Обоснование генетического потенциала у интенсивных сортов мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.)

Автор: Новохатин В.В.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Обзоры, проблемы

Статья в выпуске: 5 т.51, 2016 года.

Бесплатный доступ

Первичный центр происхождения мягкой яровой пшеницы ( Triticum aestivum L.) - Переднеазиатский (Н.И. Вавилов, 1926) и Среднеазиатский регионы (П.М. Жуковский, 1971). Вначале этот гексаплоид широко распространился на территории Плодородного полумесяца (Н.П. Гончаров, 2013). Расширение его ареала шло из первичного центра происхождения вида на окраины. К северу естественный отбор был направлен на формирование холодостойких, к югу - засухоустойчивых яровых форм (Н.И. Вавилов, 1926; Qing-Ming Sun с соавт., 2009). Анализ происхождения интенсивных сортов мягкой пшеницы показывает, что более чем 150 лет они формировались на основе генетического материала вторичных (P.A. Gepts, 2002; G.M. Paulsen с соавт., 2008), индуцируемых и периферийных центров, обладающих огромным потенциалом (R. Vencovsky с соавт., 2003; S. Сох, 2009). Низкорослый японский сорт Akagomughi стал основой интенсивного направления селекции культуры (Н.И. Вавилов, 1987). Удачное сочетание генетических ассоциаций у производных венгерских (Банатка), русских (Крымка), местных галицийских, английских скверхедов и китайской низкостебельной пшеницы позволило получить высокоурожайный, пластичный, интенсивный озимый сорт Безостая 1. Благодаря высокой сортообразующей способности Безостая 1 вошла в родословные всех лучших по урожайности интенсивных сортов озимой мягкой пшеницы. С 1970-х годов на их основе создавались интенсивные сорта яровой пшеницы - например, Казахстанская 10 (двуручка) и Икар (яровая). Следует учитывать, что использовать для гибридизации яровизированные семена озимых нежелательно, поскольку при этом возникают термофитомутации, снижающие генетическую ценность исходных форм. При скрещивании озимых с яровыми необходимо использовать такие технологии, которые позволяют им одновременно проходить фазу цветения (В.В. Новохатин с соавт., 2014). Дискретное проявление наследования у каждого созданного сорта приводит к определенному изменению его биоморфологических и физиолого-биохимических признаков и свойств, отражающих эволюционную направленность селекции. Так, сорт Казахстанская 10, в родословной которого 39 сортов (из них 23 озимые), имеет хорошо развитую, глубоко проникающую (243 см) корневую систему, характеризуется выносливостью к засолению, предуборочному прорастанию зерна на корню и фузариозу. Потенциальная урожайность при орошении - 8,02 т/га. Сорт распространен в Средней Азии и на юго-востоке Казахстана, возделывается в Башкортостане, Курганской и Тюменской областях. Казахстанская 10 участвует во многих селекционных программах. Результатом одной из них стало создание среднеспелого, среднерослого, устойчивого к полеганию, интенсивного, выносливого к предуборочному прорастанию зерна в колосе сорта Икар (Богарная 56 озимая ½ Казахстанская 10) (разновидность пиротрикс), генеалогическое древо которого включает 59 сортов различного экологического происхождения. Его отличительные особенности (наличие опушения и темная окраска колоса) способствуют ускоренному созреванию зерна, что очень важно для условий Сибири и Зауралья. Полная родословная создаваемых сортов позволяет теоретически обосновывать подбор родительских пар для скрещивания, вести направленный формообразовательный процесс и отбор генотипов нужного экотипа.

Еще

Пшеница, среда, геном, популяция, отбор, сорт, ареал, первичные и вторичные центры, термофитомутации, гибридизация, формообразования, трансгрессии, gеnome

Короткий адрес: https://sciup.org/142213965

IDR: 142213965   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2016.5.627rus

Список литературы Обоснование генетического потенциала у интенсивных сортов мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.)

  • Мигушева Э.Ф. К вопросу о происхождении генов пшеницы. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. М., 1975, 55(3): 3-26.
  • Лелли Я. Селекция пшеницы. М., 1980.
  • Гончаров Н.П. Доместикация растений. Вавиловский журнал генетики и селекции, 2013, 17(4/2): 884-889.
  • Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений. Л., 1926.
  • Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. Л., 1971.
  • Dvorak J., Luo M.-C., Akhunov E.D. N.I. Vavilov's theory of centres of diversity in the light of current understanding of wheat diversity, domestication and evolution. Czech J. Genet. Plant Breed., 2011, 47(Special issue): 20-27.
  • Witcombe J.R. Methodologies for generating variability. Part 3. The development of base populations and their improvement by recurrent selection. Plant breeding and farmer participation. Rome, 2009: 139-157.
  • Srinivasan C.S., Thirtle C., Palladino P. Winter wheat in England and Walles, 1923-1995: what do indices of genetic diversity reveal? Plant genetic resources: characterization and utilization, 2003, 1(1): 43-57 ( ) DOI: 10.1079/PGR20031
  • Sun Q.M., Zhou R.H., Gao L.F., Zhao G.Y., Jia J.Z. The characterization and geographical distribution of the genes responsible for vernalization requirement in Сhinese bread wheat. J. Integr. Plant Biol., 2009, 51(4): 423-432 ( ) DOI: 10.1111/j.1744-7909.2009.00812.x
  • Gepts P. A comparison between crop domestication, classical plant breeding, and genetic engineering. Crop Sci., 2002, 42(6): 1780-1790 ( ) DOI: 10.2135/cropsci2002.1780
  • Paulsen G.M., Shroyer J.P. The early history of wheat improvement in the Great Plains. Agronomy Journal, 2008, 100: 70-78.
  • Vencovsky R., Crossa J. Measurements of representativeness used in genetic resources conservation and plant breeding. Crop Sci., 2003, 43(6): 1912-1921 ( ) DOI: 10.2135/cropsci2003.1912
  • Сох S. Crop domestication and the first plant breeders. In: Plant breeding and farmer participation/S. Ceccarelli, E.P. Guimarães, E. Weltizien (eds.). Rome, 2009: 1-26.
  • Dochev V., Penchev E. Relationship between the structural elements and grain yield in winter wheat varieties, grown under various climatic conditions. Растениевьдни Науки (Болгария), 2012, 49(5): 8-12.
  • Новохатин В.В. Генотип-средовое взаимодействие у пшеницы по массе корней в углубленном пахотном горизонте. В сб.: Аграрная наука и образование в условиях аграрной реформы в Тюменской области: проблемы, поиски, решение. Тюмень, 1997.
  • Annicchiarico P. Coping with and exploiting genotype-by environment interactions. In: Plant breeding and farmer participation/S. Ceccarelli, E.P. Guimarães, E. Weltizien (eds.). Rome, 2009: 519-564.
  • Dopierala P., Kordas L. The effects of genotype-environment interaction on the yield and its structure in some winter cereals. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzaji Roslin (Warszawa), 2009, 253: 165-173.
  • Mohammadi R., Armion M., Sadeghzadeh D., Amri A., Nachit M. Analysis of genotype-by-environment interaction for agronomic traits of durum wheat in Iran. Plant Product. Sci., 2011, 14(1): 15-21 ( ) DOI: 10.1626/pps.14.15
  • Новохатин В.В., Шеломенцева Т.В. Рост урожайности яровой мягкой пшеницы в Северном Зауралье. Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2014, 4: 14-17.
  • Hildermann I., Messmer M., Kunz P., Pregitzer A., Boller T., Wiemken A., Mäder P. Sorte ½ Umwelt -Interaktionen von Winterweizen im biologischen Landbau. Proc. 18 assemblée annuelle de la Société Suisse d'Agronomie (SSA) «Innovation im Pflanzenbau: von der Idee zur Umsetzung» (Zollikofen, 2010). Bulletin SGPW/SSA, 2010, 23: 163-165.
  • Драгавцев В.А. Какие технологии генетического улучшения экономически важных свойств растений -трансгеноз или управление взаимодействием «генотип-среда» -будут доминировать в будущем. В сб.: Современное состояние и приобретенные направления развития генетики, эпигенетики, селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур. Новосибирск, 2013: 42-47.
  • Жуковский П.М. Пшеница в СССР. М., 1957.
  • Levin S.A., Muller-Landau H.C., Nathan R., Chave J. The ecology and evolution of seed dispersal: a theoretical perspective. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 2003, 34: 575-604.
  • Knupffer H. The Balkan collections 1941-1942 of Hans Stubbe in the Gatersleben Gene Bank. Czech J. Genet. Plant Breed., 2010, 46(Special issue): 27-33.
  • Dotlačil L., Hermuth J., Stehno Z., Dvořáček V., Bradová J., Leišová L. How can wheat landraces contribute to present breeding? Czech J. Genet. Plant Breed., 2010, 46(Special issue): 70-74.
  • Torricelli R., Bernacchi M., Falcinelli M. Missioni finalizzate alia collezione di risorse genetiche agrarie nel territorio dell’Ucraina occidentale. dal Seme, 2010, 5(1): 50-57.
  • Вавилов Н.И. Теоретические основы селекции. М., 1987.
  • Ushiyama T., Nakamura K., Anas, Yoshida T. Pedigree analysis of early maturing wheat cultivars in Japan for breeding cultivars with higher performance. Plant Prod. Sci., 2009, 12(1): 80-87 ( ) DOI: 10.1626/pps.12.80
  • Пшеницы мира/Под ред. Д.Д. Брежнева. Л., 1976.
  • Лукьяненко П.П. Селекция и семеноводство озимой пшеницы. М., 1973.
  • Уразалиев Р.А. Сильный сорт озимой пшеницы Богарная 56. Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана, 1997, 2: 22-29.
  • Созинов А.А., Кириченко Ф.Г., Барданов М.И. Новый сорт озимой пшеницы Прибой. Одесса, 1973.
  • Дорофеев В.Ф., Якубцинер М.М., Семёнова Л.В. и др. Высококачественные пшеницы. Л., 1972.
  • Программа комплексного селекционно-семеноводческого центра по растениеводству ГНУ НИИСХ Северного Зауралья на период 2011-2030 гг./Под ред. В.В. Новохатина. Тюмень, 2011: 22-51.
  • Witcombe J.R., Virk D.S. Methodologies for generating variability. Part 2. Selection of parents and crossing strategies. Plant breeding and farmer participation/S. Ceccarelli, E.P. Guimarães, E. Weltizien (eds.). Rome, 2009: 129-138.
  • Hede A.R., Skovmand В., Reynolds M.P., Crossa J., Vilhelmsen A.L., Stolen O. Evaluating genetic diversity for heat tolerance traits in Mexican wheat landraces. Genet. Resour. Crop Ev., 1999, 46(1): 37-45.
  • Börner A., Landjeva S., Salem K.F.M., Lohwasser U. Plant genetic resources -a prerequisite for drought tolerance breeding in cereals. Proc. Jahrestagung der Vereinigung der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs (24-26 November 2009). Raumberg-Gum-penstein, 2010: 11-13.
  • David M. Water loss from excised leaves in a collection of Triticum aestivum and Triticum durum cultivars. Romanian Agricultural Research, 2010, 27: 27-34.
  • Жученко А.А., Король А.Б. Рекомбинация в эволюции и селекции. М., 1985.
  • Fujimura S., Shi P., Iwama К., Zhang X., Gopal J., Jitsuyama Y. Comparison of growth and grain yield of spring wheat in Lhasa, the Tibetan Plateau, with those in Sapporo, Japan. Plant Prod. Sci., 2009, 12(1): 116-123 ( ) DOI: 10.1626/pps.12.116
  • Malik A.H., Prieto-Linde M.L., Kuktaite R., Andersson A., Johansson E. Individual and interactive effects of genetic background and environmental conditions on amount and size distribution of polymeric proteins in wheat grain. Czech J. Genet. Plant Breed., 2011, 47(Special issue): 186-189.
  • Haberle J., Holzapfel J., Hartl L. Die Genetik der Fusariumresistenz in europaischem Winterweizen. In: Abwehrstrategien gegen biotische Schaderreger, Zuchtung von Hackfruchten und Sonderkulturen. Irdning, 2009: 5-8.
  • Kosova К., Chrpova J., Sip V. Cereal resistance to Fusarium head blight and possibilities of its improvement through breeding. Czech J. Genet. Plant Breed., 2009, 45(3): 87-105.
  • El-Hendawy S.E., Ruan Y., Hu Y., Schmidhalter U. A comparison of screening criteria for salt tolerance in wheat under field and controlled environmental conditions. Journal of Agronomy & Crop Science, 2009, 195(5): 356-367 ( ) DOI: 10.1111/j.1439-037X.2009.00372.x
  • Guo R., Wu Q., Liu Y. Single-plant similarity-difference selection in wheat breeding. Advance Journal of Food Science and Technology, 2013, 5(11): 1413-1417.
Еще
Статья научная