Введение в культуру дикорастущего тетраплоидного вида овса Avena magna Murphy et Terrell, эндемика Марокко

Тетраплоидный дикий вид овса Avena magna Murphy et Terrell (2n = 4x = 28), эндемик Марокко, имеет высокое содержание белка в зерне (более 20%), высокую устойчивость к болезням и хорошую адаптивность к почвенно-климатическим условиям Средиземноморья. Морфологически этот вид сходен с гексаплоидным культурным видом овса A. sativa L., который и был использован в межвидовых скрещиваниях для одомашнивания дикого вида. Для внесения в дикий вид признаков культурного овса провели четыре цикла скрещиваний с участием четырех образцов A. magna и пяти марокканских гексаплоидных сортов A. sativa. Для отбора гибридных растений с числом хромосом 2n = 28 использовали морфологические характеристики и цито генетический анализ.

По всем комбинациям получено 81 гибридное растение, с числом хромосом (2n) от 28 до 29. Только 58% гибридных растений имели 28 хромосом и фертильность пыльцы более 85%. Отобранные гибридные растения подвергались дальнейшему отбору в поле по агробиологическим показателям до поколения F₈. В результате изучения по признаку устойчивости к болезням отобраны три одомашненные линии тетраплоидного овса A. magna. Анализ содержания белка в зерне с использованием метода Кьельдаля у отобранных гибридных линий показал, что он на 2–3% выше, чем у родительских форм.

1. Al Faiz C., Saidi S., Jaritz G. Avoine fourragère (Avena sativa L.). In: G. Jaritz, M. Bounejmate (eds). Production et utilisation des cultures fourragères au Maroc. Rabat, Maroc: INRA Éditions; 1997. p.209-224. [in French]

2. Benchekroun M.,Manzali R., Zouahri A., Douaik A., Bendaou M., Saidi N. et al. Evaluation of Technological Potential of New Developed Moroccan Hexaploid Oat Lines. International Journal of Engineering Research and Technology. 2014;3(7):1759-1767.

3. Clamot G., 1979 : Recherche sur l’amélioration de la teneur en protéine de l’avoine. In: Seed protein improvement in cereals and grain legumes. Proceedings of an International Symposium, Heuherberg, Austria, 4–8 September 1978. Vol. II. Vienna: IAEA; 1979. p:345-356.

4. DIN ISO 15178: Bodenbeschaffenheit – Bestimmung des Gesamt-Schwefels durch trockene Verbrennung (Elementaranalyse). Beuth, Berlin, Wien, Zürich; 2001.

5. Doehlert D.C., McMullen M.S., Hammond J.J. Genotypic and Environmental Effects on Grain Yield and Quality of Oat Grown in North Dakota. Crop Science. 2001;41(4):1066-1072. DOI: 10.2135/cropsci2001.4141066x

6. Harlan J.R. Crops and Man. 2nd ed. Madison, WI: American Society of Agronomy; 1992.

7. Holland J.B., Frey K.J., Hammond E.G. Correlated responses of fatty acid composition, grain quality and agronomic traits to nine cycles of recurrent selection for increased oil content in oat. Euphytica. 2001;122:69-79. DOI: 10.1023/A:1012639821332

8. Hugh T., Haki J.M., Arangzeb S. The introgression of characters of the wild oat Avena magna (2n = 4x = 42) into the cultivated oat A. sativa (2n = 6x = 42). Euphytica. 1980;29:391-399. DOI: 10.1007/BF00025138

9. Ladizinsky G. Domestication via hybridization of the wild tetraploids oats Avena magna and A. murphyi. Theoretical and Applied Genetics. 1995;91:639-646. DOI: 10.1007/BF00223291

10. Ladizinsky G. The taxonomic status of Avena magna – reappraisal. Lagascalia 1993;17(2): 325-328.

11. Ladizinsky G., Fainstein R. Domestication of the proteinrich tetraploid wild oats Avena magna and A. Murphyi. Euphytica. 1977;26:221-223. DOI: 10.1007/BF00032088

12. Leggett J.M., Ladizinsky G., Hagberg P., Obanni M. The distribution of nine Avena species in Spain and Morocco. Canadian Journal of Botany. 1992;70(2):240-244. DOI: 10.1139/b92-033

13. Loskutov I.G. Interspecific Crosses in the Genus Avena L. Russian Journal of Genetics. 2001;37(5):467-475. DOI: 10.1023/A:1016697812009

14. Loskutov I.G. Using of wild species genetic diversity in plant breeding. In: Poster Papers. Genetics. Genetic resources for the 21st century. Monocots. The 4th International Crop Science Congress. Brisbane, Australia, 26 Sep – 1 Oct 2004. Available from: http://www.cropscience.org.au/icsc2004/poster/3/3/1/967_loskutovi.htm#TopOfPage [accessed Sept. 10, 2019].

15. Love R.M. Interspecific and intergeneric hybridization in forage crop improvement. Journal of the American Society of Agronomy. 1947;39(1):41-46.

16. Mannerstedt Forgelfors B., Peterson D.M. Cultivation environment affects antioxidants, protein and oil content of oat genotypes differently. In: P. Peltonen-Sainio, M. Topi-Hulmi (eds). Proceedings 7th International Oat Conference. Jokioinen, Finland: MTT Agrifood Research; 2004. p.154.

17. Manzali R., Douaik A., Bouksaim M., Ladizinsky G., Saidi N. Assessment of important technological parameters of new Moroccan domesticated tetraploid oat lines of Avena magna. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2018;179(1) :32-42. DOI: 10.30901/2227-8834-2018-1-32-42

18. Marshall H.G., Shaner G.E. Genetics and Inheritance in Oat: In: H.G. Marshall, M.E. Sorrells (eds). Oat Science and Technology. Agronomy Monograph No. 33. Madison, WI: Crop Science Society of America; 1992. p.509-571. DOI: 10.2134/agronmonogr33.c15

19. Rajhathy T., Sadasivaiah R.S. The cytogenetic status of Avena magna. Canadian Journal of Genetics and. Cytology. 1969;11:77-85.

20. Saidi N., Saidi S., Hilali A., Benchekroun M., Al Faiz C., Bouksaim M. et al. Improvement of oat hexaploid lines’s groat nutritive value via hybridization with tetraploid oat A. magna. American Journal of Research Communication. 2013;1(9):126-135.

21. Singh R.J. Plant Cytogenetics. Boca Raton, FL: CRC Press; 1993.

22. Stevens E.J., Armstrong K.W., Bezar H.J., Griffin W.B., Hampton J.G. Fodder oats: an overview. In: J.M. Suttie, S.G. Reynolds. Fodder oats: a world overview. Chapter II. Plant Production and Protection Series. No. 33. Rome, Italy: FAO; 2004. p.11-18.

23. Welch R., Brown J.C.W., Leggett J.M. Interspecific and Intraspecific Variation in Grain and Groat Characteristics of Wild Oat (Avena) Species: Very High Groat (1?3), (1?4)-β-D-glucan in an Avena atlantica Genotype. Journal of Cereal Science. 2000;31(3):273-279. DOI: 10.1006/jcrs.2000.0301

24. Zhu S., Rossnagel B.G., Kaeppler H.F. Genetic Analysis of Quantitative Trait Loci for Groat Protein and Oil Content in Oat. Crop Science. 2004;44(1):254-260. DOI: 10.2135/cropsci2004.2540