Использование Генетического Потенциала Многолетних Дикорастущих Злаков В Селекци-Онном Улучшении Пшеницы

Abstract

Большой проблемой в современной селекции пшеницы является снижение генетического разнообразия пшеницы, что связано, в первую очередь, с ограниченным числом сортов, используемых в родословных. Как следствие обеднения генетического пула пшеницы происходит преодоление ее устойчивости фитопатогенами, что в целом снижает стабильность агрофитоценоза. Одним из способов расширения генетического разнообразия пшеницы служит перенос в ее геном генов хозяйственно-ценных признаков от близкородственных родов и видов, объединенных в три генетических пула: первичный (сорта твердой и мягкой пшеницы), вторичный (различные виды Triticum и Aegilops), третичный (наиболее удаленные виды Triticeae). В настоящем обзоре представлены успехи в области переноса генов хозяйственно ценных признаков в геном пшеницы от её дикорастущих многолетних сородичей, относящихся к третичному генетическому пулу: Thinopyrum, Dasypyrum, Pseudoroegneria, Elymus, Agropyron. Представители данных видов имеют разный уровень плоидности (ди-, тетра, гека-и даже декаплоиды) и могут сочетать в себе геномы J (=E), St, W, Y, X, V, H, P, а также их различные варианты. Рассмотрены различные уровни переноса наследственного материала в геном пшеницы: амфидиплоиды, дополненные и замещенные линии, линии с транслокациями и мелкими интрогрессиями. Особое внимание в обзоре уделено амфидиплоидам, а именно пшенично-пырейным гибридам (ППГ), сочетающим в себе геном пшеницы и целый или часть генома пырея. Рассмотрена роль ППГ в селекции пшеницы как в качестве самостоятельного объекта возделывания, так и в качестве «селекционного мостика», то есть промежуточного этапа при переносе генов из пырея в пшеницу. Перенос крупных фрагментов хроматина, несущего целевой ген, часто связан с дополнительным переносом «генетического мусора», то есть генов дикорастущих сородичей, снижающих количество и ухудшающих качество конечной продукции пшеницы. В связи с этим наиболее ценными формами считаются интрогрессивные линии пшеницы, в которых имеется небольшая вставка хроматина чужеродного генома, несущая полезный ген. Поскольку геномы представителей третичного генетического пула наиболее удалены от геномов пшеницы, важной проблемой, рассмотренной в обзоре, является получение интрогрессий путем обмена участками гомеологичных хромосом. Перенос полезных генов в геном пшеницы от дикорастущих сородичей проиллюстрирован примерами интрогрессии генов устойчивости к грибным заболеваниям (листовая и стеблевая ржавчины, мучнистая роса, фузариоз, септориоз), вирусным (желтой карликовости, полосатой мозаики), колонизации клещом, толерантности к засухе, засолению и прорастанию на корню, запасных белков (глютенинов) и многолетнего образа жизни растения. Отмечается, что дикорастущие сородичи могут служить донорами не только генов, отвечающих за устойчивость к стрессовым факторам, но и повышающих урожайность за счет повышения фертильности, числа колосков и других элементов структуры урожайности, а также улучшающих качество конечной продукции благодаря новым вариантам запасных белков. молекулярных и молекулярно-цитоге...

Новый Комплексный Подход К Изучению Динамики Повышения Адаптивности И Гомеостатичности У Сортов Мягкой Яровой Пшеницы (На Примере Длительной Истории Селекции В Северном Зауралье)

“…В итоге появляются урожайные сорта, высокоадаптированные к средним по годам местным погодно-климатическим условиям, с гомеостатичными урожаями по ряду лет, что служит одной из основных причин продолжительного производственного возделывания сорта (34). К характеристикам адаптивности сорта относится его экологическая пластичность (21,35), которая отражает степень отзывчивости (прибавки урожаев) на ослабление угнетающего действия лимитирующего фактора среды (22,23). Адаптивностью сорта обусловлена его стабильность (17,36,37), которая позволяет сочетать высокие урожаи с их минимальным снижением при неблагоприятных условиях (38)(39)(40)(41).…”

Development of the adaptive spring bread wheat cultivar ‘Omskaya Yubileynaya’ under the conditions of the Siberian region

“…Арсенал методов создания новых сортов пшеницы достаточно широк. Это привлечение мировой коллекции ВИР (Babkenov et al, 2019), скрещивание с многолетними дикорастущими злаками (Kalashnik et al, 2005;Krupin et al, 2019), методы культуры клеток и тканей, экспериментальный мутагенез, являющийся мощным средством создания наследственного разнообразия растений по морфологическим, биохимическим, физиологическим и другим признакам (Tsygankov, 2012;Bome et al, 2017). Использование мутантов в скрещиваниях позволяет на основе сочетания мутационной и рекомбинационной изменчивости существенно повысить уровень генетического разнообразия, реорганизовать генотип растений в нужном для генетика и селекционера направлении (Popolzukhina, 2003).…”