Использование вида Triticum petropavlovskyi Udacz. et Migusch. для расширения генетического разнообразия яровой мягкой пшеницы

Актуальность. Вид Triticum petropavlovskyi Udacz. et Migusch. имеет ряд положительных признаков (качеств), но редко используются в селекционных программах по улучшению сортов мягкой пшеницы. Интрогрессия генетического материала от этого вида в генофонд Triticum aestivum L. не только позволит расширить генетическое разнообразие мягкой пшеницы по ряду признаков, но и поможет изучить экспрессию генов от T. petropavlovskyi в новой генетической среде.
Материалы и методы. Объектом изучения были линии яровой мягкой пшеницы Л163, Л164, созданные с участием сорта яровой мягкой пшеницы ‘Воевода’ и образца вида T. petropavlovskyi. Исследования включали фенологические, фитопатологические, генетические и технологические оценки, которые проводили по общепринятым методикам.
Результаты. Линии яровой мягкой пшеницы Л163, Л164 были изучены по морфологическим, фенологическим параметрам, устойчивости к патогенам, продуктивности и качеству зерна. Установлены различия по ряду признаков между линиями и сортом-реципиентом. Выделена линия Л163, которая отличается устойчивостью к возбудителям листовой ржавчины, мучнистой росы, толерантна к злаковой тле, сочетает высокую продуктивность с повышенным по сравнению с сортом-реципиентом содержанием белка в зерне и имеет хорошие реологические свойства теста.
Заключение. Комбинация генетического материала от T. petropavlovskyi и яровой мягкой пшеницы сорта ‘Воевода’ позволила создать линии, имеющие ряд положительных характеристик. Выделенная линия Л163, сочетающая в себе эффективную устойчивость к ряду заболеваний, продуктивность зерна и качество получаемой продукции, была включена в селекционный процесс.

1. Берлянд-Кожевников В.М., Дмитриев А.П., Будашкина Е.Б., Шитова И.П., Рейтер Б.Г. Устойчивость пшеницы к бурой ржавчине (Генетическое разнообразие популяций гриба и растения-хозяина). Новосибирск: Наука; 1978.

2. Chen Q., Song J., Du W.P., Xu L.Y., Yu G.R. Possible origin of Triticum petropavlovskyi based on cytological analyses of crosses between T. petropavlovskyi and tetraploid, hexaploid, and synthetic hexaploid (SHW-DPW) wheat accessions. Spanish Journal of Agricultural Research. 2016;14(4):e0713. DOI: 10.5424/sjar/2016144-8476

3. Chen Q.F. Discussion on origin of Chinese endemic wheat. Guizhou Agricultural Sciences. 1999;27:20-25.

4. Добровольская О.Б., Дресвянникова А.Е., Бадаева Е.Д., Попова К.И., Травничкова М., Мартинек П. Изучение генетических факторов, определяющих признак «тетраостость» мягкой пшеницы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020;24(6):568-574. DOI: 10.18699/VJ20.650

5. Efremova T.T., Maystrenko O.I., Laikova L.I., Arbuzova V.S., Popova O.M. Comparative genetic analysis of hexaploid wheats Triticum petropavlovskyi Udasz. et Migusch. and Triticum aestivum L. Russian Journal of Genetics. 2000;36(10):1142-1148.

6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск первый. Общая часть / под ред. М.А. Федина. Москва: Госкомиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур; 1989.

7. Фисенко А.В., Упелниек В.П., Калмыкова Л.П., Кузнецова Н.Л., Драгович А.Ю. Взаимосвязь между составом глиадинов, морфологией колоса и качеством зерна у яровой пшеницы. Достижения науки и техники АПК. 2018;32(9):24-27. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10906

8. Фу Х., Гончаров Н.П. Эндемичные пшеницы Китая как ресурсы селекции. Генетичні ресурси рослин. 2019;(25):11-25. DOI: 10.36814/ pgr.2019.25.01

9. Гончаров Н.П. Сравнительная генетика пшениц и их сородичей. 2-е изд. Новосибирск: Гео; 2012.

10. Gultyaeva E.I., Sibikeev S.N., Druzhin A.E., Shaydayuk E.L. Enlargement of genetic diversity of spring bread wheat resistance to leaf rust (Puccinia triticina Eriks.) in Lower Volga region. Agricultural Biology. 2020;55(1):27-44. DOI: 10.15389/agrobiology.2020.1.27eng

11. Li J., Jiang Y., Yao F., Long L., Wang Y., Wu Y. et al. Genome-wide association study reveals the genetic architecture of stripe rust resistance at the adult plant stage in Chinese endemic wheat. Frontiers in Plant Science. 2020;11:625. DOI: 10.3389/fpls.2020.00625

12. Luo W., Zhou J., Liu J., Liu Y., Mu Y., Tang H. et al. Fine mapping of the Hairy glume (Hg) gene in a chromosome variation region at the distal terminus of 1AS. Frontiers in Plant Science. 2022;13:1006510. DOI: 10.3389/fpls.2022.1006510

13. Mains E.B., Dietz S.M. Physiologic forms of barley mildew Erysiphe graminis hordei. Phytopathology. 1930;20(3):229-239.

14. Mains E.B., Jackson H.S. Physiologic specialization in the leaf rust of wheat Puccinia triticina Erikss. Phytopathology. 1926;16(2):89-120.

15. Masum Akond A.S.M.G., Watanabe N. Genetic variation among Portuguese landraces of ‘Arrancada’ wheat and Triticum petropavlovskyi by AFLP-based assessment. Genetic Resources and Crop Evolution. 2005;52(5):619-628. DOI: 10.1007/s10722-005-6843-8

16. Masum Akond A.S.M.G., Watanabe N., Furuta Y. Comparative genetic diversity of Triticum aestivum – Triticum polonicum introgression lines with long glume and Triticum petropavlovskyi by AFLP-based assessment. Genetic Resources and Crop Evolution. 2008;55(1):133-141. DOI: 10.1007/s10722-007-9221-x

17. Okamoto Y., Takumi S. Pleiotropic effects of the elongated glume gene P1 on grain and spikelet shape-related traits in tetraploid wheat. Euphytica. 2013;194(2):207-218. DOI: 10.1007/s10681-013-0916-0

18. Радченко Е.Е. Злаковые тли. В кн.: Изучение генетических ресурсов зерновых культур по устойчивости к вредным организмам. Методическое пособие. Москва: Россельхозакадемия; 2008. С.214-257.

19. Radchenko E.E. Resistance of Triticum species to cereal aphids. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding. 2011;47(10):67-70. DOI: 10.17221/3257-CJGPB

20. Roelfs A.P., Singh R.P., Saari E.E. Rust diseases of wheat: concepts and methods of disease management. Mexico: CIMMYT; 1992. Available from: http://hdl.handle.net/10883/1153 [accessed May 22, 2024].

21. Sibikeev S.N., Druzhin A.E., Badaeva E.D., Shishkina A.A., Dragovich A.Y., Gultyaeva E.I. et al. Comparative analysis of Agropyron intermedium (Host) Beauv. 6Agi and 6Agi2 chromosomes in bread wheat cultivars and lines with wheat–wheatgrass substitutions. Russian Journal of Genetics. 2017;53(3):314-324. DOI: 10.1134/S1022795417030115

22. Государственная комиссия Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений. Методики испытаний на ООС: [сайт]. URL: https://gossortrf.ru/publication/metodiki-ispytaniy-na-oos.php [дата обращения: 17.05.2024].

23. Трущенко А.Ю., Шаманин В.П. Эффекты морфологических и биологических признаков по урожайности и элементам продуктивности растений у изогенных линий Новосибирская 67. Современные проблемы науки и образования. 2015;(2-1):538.

24. Wang H.J., Huang X.Q., Röder M.S., Börner A. Genetic mapping of loci determining long glumes in the genus Triticum. Euphytica. 2002;123:287-293. DOI: 10.1023/A:1014909331902

25. Watanabe N, Imamura I. Genetic control of long glume phenotype in tetraploid wheat derived from Triticum petropavlovskyi Udacz. et Migusch. Euphytica. 2002;128(2):211-217. DOI: 10.1023/A:1020829821620

26. Якубцинер М.М. К познанию пшеницы Китая. Ботанический журнал. 1959;44(10):1425-1436.

27. Yang W.Y., Yen C., Yang J.L. Cytogenetic study on the origin of some special Chinese landraces of common wheat. Wheat Information Service. 1992;75:14-20.

28. Зуев Е.В. Хозяйственно-биологические особенности вида пшеницы T. petropavlovskyi Udacz. et Migusch.: дис. … канд. с.-х. наук. Санкт-Петербург: ВИР; 1992.