Triticum ispahanicum Heslot – генетический ресурс для улучшения вида T. aestivum L.

Актуальность. Изучение Triticum ispahanicum Heslot (полба исфаханская) для улучшения Triticum aestivum L. актуально и перспективно, так как полба исфаханская редко используется в программах по увеличению генетического разнообразия генофонда мягкой пшеницы.

Материалы и методы. Изучена линия яровой мягкой пшеницы GEN2021-512, полученная в результате скрещивания сорта ‘Добрыня’ и образца T. ispahanicum var. ispahanorufum Udachin. Проведены генетические, фенологические, фитопатологические и технологические анализы, выполнявшиеся согласно общепринятым методикам.

Результаты. Линия GEN2021-512, устойчивая к листовой ржавчине за счет комбинации гена Lr19 и неидентифицированного Lr-гена от T. ispahanicum, превосходит ‘Добрыню’ и T. ispahanicum по продуктивности колоса, длине колоса и массе 1000 зерен. Период «всходы – колошение» на три дня больше, чем у ‘Добрыни’. Продуктивность, качество теста и хлеба на уровне сорта-реципиента ‘Добрыня’, а по содержанию белка и клейковины значимо выше его. Исследование демонстрирует возможность расширения генетической изменчивости мягкой пшеницы за счет использования полбы исфаханской.

Заключение. В результате комбинации генного материала от T. ispahanicum var. ispahanorufum и яровой мягкой пшеницы сорта ‘Добрыня’ создана линия GEN2021-512, которая благодаря сочетанию устойчивости к возбудителю листовой ржавчины и высоким показателям качества будет использоваться в селекционно-генетических исследованиях как источник для улучшения сортов яровой мягкой пшеницы.

1. Badaeva E.D., Keilwagen J., Knüpffer H., Waßermann L., Dedkova O.S., Mitrofanova O.P. et al. Chromosomal passports provide new insights into diffusion of emmer wheat. PloS One. 2015;10(5):e0128556. DOI: 10.1371/journal.pone.0128556

2. Барсукова В.С. Потенциал пшеницы по устойчивости к тяжелым металлам: дис. канд. биол. наук. Новосибирск; 1993.

3. Белянчикова Ю.В. Вирус полосатой мозаики пшеницы, его свойства и распространение: дис. канд.биол. наук. Москва, ВНИИ фитопатологии; 1969.

4. Челак В.Р. Филогенетика исфаханской полбы – T. ispahanicum Heslot. Цитология и генетика. 1978;12(4):322-330.

5. Chen Y., Liu Y., Zhang J., Torrance A., Watanabe N., Adamski N. et al. The Triticum ispahanicum elongated glume locus P2 maps to chromosome 6A and is associated with the ectopic expression of SVP-A1. Theoretical and Applied Genetics. 2022;135(7):2313-2331. DOI: 10.1007/s00122-02204114-y

6. Дорофеев В.Ф., Филатенко А.А., Мигушова Э.Ф., Удачин Р.А., Якубцинер М.М. Культурная флора СССР. T. 1. Пшеница / под ред. Д.Д. Брежнева. Ленинград: Колос; 1979.

7. Дорофеев В.Ф., Удачин Р.А., Семенова Л.В., Новикова М.В., Градчанинова О.Д., Шитова И.П., Мережко А.Ф., Филатенко А.А. Пшеницы мира: видовой состав, достижения селекции, современные проблемы и исходный материал / под ред. В.Ф. Дорофеева. 2-е изд. Ленинград: Агропромиздат; 1987.

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

9. Григорьева О.Г. Устойчивость различных таксонов пшеницы и эгилопса к возбудителям ржавчины: дис. канд. биол. наук. Ленинград: ВИР; 1975.

10. Методики испытаний на ООС (однородность, отличимость, стабильность): [сайт]. URL: https://gossortrf.ru/publication/metodiki-ispytaniyna-oos.php [дата обращения: 05.12.2024].

11. Гультяева Е.И. Методы идентификации генов устойчивости пшеницы к бурой ржавчине с использованием ДНК-маркеров и характеристика эффективности Lr-генов. Санкт-Петербург: ВИЗР; 2012.

12. 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

13. Khoshbakht K. Esfahanian emmer (Triticum ispahanicum Heslot) – a case of an extinct on-farm crop. Journal of Agriculture and Rural Development in the Tropics and Subtropics. 2009: Suppl 92:189-195.

14. Kihara H., Yamashita K., Tanaka M. Morphological, physiological, genetic and cytological studies in Aegilops and Triticum collected from Pakistan, Afghanistan and Iran. In: K. Yamashita (ed.). Results of the Kyoto University Scientific Expedition to the Karakoram and Hindukush. Kyoto: Kyoto University; 1965. p.1-118.

15. Kuckuck H. Report to the Government of Iran on the distribution and variation of cereals in Iran (including their related wild species). Rome: Food and Agricultural Organization of the United Nations. Report number: 517; 1956.

16. Mac Key J. Species relationship in Triticum. In: J. Mac Key (ed.). Proceedings of the Second International Wheat Genetics Symposium. Lund: Hereditas; 1966. p.237-276.

17. Mains E.B., Dietz S.M. Physiologic forms of barley mildew Erysiphe graminis hordei. Phytopathology. 1930;20(3):229-239. Mains E.B., Jackson H.S. Physiologic specialization in the leaf rust of wheat Puccinia triticina Erikss. Phytopathology. 1926;16(2):89-120.

18. McIntosh R.A. Catalogue of Gene Symbols for Wheat, 2024 edition: [website]. Available from: https://wheat.pw.usda.gov/GG3/Wheat_Gene_Catalog_Documents [accessed Apr. 10, 2025].

19. Мережко А.Ф., Удачин Р.А., Зуев Е.В., Филатенко А.А., Сербин А.А., Ляпунова О.А., Косов В.Ю., Куркиев У.К., Охотникова Т.В., Наврузбеков Н.А., Богуславский Р.Л., Абдулаева А.К., Чикида Н.Н., Митрофанова О.П., Потокина С.А. Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале: методические указания / под ред. А.Ф. Мережко. Санкт-Петербург: ВИР; 1999.

20. Мигушова Э.Ф., Жуковский П.М. К познанию пшеницы T. ispahanicum Heslot. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1969;39(3):71-90.

21. Miller T.E. Systematics and evolution. In: F.G.H. Lupton (ed.). Wheat Breeding. Dordrecht: Springer; 1987. p.1-30. DOI: 10.1007/978-94-009-3131-2_1

22. Мурашев В.В., Морозова З.А. Морфогенез и структурная организация пшеницы исфаханской – Triticum ispahanicum Heslot; геном АuВ; 2n = 28. Научный альманах. 2018;4-3(42):172-180. DOI: 10.17117/na.2018.04.03.172

23. Pausheva Z.P. Workshop on plant cytology (Praktikum po tsitologii rasteniy). 4th ed. Moscow: Agropromizdat; 1988. [in Russian] (Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. 4-е изд. Москва: Агропромиздат; 1988).

24. Prins R., Marais G.F., Marais A.S., Janse B.J., Pretorius Z.A. A physical map of the Thinopyrum­derived Lr19 translocation. Genome. 1996;39(5):96-126. DOI: 10.1139/g96-126

25. Roelfs A.P., Singh R.P., Saari E.E. Rust diseases of wheat: concepts and methods of disease management. Mexico: CIMMYT; 1992. Available from: https://repository.cimmyt.org/entities/publication/e8a64950-5c39-4df2b292-1ee1bfa5aa91 [accessed Jan. 20, 2025].

26. Шаймярдянов H.А. Устойчивость видов пшеницы к Septoria nodorum Berk. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 1989;(6):188-192.

27. Watanabe N., Sekiya T., Sugiyama K., Yamagishi Y., Imamura I. Telosomic mapping of the homoeologous genes for the long glume phenotype in tetraploid wheat. Euphytica. 2002;128:129-134. DOI: 10.1023/a:1020633904782

28. Zhou Y., Zhao X., Li Y., Xu J., Bi A., Kang L. et al. Triticum population sequencing provides insights into wheat adaptation. Nature Genetics. 2020;52(12):1412-1422. DOI: 10.1038/s41588-020-00722-w

29. Жуковский П.М., Мигушова Э.Ф. Наиболее высокоиммунный эндемичный генофонд для выведения устойчивых сортов пшеницы путем отдаленной гибридизации. Вестник сельскохозяйственной науки. 1969;(2):9-20.