Lodging in wheat: genetic and environmental factors and ways of overcoming

Abstract

Полегание является одной из основных проблем снижения урожайности и качества зерна озимой и яровой пшеницы. Устойчивость этой культуры к полеганию в значительной степени зависит от факторов внешней среды, биологических и морфологических особенностей стебля и корневой системы. Селекция сортов на устойчивость к полеганию актуальна во многих странах мира, и в данном направлении получен ряд достижений. Высота растений – важный морфологический признак, связанный с устойчивостью к полеганию. Основным направлением для снижения риска возникновения полегания стало выведение сортов, несущих гены короткостебельности (Rht). Гены Rht-B1b, Rht-D1b, Rht8, Rht11 получили широкое распространение во всем мире среди сортов мягкой пшеницы благодаря значительному влиянию на хозяйственно ценные признаки, включая полегание. Немаловажным оказалось изучение анатомо-морфологических особенностей и химического состава тканей стебля, которые дополняют оценку устойчивости к полеганию и позволяют более полно характеризовать изучаемый сортовой материал. Особенно большую роль в прочности стебля многие исследователи отводят толщине стенок междоузлий и их анатомическому строению. Диаметр соломины, ее толстостенность и вес, большое количество сосудистых пучков и широкое кольцо механических тканей коррелируют с устойчивостью к полеганию. Важными структурными компонентами, обеспечивающими прочность стебля у пшеницы, являются содержание лигнина, кремния и целлюлозы. Большое значение в выявлении генетической основы взаимоотношений между анатомическими и морфофизиологическими признаками стебля и корневой системы и полеганием имеют молекулярно-генетический анализ и картирование генов и локусов количественных признаков. Генетические факторы, отражающие корреляции между полеганием и толщиной стенки стебля, числом проводящих пучков и другими параметрами, были картированы в хромосомах 1А, 1B, 2A, 2D, 3A, 4B, 4D, 5A, 5D, 6D и 7D. Установлено, что локусы с высоким фенотипическим эффектом в отношении толерантности к полеганию колокализуются с локусами, ответственными за высоту растения, диаметр и прочность стебля. Для повышения устойчивости к полеганию необходимы разработка комплекса агротехнических методов, снижающих влияние почвенноклиматических факторов, и создание толерантных к полеганию сортов.

Influence of change in ROS production in plant cells on resistance of agricultural plants to oxidative stress

“…This has a negative impact on economic activities of the main regions for the most winter-hardy wheat cultivars (The Southern Urals, Western Siberia, Volga region). According to the available literature data, traditional agricultural wheat varieties are sensitive to the level of soil aeration and quickly die in partial (hypoxia) or complete flooding (anoxia) [14]. At the same time, rice is known as the only crop that is resistant to the complete absence of oxygen (severe anoxia) [9,15].…”

Radiosensitivity of Soft Wheat Seeds to Gamma Radiation

“…Investigation of the effect of IR on wheat seeds with hybrid depression, firstly, revealed that seeds germinate in dark conditions in an unnatural way for control seeds, and the ability to lodge was manifested. This indicates the occurrence of mutations in the genes Rht-B1b, Rht-D1b, Rht8, Rht11 lodging resistance in seeds of common wheat [12]. As you know, wheat lodging is one of the main problems of reducing the yield and grain quality of winter and spring wheat.…”

Scientific breeding of winter bread wheat in the Non-Сhernozem zone of Russia: the history, methods and results

“…Numerous studies have found that the lodging of crops not only reduces the yield, but also negatively affects the baking and sowing qualities of grain (Packa et al, 2015;Khobra et al, 2019;Ageeva et al, 2020). The main method of increasing resistance to lodging is to reduce the height of plants.…”