. 16: 178–184.
5. Kokhmetova A, Ali S, Sapakhova Z and Atishova M, 2018b. Identification of genotypes-carriers of resistance to tan spot Ptr ToxA and Ptr ToxB of Pyrenophora tritici-repentis in common wheat collection. Vavilov. J. Genet. Breed. 22: 978–986.
6. Kokhmetova A, Atishova M, Madenova A and Kumarbayeva M, 2019. Genotyping of wheat germplasm for resistance to toxins of tan spot Pyrenophora tritici-repentis. J. Biotechnol. 305: 53.
7. Kumarbayeva M.T., Kohmetova A.M., Keishilov Zh.S., Malysheva A.A., Bolatbekova A.A. Identifikaciya istochnikov ustojchivosti k zheltoj rzhavchine (Puccinia striiformis westend f. sp. tritici) pshenicy v kollekcii ozimyh obrazcov //– Іzdenіster, nәtizheler – Issledovaniya, rezul'taty. – 2023. – №2 (98). – S. 89-101. DOI https://doi.org/10.37884/2-2023/09
8. Keishilov Zh.S., Kohmetova A.M., Kumarbaeva M.T., Bolatbekova A.A., Nұrzhұma M.N. Қazaқstannyң soltүstіk zhәne oңtүstіk oblystary bojynsha, bidajdyң pirenoforoz (pyrenophora tritici-repentis) auruyna zhүrgіzіlgen monitoringі // «Іzdenіster, nәtizheler-Issledovaniya, rezul'taty», –Almaty, 2024. № 2 – 74-84 bet. DOI: https://doi.org/10.37884/2-2024/08
9. Kojshibaev M.K. Bolezni pshenicy. Ankara: FAO, 2018. – 365c.
10. Pardey, P.G., Beddow, J.M., Hurley, T.M., Beatty, T.K. and Eidman, V.R. (2014), A Bounds Analysis of World Food Futures: Global Agriculture Through to 2050. Aust J Agric Resour Econ, 58: 571-589.
11. Kojshibaev M.K. Bolezni zernovyh kul'tur. Simptomy, rasprostranenie i vredonosnost' boleznej, specializaciya, biol. osobennosti i struktura populyacij vozbuditelej i integrir. zashchita posevov. Almaty: Bastau, 2002. - 367 s.
12. Bock, C.H.; Poole, G.H.; Parker, P.E.; Gottwald, T.R. Plant disease severity estimated visually, by digital photography and image analysis, and by hyperspectral imaging. Crit. Rev. Plant Sci. 2010, 29, 59–107.
13. Ramalingam J., Raveendra Ch., Savitha P., Vidya V., Chaithra T.L., Velprabakaran S., Saraswathi R., Ramanathan A., Arumugam Pillai M.P., Arumugachamy S., Vanniarajan C. Gene Pyramiding for Achieving Enhanced Resistance to Bacterial Blight, Blast, and Sheath Blight Diseases in Rice // Front. Plant Sci. – 2020. – Vol. 11. – P. 591457. doi: 10.3389/fpls.2020.591457
14. Saari E.E., Prescott L.M. A scale for appraising the foliar intensity of wheat diseases // Plant Dis.Reporter. – 1975. – Vol. 59. – P. 377-380.
15. Kremneva O.Y., Volkova G.V., 2007. Diagnostics and methods for assessing the wheat resistance to the causative agent of tan spot. Guidelines. Russian Agri- cultural Academy Printing House, Moscow (in Russian).
16. Peterson R.F., Campbell A.B., Hannah A.E. Adiagrammatic scale for estimating rust intensity of leaves and stem of cereals // Can. J. Res. Sect. – 1948. – Vol. C26. – P. 496-500.
17. Riede C.R., Anderson J.A. Linkage of RFLP markers to an aluminum tolerance gene in wheat // Crop Science. – 1996. – Vol. 36. – P. 905-909.
18. Chen X., Line R., Leung H. Genome scanning for resistance-gene analogs in rice, barley, and wheat by high-resolution electrophoresis // Theor. Appl. Genet. – 1998. – 97. – P. 345–355.
19. Faris, J.D., Zhang, Z., Lu, H., Lu S., Reddy L., Cloutier S., Fellers J.P., Meinhardt, S.W., Rasmussen, J.B., Xu, S.S., Oliver, R.P., Simons, K.J., Friesen, T.L. 2010. A unique wheat disease resistance-like gene governs eﬀector-triggered susceptibility to necrotrophic pathogens. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 107: 13544-13549. https://doi.org/10.1073/pnas.1004090107.
20. Zhang, Z., Friesen, T.L., Simons, K.J., Xu, S.S., Faris, J.D. 2009. Development, identifcation, and validation of markers for marker assisted selection against the Stagonospora nodorum toxin sensitivity genes Tsn1 and Snn2 in wheat. Molecular Breeding 23: 35¬49. https://doi.org/10.1007/s11032¬008¬9211¬5.
21. Chu Ch.D., Lu L., Zhang T. Sensitivity of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) to seasonal and Interannual climate conditions in the Lhasa area // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. – 2007. – Vol. 79, №4 (39). – P. 635-641.

Дәйексөз келтіру сілтемелері

[1]2025. ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ. Izdenister natigeler. 3 (107) (Sep. 2025), 314–324. DOI:https://doi.org/10.37884/3-2025/30.

(1)ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ. Izdenister natigeler 2025, No. 3 (107), 314-324. https://doi.org/10.37884/3-2025/30.

ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ. (2025). Izdenister Natigeler, 3 (107), 314-324. https://doi.org/10.37884/3-2025/30

ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ. Izdenister natigeler, [S. l.], n. 3 (107), p. 314–324, 2025. DOI: 10.37884/3-2025/30. Disponível em: https://agrosoil.kaznaru.edu.kz/index.php/research/article/view/1054. Acesso em: 15 sep. 2026.

“ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ”. 2025. Izdenister Natigeler, no. 3 (107) (September): 314-24. https://doi.org/10.37884/3-2025/30.

“ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ” (2025) Izdenister natigeler, (3 (107), pp. 314–324. doi:10.37884/3-2025/30.

[1]“ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ”, Izdenister natigeler, no. 3 (107), pp. 314–324, Sep. 2025, doi: 10.37884/3-2025/30.

“ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ”. Izdenister Natigeler, no. 3 (107), Sept. 2025, pp. 314-2, https://doi.org/10.37884/3-2025/30.

“ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ”. Izdenister natigeler, no. 3 (107) (September 30, 2025): 314–324. Accessed September 15, 2026. https://agrosoil.kaznaru.edu.kz/index.php/research/article/view/1054.

1.ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ. Izdenister natigeler [Internet]. 2025 Sep. 30 [cited 2026 Sep. 15];(3 (107):314-2. Available from: https://agrosoil.kaznaru.edu.kz/index.php/research/article/view/1054

1.ӘР ТҮРЛІ АУРУЛАРҒА ТӨЗІМДІ БИДАЙДЫҢ ЖАҢА КӨЗДЕРІН ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ. Izdenister natigeler. 2025;(3 (107):314-324. doi:10.37884/3-2025/30

[1] 1. Rahmatov M., Otambekova M., Muminjanov H., Rouse M.N., Hovmøller M.S., Nazari K., Steffenson В.J., Johansson E. Characterization of stem, stripe and leaf rust resistance in Tajik bread wheat accessions // Euphytica. – 2019. – Vol. 215. – P. 55. doi: 10.1007/s10681-019-2377-6

[2] 2. FAO, 2023. Crop Prospects and Food Situation – Triannual Global Report No. 3, November 2023. Rome. doi: 10.4060/cc8566en

[3] 3. Mohanty, S.P.; Hughes, D.P.; Salathé, M. Using Deep Learning for Image-based plant disease detection. Front. Plant Sci. 2016, 7.

[4] 4. Kokhmetova A, Sharma R, Rsaliyev S, Galymbek K, Baymagambetova K, Ziyaev Z and Morgounov A, 2018a. Evaluation of Central Asian wheat germplasm for stripe rust resistance. Plant Genet. Resour. 16: 178–184.

[5] 5. Kokhmetova A, Ali S, Sapakhova Z and Atishova M, 2018b. Identification of genotypes-carriers of resistance to tan spot Ptr ToxA and Ptr ToxB of Pyrenophora tritici-repentis in common wheat collection. Vavilov. J. Genet. Breed. 22: 978–986.

[6] 6. Kokhmetova A, Atishova M, Madenova A and Kumarbayeva M, 2019. Genotyping of wheat germplasm for resistance to toxins of tan spot Pyrenophora tritici-repentis. J. Biotechnol. 305: 53.

[7] 7. Kumarbayeva M.T., Kohmetova A.M., Keishilov Zh.S., Malysheva A.A., Bolatbekova A.A. Identifikaciya istochnikov ustojchivosti k zheltoj rzhavchine (Puccinia striiformis westend f. sp. tritici) pshenicy v kollekcii ozimyh obrazcov //– Іzdenіster, nәtizheler – Issledovaniya, rezul'taty. – 2023. – №2 (98). – S. 89-101. DOI https://doi.org/10.37884/2-2023/09

[8] 8. Keishilov Zh.S., Kohmetova A.M., Kumarbaeva M.T., Bolatbekova A.A., Nұrzhұma M.N. Қazaқstannyң soltүstіk zhәne oңtүstіk oblystary bojynsha, bidajdyң pirenoforoz (pyrenophora tritici-repentis) auruyna zhүrgіzіlgen monitoringі // «Іzdenіster, nәtizheler-Issledovaniya, rezul'taty», –Almaty, 2024. № 2 – 74-84 bet. DOI: https://doi.org/10.37884/2-2024/08

[9] 9. Kojshibaev M.K. Bolezni pshenicy. Ankara: FAO, 2018. – 365c.

[10] 10. Pardey, P.G., Beddow, J.M., Hurley, T.M., Beatty, T.K. and Eidman, V.R. (2014), A Bounds Analysis of World Food Futures: Global Agriculture Through to 2050. Aust J Agric Resour Econ, 58: 571-589.

[11] 11. Kojshibaev M.K. Bolezni zernovyh kul'tur. Simptomy, rasprostranenie i vredonosnost' boleznej, specializaciya, biol. osobennosti i struktura populyacij vozbuditelej i integrir. zashchita posevov. Almaty: Bastau, 2002. - 367 s.

[12] 12. Bock, C.H.; Poole, G.H.; Parker, P.E.; Gottwald, T.R. Plant disease severity estimated visually, by digital photography and image analysis, and by hyperspectral imaging. Crit. Rev. Plant Sci. 2010, 29, 59–107.

[13] 13. Ramalingam J., Raveendra Ch., Savitha P., Vidya V., Chaithra T.L., Velprabakaran S., Saraswathi R., Ramanathan A., Arumugam Pillai M.P., Arumugachamy S., Vanniarajan C. Gene Pyramiding for Achieving Enhanced Resistance to Bacterial Blight, Blast, and Sheath Blight Diseases in Rice // Front. Plant Sci. – 2020. – Vol. 11. – P. 591457. doi: 10.3389/fpls.2020.591457

[14] 14. Saari E.E., Prescott L.M. A scale for appraising the foliar intensity of wheat diseases // Plant Dis.Reporter. – 1975. – Vol. 59. – P. 377-380.

[15] 15. Kremneva O.Y., Volkova G.V., 2007. Diagnostics and methods for assessing the wheat resistance to the causative agent of tan spot. Guidelines. Russian Agri- cultural Academy Printing House, Moscow (in Russian).

[16] 16. Peterson R.F., Campbell A.B., Hannah A.E. Adiagrammatic scale for estimating rust intensity of leaves and stem of cereals // Can. J. Res. Sect. – 1948. – Vol. C26. – P. 496-500.

[17] 17. Riede C.R., Anderson J.A. Linkage of RFLP markers to an aluminum tolerance gene in wheat // Crop Science. – 1996. – Vol. 36. – P. 905-909.

[18] 18. Chen X., Line R., Leung H. Genome scanning for resistance-gene analogs in rice, barley, and wheat by high-resolution electrophoresis // Theor. Appl. Genet. – 1998. – 97. – P. 345–355.

[19] 19. Faris, J.D., Zhang, Z., Lu, H., Lu S., Reddy L., Cloutier S., Fellers J.P., Meinhardt, S.W., Rasmussen, J.B., Xu, S.S., Oliver, R.P., Simons, K.J., Friesen, T.L. 2010. A unique wheat disease resistance-like gene governs eﬀector-triggered susceptibility to necrotrophic pathogens. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 107: 13544-13549. https://doi.org/10.1073/pnas.1004090107.

[20] 20. Zhang, Z., Friesen, T.L., Simons, K.J., Xu, S.S., Faris, J.D. 2009. Development, identifcation, and validation of markers for marker assisted selection against the Stagonospora nodorum toxin sensitivity genes Tsn1 and Snn2 in wheat. Molecular Breeding 23: 35¬49. https://doi.org/10.1007/s11032¬008¬9211¬5.

[21] 21. Chu Ch.D., Lu L., Zhang T. Sensitivity of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) to seasonal and Interannual climate conditions in the Lhasa area // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. – 2007. – Vol. 79, №4 (39). – P. 635-641.