Некоторые анатомические, морфологические и физиологические особенности флагового листа интрогрессивных линий мягкой пшеницы с генетическим материалом Aegilops columnaris Zhuk.

   Актуальность. Изучение морфологических, анатомических и физиологических параметров растений, полученных в результате интрогрессивной селекции, важно для оценки перспективности их дальнейшего использования.

   Материалы и методы. Исследовали растения яровой мягкой пшеницы сорта ‘Добрыня’ и набор интрогрессивных линий, содержащих генетический материал Aegilops columnaris Zhuk. Определяли площадь флагового листа. Параметры мезофилла изучали с использованием препаратов мацерированной ткани. Спектрофотометрическим методом проведено определение состава пигментов фотосинтеза флагового листа.

   Результаты и заключение. Установлено негативное влияние замещений хромосом 2А, 5D, 6А и 6D хромосомами U- и Х-геномов на площадь флагового листа. Значимых различий по форме клеток и их размерам среди линий и в сравнении с сортом-реципиентом не обнаружено. Установлены изменения в содержании пигментов в пластинках флаговых листьев. Отмечено повышенное содержание хлорофилла а, b и каротиноидов у линий, содержащих замещения 6А(6U), 6D(6X) и 5D(5X)6A(6X). Замещение 2A(2U) привело к снижению уровня хлорофилла, отношений хлорофилла a к b и хлорофилла к каротиноидам, а замещение 6А(6U) – к снижению коэффициента отношения хлорофилла а к b.

1. Аникиев В.В., Кутузов Ф.Ф. Новый способ определения площади листовой поверхности у злаков. Физиология растений. 1961;8(3):375-377.

2. Badaeva E.D., Ruban A.S., Shishkina A.A., Sibikeev S.N., Druzhin A.E., Surzhikov S.A. et al. Genetic classification of Aegilops columnaris Zhuk. (2n=4x=28, UcUcXcXc) chromosomes based on FISH analysis and substitution patterns in common wheat × Ae. columnaris introgressive lines. Genome. 2018;61(2):131-143. DOI: 10.1139/gen-2017-0186

3. Baier M., Dietz K.J. Chloroplasts as source and target of cellular redox regulation: a discussion on chloroplast redox signals in the context of plant physiology. Journal of Experimental Botany. 2005;56(416):1449-1462. DOI: 10.1093/jxb/eri161

4. Березина О.В., Корчагин Ю.Ю. К методике оценки мезоструктуры листа видов рода Triticum (Роасеае) в связи с особенностями строения его хлорофиллоносных клеток. Ботанический журнал. 1987;72(4):535-541.

5. Bhusal N., Sharma P., Sareen S., Sarial A.K. Mapping QTLs for chlorophyll content and chlorophyll fluorescence in wheat under heat stress. Biologia Plantarum. 2018;62:721-731. DOI: 10.1007/s10535-018-0811-6

6. Давоян Р.О., Бебякина И.В., Давоян Э.Р., Зинченко А.С., Зубанова Ю.С., Миков Д.С. Интрогрессивные линии мягкой пшеницы с генетическим материалом Agropyron glaucum. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015;19(1):83-90. DOI: 10.18699/vj15.010

7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат; 1985.

8. Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока». Яровая мягкая пшеница Добрыня: [сайт]. URL: https://www.arisersar.ru/dobrinja.htm [дата обращения: 06. 11. 2023].

9. Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Большой практикум по фотосинтезу. Москва: Академия; 2003.

10. Гончар-Зайкин П.П., Чертов В.Г. Надстройка к EXCEL для статистической оценки и анализа результатов полевых и лабораторных опытов. В кн.: Рациональное природопользование и сельскохозяйственное производство в южных регионах Российской Федерации. Москва: Современные тетради; 2003. С.559-565.

11. Кумаков В.А. Физиологическое обоснование моделей сортов пшеницы. Москва: Колос; 1985.

12. Langridge P. Wheat genomics and the ambitious targets for future wheat production. Genome. 2013;56(10):545-547. DOI: 10.1139/gen-2013-0149

13. Lichtenthaler H.K., Babani F. Light adaptation and senescence of the photosynthetic apparatus. Changes in pigment composition, chlorophyll fluorescence parameters and photosynthetic activity. In: G.C. Papageorgiou, G. Govindjee (eds). Chlorophyll a Fluorescence. Advances in Photosynthesis and Respiration. Vol. 19. Dordrecht: Springer; 2004. p.713-736. DOI: 10.1007/978-1-4020-3218-9_28

14. Малокостова Е.И., Попова А.В. Площадь флагового листа яровой пшеницы и ее связь с высотой растения и продуктивностью главного колоса. В кн.: Развитие и внедрение современных наукоемких технологий для модернизации агропромышленного комплекса. Сборник статей по материалам Международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию Терентия Семёновича Мальцева. Курган; 2020. С.220-225. URL: https://www.kurganniish.ru/sites/default/files/elena/razvitie_i_vnedrenie_sovremennyh_naukoemkih_tehnologiy_dlya_modernizacii_apk_5_noyabrya_2020_g._compressed.pdf [дата обращения: 06. 11. 2023].

15. Мокроносов А.Т. Взаимосвязь фотосинтеза и функций роста. В кн.: Фотосинтез и продукционный процесс. Москва: Наука; 1988. С.109-121.

16. Носкова Е.Н., Зайцева И.Ю., Лисицын Е.М. Пригодность параметров содержания пигментов в листьях для селекции ярового ячменя. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2019;6(176):22-26.

17. Прозина М.Н. Ботаническая микротехника. Москва: Высшая школа; 1960.

18. Ren T., Fan T., Chen S., Chen Y., Ou X., Jiang Q. et al. Identification and validation of quantitative trait loci for the functional stay green trait in common wheat (Triticum aestivum L.) via high-density SNP-based genotyping. Theoretical and Applied Genetics. 2022;135(4):1429-1441. DOI: 10.1007/s00122-022-04044-9

19. Sarijeva G., Knapp M., Lichtenthaler H.K. Differences in photosynthetic activity, chlorophyll and carotenoid levels, and in chlorophyll fluorescence parameters in green sun and shade leaves of Ginkgo and Fagus. Journal of Plant Physio logy. 2007;164(7):950-955. DOI: 10.1016/j.jplph.2006.09.002

20. Slafer G.A., Satorre E.H., Andrade F.H. Increases in grain yield in bread wheat from breeding and associated physiological changes. In: G.A. Slafer (ed.). Genetic Improvement of Field Crops. Boca Raton, FL: CRC Press; 1993. p. 1-68. DOI: 10.1201/9781003210238-1

21. Васильчук Н.С. Селекция яровой твердой пшеницы. Саратов: Новая газета; 2001.

22. Wang N., Xie Y., Li Y., Wu S., Li S., Guo Y. et al. High-resolution mapping of the novel early leaf senescence gene Els2 in common wheat. Plants. 2020;9(6):698. DOI: 10.3390/plants9060698

23. Wang Y., Qiao L., Yang C., Li X., Zhao J., Wu B. et al. Identification of genetic loci for flag-leaf-related traits in wheat (Triticum aestivum L.) and their effects on grain yield. Frontiers in Plant Science. 2022;13:990287. DOI: 10.3389/fpls.2022.990287

24. Yang B., Yan X., Wang H., Li X., Ma H., Wang S. et al. Dynamic QTL analysis of chlorophyll content during grain filling stage in winter wheat (Triticum aestivum L.). Romanian Agricultural Research. 2016;33:77-85.

25. Юсов В.С., Юсова О.А., Евдокимов М.Г., Фризен Ю.В. Флаговый лист как фактор повышения продуктивности яровой твердой пшеницы. Евразийский Союз Ученых. 2015;2-4(11):76-79.

26. Zhang K., Fang Z., Liang Y., Tian J. Genetic dissection of chlorophyll content at different growth stages in common wheat. Journal of Genetics. 2009;88(2):183-189. DOI: 10.1007/s12041-009-0026-x

27. Зверева Г.К. Пространственная организация мезофилла листовых пластинок фестукоидных злаков (Poaceaе) и ее экологическое значение. Ботанический журнал. 2009;94(8):1204-1215.