Поиск генетических источников для улучшения качества зерна сортов пшеницы

Поиск генетических источников для улучшения качества зерна сортов пшеницы

Автор: Потоцкая И.В., Шаманин В.П., Шепелев С.С., Чурсин А.С., Кузьмин О.Г., Моргунов А.И.

Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau

Рубрика: Агрономия

Статья в выпуске: 1 (41), 2021 года.

Бесплатный доступ

Россия является ведущим мировым экспортером зерновых культур, однако в последние десятилетия качество зерна пшеницы имеет тенденцию к снижению. Целью написания статьи была оценка разнообразного исходного материала и выделение источников генов, контролирующих признаки качества зерна. В 2017-2019 гг. проведено изучение 165 образцов яровой мягкой пшеницы, включая сорта яровой пшеницы из России, Казахстана, США и 48 синтетических гексаплоидов с геномом Ae. tauschii . На основе лучших синтетических гексаплоидов получены гибридные комбинации с местными сортами пшеницы, из которых выделены линии, изученные в селекционных питомниках в 2019-2020 гг. Идентификацию генов, контролирующих признаки качества зерна, осуществляли в лаборатории LGC Genomics (Великобритания) с использованием 42 KASP-маркеров. Выделены сорта конкурсного сортоиспытания Лютесценс 126-15, Эритроспермум 4-16 (ныне сорт Агрономическая 5), Лютесценс 19-16, Лютесценс 63-16 и линии гибридных комбинаций, полученных на основе синтетических гексаплоидов, Ukr-Od.1530.94 / Аe. tau. (1027) // Памяти Азиева, Ukr-Od.1530.94 / Аe. tau. (310) // ОмГАУ 90, Ukr-Od.1530.94 / Аe. tau. (392) // Элемент 22, Aisberg / Аe. tau. (369) // Павлоградка, Langdon / KU-20-9 // Памяти Азиева в качестве источников новых аллелей генов для селекции пшеницы с высоким качеством зерна в условиях Западной Сибири. Для проведения отбора селекционного материала с повышенным содержанием белка и клейковины в зерне представляют интерес KASP-маркеры S2D_10070953, S6D_83156449 и на крупность зерна - S5A_471711779.

Еще

Пшеница, синтетические гексаплоиды, качество зерна, каsp-маркеры

Короткий адрес: https://sciup.org/142229229

IDR: 142229229   |   УДК: 631.1163219:631.527   |   DOI: 10.48136/2222-0364_2021_1_45

Search of genetic sources for the improvement of wheat variety quality

Russia is the leading exporter of cereal crops in the world, but over the last decades the quality of wheat grain has been declining. The purpose of this work was to evaluate the different source material and to select the sources of genes that control the grain quality traits. The study of 165 spring soft wheat samples, including spring wheat varieties from Russia, Kazakhstan and the USA, and 48 synthetic hexaploids with the Ae. tauschii genome was conducted in 2017-2019. On the basis of the best synthetic hexaploids, hybrid combinations with local wheat varieties were obtained; among them, lines were selected and studied in breeding nurseries in 2019-2020. The genes which control grain quality traits were identified at the LGC Genomics laboratory (UK) with usage 42 KASP-markers. The varieties of commercial variety trial Lutescens 126-15, Erythrospermum 4-16 (now variety Agronomicheskaya 5), Lutescens 19-16, Lutescens 63-16, and the lines of hybrid combinations based on synthetic hexaploids Ukr-Od.1530.94 / Аe. tau. (1027) // Pamyati Azieva, Ukr-Od.1530.94 / Аe. tau. (310) // OmGAU 90, Ukr-Od.1530.94 / Аe. tau. (392) // Element 22, Aisberg / Ae. tau. (369) // Pavlogradka, Langdon / KU-20-9 // Pamyati Azieva were identified as sources of new gene alleles for wheat breeding with high grain quality in Western Siberia. The KASP-markers S2D_10070953, S6D_83156449 are recommended for the selection of breeding material with high protein and gluten content in grain, while S5A_471711779 is recommended for grain size.

Еще

Список литературы Поиск генетических источников для улучшения качества зерна сортов пшеницы

  • Cereal grains for nutrition and health benefits: Overview of results from in vitro, animal and hu-тап studies in the Неа1Ш Gran project / I. Bjorck, E. Ostman, M. Kristensen et а1. - Text : direct // Trends in Food Science & Technology. - 2012. -V. 25(2). - Р. 87-100.
  • Technologies for enhancement of bioactive components and potential health benefits of cereal and cereal-based foods: Research advances and application challenges / A.S.M. Saleh, P. Wang, N. Wang et al. -Text : direct // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. - 2019. - P. 59(2).
  • Цыпин А.П. Статистический анализ изменения качества российского зерна за период 19801914 гг. / А.П. Цыпин, В.А. Овсянников. - Текст : непосредственный // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры : материалы Всероссийской научно-методической конференции. - Оренбург : Изд-во Оренбургского ГУ. - 2017. - С. 2244-2249.
  • Мелешкина Е.П. Современные требования, предъявляемые к качеству зерна пшеницы и пшеничной муки / Е.П. Мелешкина. - Текст : непосредственный // Хлебопродукты. - 2018. - № 10. - C. 14-15.
  • Реализация генетического потенциала сортов мягкой пшеницы под влиянием условий внешней среды: современные возможности улучшения качества зерна и хлебопекарной продукции (Обзор) / Е.К. Хлесткина, Е.В. Журавлева, Т.А. Пшеничникова [и др.]. - Текст : непосредственный // Сельскохозяйственная биология. - 2017. -Т. 52(3). - С. 501-514. - DOI: 10.15389/agrobiolo-gy.2017.3.501rus.
  • Gene discovery in Triticum dicoccoides, the direct progenitor of cultivated wheats / J.H. Peng, D.F. Sun, Y.L. Peng, E. Nevo. - Text : direct // Cereal Research Communications. - 2013. - V. 41(1). - Р. 122. - DOI: 10.1556/CRC.2012.0030.
  • Multiple QTL-effects of wheat Gpc-B1 locus on grain protein and micronutrient concentrations / A. Distelfeld, Z. Cakmak Peleg, L. Ozturk et al. - Text : direct // Physiologia Plantarum. - 2007. - V. 129. -Р. 635-643.
  • Variation for grain mineral concentration in a diversity panel of current and historical Great Plains hard winter wheat germplasm / M.J. Guttieri, P.S. Baenziger, K. Frels et al. - Text : direct // Crop Sci. - 2015. - V. 55. - Р. 1035-1052.
  • Shewry P.R. Is modern wheat bad for health? / P.R. Shewry, T.K. Pellny, A. Lovegrove. - Text : direct // Nat. Plants. - 2016. - V. 2.
  • Митрофанова О.П. Новые генетические ресурсы в селекции пшеницы на увеличение содержания белка в зерне / О.П. Митрофанова, А.Г. Хакимова. - Текст : непосредственный // Ва-виловский журнал генетики и селекции. - 2016. -Т. 20. - № 4. - С. 545-554. - DOI: 10.18699/ VJ16.177.
  • Synthetic hexaploids: harnessing species of the primary gene pool for wheat improvement / F.C. Ogbonnaya, O. Abdalla, A. Mujeeb-Kazi et al. -Text : direct // Plant Breed Rev. - 2013. - V. 37. -P. 35-122.
  • Li J. Synthetic hexaploid wheat enhances variation and adaptive evolution of bread wheat in breeding processes / J. Li, H. Wan, W.Y. Yang. - Text : direct // J. Syst. Evol. - 2014. - V. 52. - P. 735-742. -DOI: 10.1111/jse.12110.
  • The goat grass genome's role in wheat improvement / A. Rasheed, F.C. Ogbonnaya, E. Lagudah et al. - Text : direct // Nat. Plants. - 2018. - V. 4. -P. 56-58. - DOI: 10.1038/s41477-018-0105-1.
  • Synthetic hexaploid wheat: yesterday, today, and tomorrow / A. Li, D. Liu, W. Yang et al. -Text : direct // Engineering. - 2018. - V. 4. - Р. 552558. - DOI: 10.1016/j.eng.2018.07.001.
  • Grain quality of emmer wheat derived synthetic hexaploid wheats / L. Lage, B. Skovmand, R.J. Peña, S.B. Andersen. - Text : direct // Genet. Re-sour. Crop Evol. - 2006. - V. 53. - Р. 955-62.
  • Фенотипическая и генотипическая оценка линий гексаплоидной синтетической пшеницы с геномом Ae. tauschii (AABBDD) по параметрам зерновки в условиях Западной Сибири / И.В. Потоцкая, В.П. Шаманин, С.С. Шепелев [и др.]. -Текст : непосредственный // Сельскохозяйственная биология. - 2020. - Т. 55. - № 1. - С. 15-26. - DOI: 10.15389/agrobiology.2020.1.15rus.
  • Genetic diversity and population structure analysis of synthetic and bread wheat accessions in Western Siberia / M. Bhatta, V. Shamanin, S. Shepelev et al. - Text : direct // Journal of applied genetics. -2019. - V. 60(3-4). - Р. 283-289. - DOI: 10.1007/s13353-019-00514-x.
  • Analysis of the genome D polymorphism of synthetic wheat obtained on the basis of Ae. tauschii L. Russian Journal of Genetics / I.V. Pototskaya, V.P. Shamanin, S.S. Shepelev et al. - 2021. -V. 57(2). - P. 188-195. - DOI: 10.1134/ S1022795421020083. - Text : direct.
  • Крупное В.А. Генетическая архитектура содержания белка в зерне пшеницы / В.А. Круп-нов, О.В. Крупнова // Генетика. - 2012. - Т. 48. -№ 2. - С. 149-159.
  • Garg B. A study of the role of gene TaMYB2 and an associated SNP in dehydration tolerance in common wheat / B. Garg, C. Lata, M. Prasad. -Text : direct // Mol. Biol. Rep. - 2012. - 39. -Р. 10865-10871.
  • Molecular mapping of the grain iron and zinc concentration, protein content and thousand kernel weight in wheat (Triticum aestivum L.) / G. Krish-nappa, A.M. Singh, S. Chaudhary et al. - Text : direct // PLoS ONE. 2017. - 12(4). - e0174972. - DOI 10.1371/journal.pone.0174972.
  • Marker-trait associations for enhancing agronomic performance, disease resistance, and grain quality in synthetic and bread wheat accessions in Western Siberia / M. Bhatta, V. Shamanin, S. Shepelev et al. - Text : direct // G3: Genes, Genomes, Genetics. -2019. - V. 19(1). - Р. 4209-4222. - DOI: 10.1534/ g3.119.400811.
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp