РІЗНОМАНІТТЯ ПОХІДНИХ ВІДДАЛЕНОЇ ГІБРИДИЗАЦІЇ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ ЗА СТІЙКІСТЮ ДО ХВОРОБ ТА ІНШИМИ ЧУЖИННИМИ ОЗНАКАМИ

Автор(и)

  • І. І. Моцний Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, , Україна https://orcid.org/0000-0002-1812-9481
  • Т. П. Нарган Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, , Україна https://orcid.org/0000-0002-8134-7975
  • М. Ю. Наконечний Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, , Україна https://orcid.org/0000-0003-2071-3617
  • С. П. Лифенко Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, , Україна https://orcid.org/0000-0002-2192-9199
  • О. О. Молодченкова Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, , Україна https://orcid.org/0000-0003-2511-0866
  • Л. Т. Міщенко «Інститут біології та медицини», Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна https://orcid.org/0000-0003-0697-6971

DOI:

https://doi.org/10.18524/2077-1746.2021.2(49).246884

Ключові слова:

пшениця, інтрогресивні лінії, стійкість до хвороб, посуха, ознаки, продуктивність

Анотація

Проблема. Глобальні зміни клімату сприяють поширенню основних хвороб пшениці м’якої озимої (Triticum aestivum L.) та збільшують втрати врожаю, спричинені як цими хворобами, так і посухою. Запобігання руйнівного впливу цих факторів на врожайність залежить від створення донорів, що несуть нові гени стійкості.

Мета. Досліджувалось різноманіття нових ліній пшениці, отриманих від складних міжвидових схрещувань, стосовно стійкості до поширених хвороб, посухи та інших сільськогосподарських ознак.

Методика. Випробування проводилося послідовно протягом двох посівних сезонів (2018–19 та 2019–20 рр.) в контрольному розсаднику по чорному пару без поливу. Рослинний матеріал включав сімдесят вісім інтрогресивних ліній пшениці різного походження та два сорти-стандарти для посушливого кліматичного поясу України. Були одержані дані за 9 агрономічними (кількісні оцінки) та 5 фітопатологічними (бальні оцінки) ознаками, які були обраховані за допомогою дисперсійного та кореляційного аналізу, щоб зрозуміти внесок чинників у загальну дисперсію та зв’язки між ознаками.

Основні результати. Більшість ліній були стійкими до видів іржі завдяки успішній інтрогресії чужинних Lr, Yr та Sr генів з усіх джерел, що брали участь у гібридизації. Висока тривала стійкість до стеблової іржі спостерігалась головним чином серед похідних колекційного зразка H74/90-245 з Болгарії, генетичний фон яких був сприятливим для генерування позитивного ефекту транслокації 1BL.1RS як на продуктивні, так і на адаптивні ознаки на півдні України та здатність комбінуватися з іншими генами стійкості. Показники врожайності не корелювали зі стійкістю до хвороб, за виключенням стеблової іржі (Rsp = 0,34**) та септоріозу (Rsp = −0,23*). Стійкість до стеблової іржі корелювала із врожайністю, збором білка, натурою та щільністю борошна, що може бути зумовлено наявністю транслокації 1BL.1RS. Негативна кореляція спостерігалася між ознаками якості та врожайністю зерна, проте показники якості переважно позитивно корелювали між собою. Висота рослини склала найбільший внесок у врожайність зерна, за нею слідували об’єм 1000 зернин та МТЗ.

Висновки. Встановлено, що інтрогресивні лінії мають потенціал для використання в програмах поліпшення пшениці щодо стійкості до хвороб на півдні України.

Посилання

Бабаянц О. В. Основы селекции и методология оценок устойчивости пшеницы к возбудителям болезней / О. В. Бабаянц, Л. Т. Бабаянц. – Одесса: ВМВ, 2014. – 401 с.

Воронов С. И. Пребридинговые исследования пшеницы мягкой по повышению устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам в Нечерноземной зоне РФ / С. И. Воронов, И. Ф. Лапочкина, Л. А. Марченкова, О. В. Павлова, Р. Ф. Чавдарь, Т. Г. Орлова // Бюллетень ГНБС. – 2019. – Вып. 132. – С. 102–108. doi: 10.25684/NBG.boolt.132.2019.13.

Давоян Э. Р. Изучение интрогрессивных линий мягкой пшеницы с генетическим материалом Aegilops tauschii по устойчивости к листовой ржавчине / Э. Р. Давоян, Д. С. Миков, Ю. С. Зубанова, Д. М. Болдаков, Р. О. Давоян, И. В. Бебякина, В. А. Бибишев // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2018. – Т. 22, № 1. – С. 97–101. doi: 10.18699/VJ18.336.

Демидов О. А. Вихідний матеріал для селекції пшениці м’якої озимої на високу стійкість до хвороб в умовах Лісостепу України / О. А. Демидов, Г. Б. Вологдіна, С. І. Волощук, О. В. Гуменюк, В. В. Кириленко, С. О. Хоменко // Фактори експериментальної еволюції організмів. – Київ, 2019. – Т. 24. – С. 63–69. doi: 10.7124/FEEO.v24.1080.

ДСТУ 4138-2002 Насіння сільськогосподарських культур. Методи визначання якості / Кіндрук М. О. та ін. Держспоживстандарт України. – К., 2003. – С. 17–18. https://www.studmed.ru/dstu-4138-2002-nasnnya-slskogospodarskih-kultur-metodi-viznachennya-yakost/e073265435f.html.

Жиров Е. Г. Синтез новой гексаплоидной пшеницы / Е. Г. Жиров // Тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции. – 1980. – Т. 68, № 1. – С. 14–16.

Значення специфічності генетичного матеріалу для успішної інтрогресії у геном м’якої пшениці (на прикладі інтрогресивних ліній Triticum aestivum L./Triticum miguschovae Zhirov): автореф. дис. … канд. біол. наук: 03.00.15 «Генетика» / А. В. Злацька. – К.: ІАіБ УААН, 2001. – 19 с.

Кириченко Ф. Г. Изучение и отбор высокобелковых образцов озимой мягкой пшеницы из коллекции ВИР как исходного материала для селекции / Ф. Г. Кириченко, Н. А. Литвиненко, В. Г. Адамовская // Докл. ВАСХНИЛ. – 1979. – № 11. – С. 6–9.

Козловская В. Ф. Пути повышения эффективности интрогрессии генетического материала Triticum imopheevii Zhuk. в мягкую пшеницу на этапе выполнения первого беккросса / В. Ф. Козловская, Г. М. Мусалитин // Генетика. – 1993. – Т. 29, № 1. – С. 167–176.

Кривченко В. И. Устойчивость к пыльной головне и геномный состав пшеницы / В. И. Кривченко, А. М. Ямалеев, Э. Ф. Мигушова // Генетика. – 1976. – Т. 12, № 4. – С. 5–11.

Леонова И. Н. Изучение признаков продуктивности у интрогрессивных линий Triticum aestivum/Triticum timopheevii, устойчивых к грибным болезням / И. Н. Леонова, Е. Б. Будашкина // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2016. – Т. 20, № 3. – С. 311–319. doi: 10.18699/VJ16.120.

Леонова И. Н. Генетический анализ и локализация локусов, контролирующих устойчивость интрогрессивных линий Triticum aestivum × Triticum timopheevii к листовой ржавчине / И. Н. Леонова, М. С. Родер, Н. П. Калинина, Е. Б. Будашкина // Генетика. – 2008. – Т. 44, № 12. – С. 1652–1659.

Литвиненко М. А. Створення сортів пшениці м’якої озимої (Triticum aestivum L.), адаптованих до змін клімату на Півдні України / М. А. Литвиненко // Збірник наукових праць СГІ–НЦНС. – 2016. – Bип. 27 (67). – С. 36–53.

Лифенко С. П. Інтрогресії в геном пшениці м'якої від різних донорів – проблемний, але перспективний напрям селекції / С. П. Лифенко, Т. П. Нарган, М. Ю. Наконечний // Селекція і насінництво. – 2014. – Вип. 105. – С. 39–50. doi: 10.30835/2413-7510.2014.42043.

Моцний І. І. Успадкування стійкості до хвороб та морфологічних ознак у гібридів м’якої пшениці з інтрогресивними лініями / І. І. Моцний, O. M. Благодарова // Збірник наукових праць СГІ–НАЦ НАІС. – 2004. – Bип. 6 (46). – С. 179–193.

Моцный И. И. Идентификация 1В-1R транслокации и замещения у интрогрессивных линий озимой пшеницы с помощью биохимических маркеров / И. И. Моцный, Е. M. Благодарова, В. И. Файт // Зб. наук. статей V Міжнар. конф. «Геном рослин». – Одеса, 2008. – С. 98–101.

Моцний І. І. Застосування похідних неповного пшенично-елімусного амфіплоїда (НПЕА) Elytricum fertile в селекції пшениці м’якої озимої / І. І. Моцний, Т. П. Нарган, М. І. Єриняк, С. П. Лифенко // Вісник аграрної науки. – 2017. – Вип. 8. – С. 45–50. doi: 10.31073/agrovisnyk201708-08.

Моцний І. І. Залучення інтрогресивних ліній для селекції пшениці м’якої озимої / І. І. Моцний, Т. П. Нарган, С. П. Лифенко, М. І. Єриняк // Вісник ХНАУ. Біологія. – 2014. – Bип. 1 (31). – С. 79–90.

Отчет о научно-исследовательских работах, проведенных в сотрудничающих учреждениях стран – членов СЭВ за 1974 г. // Координационный центр СЭВ. – Одесса, 1975. – С. 5.

Першина Л. А. Аллоплазматические рекомбинантные линии (H. vulgare)-T. aestivum с транслокацией 1RS.1BL: исходные генотипы для создания сортов мягкой пшеницы / Л. А. Першина, Л. И. Белова, Н. В. Трубачеева, Т. С. Осадчая, В. К. Шумный, И. А. Белан, Л. П. Россеева, В. В. Немченко, С. Н. Абакумов // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2018. – Т. 22, № 5. – С. 544–552. doi: 10.18699/VJ18.393.

Твердохлеб Е. В. Скрещиваемость и фертильность гибридов между формами пшеницы – носителями субгенома G и сортами мягкой и твёрдой пшениц / Е. В. Твердохлеб // Вестник ХНУ им. В.Н. Каразина. Биология. – 2009. – Вып. 9 (856). – С. 89–96.

Чеботар Г. О. Апробація маркерного аналізу гена TaSnRK2.8-А на українських сортах пшениці м’якої озимої / Г. О. Чеботар, О. Є. Олійник, Ю. О. Лавриненко, С. В. Чеботар // Вісник ОНУ. Біологія. – 2020. – Т. 25, вип. 2 (47). – С. 83–94. doi: 10.18524/2077-1746.2020.2(47).218456.

Ahmadi J. Wild relatives of wheat: Aegilops–Triticum accessions disclose differential antioxidative and physiological responses to water stress / J. Ahmadi, A. Pour-Aboughadareh, S. F. Ourang, A. A. Mehrabi, K. H. M. Siddique // Acta Physiol. Plant. – 2018. – V. 40, № 5, P. 90–104. doi: 10.1007/s11738-018-2673-0.

Babayants O. V. Race composition of Blumeria graminis (DC) Speer f. sp. tritici in the South of Ukraine and effectiveness of Pm-genes in 2004-2013 / O. V. Babayants, L. T. Babayants, V. A. Traskovetskaya, A. F. Gorash, N. I. Saulyak, A.V. Galaev // Cer. Res. Comm. – 2015. – V. 43, № 3. – P. 449–458. doi: 10.1556/0806.43.2015.011.

Babayants O. V. Genetic determination of wheat resistance against Puccinia graminis (f. sp Tritici) derived from Aegilops cylindrica, Triticum erebuni, and Amphidiploid 4 / O. V. Babayants, L. T. Babayants, A. F. Gorash, A. A. Vasil’ev, V. A. Traskovetskaya, V. A. Palyasnyi // Cytol. Genet. – 2012. – V. 46, № 1. – P. 9–14. doi: 10.3103/S0095452712010033.

Brown-Guedira G. L. Chromosome substitutions of Triticum imopheevii in common wheat and some observations on the evolution of polyploid wheat species / G. L. Brown-Guedira, E. D. Badaeva, B. S. Gill, T. S. Cox // Theor. Appl. Genet. – 1996. – V. 93, № 8. – P. 1291–1298. doi: 10.1007/BF00223462.

Chebotar S. V. Analysis of recombinations between 1RS and 1BS chromosomes by using PCR and GLI/GLU markers / S. V. Chebotar, M. K. Toporash, I. I. Motsnyi, O. M. Blagodarova, P. Sourdille // 17th EWAC EUCARPIA Int. Conf., Bucharest, Romania, 3–8 June 2018. – EWAC Newsl. – 2019. – P. 56–59.

Gabay G. Structural rearrangements in wheat (1BS)–rye (1RS) recombinant chromosomes affect gene dosage and root length / G. Gabay, J. Zhang, G. F. Burguener, T. Howell, H. Wang, T. Fahima, A. Lukaszewski, J. I. Moriconi, G. E. Santa-Maria, J. Dubcovsky // Pl. Genome. – 2021. – e20079. – P. 1–16. doi: 10.1002/tpg2.20079.

Gorash A. Leaf rust resistance of bread wheat (Triticum aestivum L.) lines derived from interspecific crosses / A. Gorash, A. Galaev, O. Babayants, L .Babayants // Zemdirbyste-Agriculture. – 2014. – V. 101, № 3. – P. 295–302. doi: 10.13080/z-a.2014.101.038.

Howell T. Mapping a region within the 1RS.1BL translocation in common wheat affecting grain yield and canopy water status / T. Howell, I. Hale, L. Jankuloski, M. Bonafede, M. Gilbert, J. Dubcovsky // Theor. Appl. Genet. – 2014. – V. 127, № 12. – P. 2695–2709. doi: 10.1007/s00122-014-2408-6.

Howell T. A wheat/rye polymorphism affects seminal root length and yield across different irrigation regimes / T. Howell, J. I. Moriconi, X. Q. Zhao, J. Hegarty, T. Fahima, G. E. Santa-Maria, J. Dubcovsky // J. Exp. Bot. – 2019. – V. 70, № 15. – P. 4027–4037. doi: 10.1093/jxb/erz169.

Kjeldahl J. Neue Methode zur Bestimmung des Stickstoffs in organischen Körpern" (New method for the determination of nitrogen in organic substances) / J. Kjeldahl // Zeitschrift für analytische Chemie. – 1983. – V. 22, № 1. – P. 366–383.

Kovalchuk S. O. Identification of prospective sources of agronomically-valuable traits of bread wheat (Triticum aestivum L.) among breeding lines in the condition of Forest-Steppe of Ukraine / S. O. Kovalchuk, S. I. Voloschuk, N. A. Kozub, Ye. V. Zaika, V. M. Starychenko // Ukr. J. Ecol. – 2020. – V. 10, № 5. – P. 253–258. doi: 10.15421/2020/240.

Kozub N. A. Development of common wheat lines with the 1BL/1RS translocation linked with the allele Glu-B1al / N. A. Kozub, I. A. Sozinov, G. Ya. Bidnyk, N. A. Demianova, O. I. Sozinova, A. V. Karelov, Ya. B. Blume, A. A. Sozinov // Plant Protection and Quarantine. – 2017. – Is. 63. – P. 176–184. doi: 10.36495/1606-9773.2017.63.77-85.

Liu Ch. Research progress of wheat wild hybridization, disease resistance genes transfer and utilization / Ch. Liu, R. Han, X. Wang, W. P. Gong, D. G. Cheng, X. Y. Cao, A. F. Liu, H. Sh. Li, J. J. Liu // Scientia Agricultura Sinica. – 2020. – V. 53, № 7. – P. 1287–1308. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.07.001.

Lukaszewski A. Manipulation of the 1BL.1RS translocation in wheat by induced homoelogus recombination / A. Lukaszewski // Crop Sci. – 2000. – V. 40, № 1. – P. 216–225. doi: 10.2135/cropsci2000.401216x.

McIntosh R. A. Catalogue of gene symbols for wheat / R. A. McIntosh, Y. Yamazaki, J. Dubcovsky, J. Rogers, C. Morris, R. Appels, X. C. Xia // 12th Int. Wheat Genet. Symp., Yokohama, Japan, 8-13 September 2013: proceedings. – Yokohama, 2013. http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/macgene/2013/GeneSymbol.pdf.

Motsnyi I. I. Inheritance of alien characters in hybrids between T. aestivum and wheat introgression lines / I. I. Motsnyi // Ann. Wheat Newsl. – 2004. – V. 50. – P. 178–180. doi: 10.13140/RG.2.1.1223.1206.

Motsnyi I. I. Cytogenetic characteristics of wheat lines with modified rye-wheat translocation 1RS.1BL / I. I. Motsnyi, E. M. Blagodarova, A. I. Rybalka // Cytol. Genet. – 2017, – V. 51, № 5. – P. 331–338. doi: 10.3103/S0095452717050073.

Моtsnyi І. I. Selection evaluation of introgressive lines of soft winter wheat with signs of resistance to phytopathogens / І. I. Моtsnyi, О. O. Моlodchenkova, A. P. Smertenko, L. T. Mishchenko, A. I. Kryvenko, R. V. Solomonov // Plant Archives. – 2021. – V. 21, № 1. – P. 486–498. doi: 10.51470/PLANTARCHIVES.2021.v21.S1.076.

Motsnyi I. I. A genetic diversity of the synthetics T. durum x Ae. tauschii and their involvement in wheat crosses / I. I. Motsnyi, A. I. Rybalka // Genetic resources of cultivated plants. Problems of crop evolution and systematics: Int. Sc. Conf. in commemoration of the 120th birthday of E.N. Sinskaya, 8-11 December 2009: materials. – St. Petersburg, 2009. – P. 97–101.

Mujeeb-Kazi A. Rebirth of synthetic hexaploids with global implications for wheat improvement / A. Mujeeb-Kazi, A. Gul, M. Farooq, S. Rizwan, I. Ahmad // Aust. J. Agric. Res. – 2008 – V. 59, № 10. – P. 391–398. doi: 10.1071/AR07226.

Mujeeb-Kazi A. Utilizing wild grass biodiversity in wheat improvement: 15 years of wide cross research at CIMMYT / A. Mujeeb-Kazi, G. P. Hettel // Research Report. – № 2. – Mexico, D. F., CIMMYT, 1995.

Saari E. E. A scale for appraising the foliar intensity of wheat diseases / E. E. Saari, J. M. Prescott // Plant Dis. Rep. – 1975. – V. 59, № 5. – P. 377–380.

Sarto M. V. M. Wheat phenology and yield under drought: a review / M. V. M. Sarto, J. R. W. Sarto, L. Rampim, J. S. Rosset, D. Bassegio, P. F. da Costa, A. M. Inagaki // Austral. J. Crop Sci. – 2017 – V. 11, № 8. – P. 941–946. doi: 10.21475/ajcs.17.11.08.pne351.

Sidorenko M. V. The effect of drought on wheat plants at different growth stages / M. V. Sidorenko, S. V. Chebotar // Вісник ОНУ. Біологія. – 2020. – Т. 25, Вип. 1 (46). – С. 67–87. doi: 10.18524/2077-1746.2020.1(46).205848.

Soko T. Yield loss associated with different levels of stem rust resistance in bread wheat / T. Soko, C. M. Bender, R. Prins, Z. A. Pretorius // Plant Disease. – 2018. – V. 102, № 12. – P. 2531–2538. doi: 10.1094/PDIS-02-18-0307-RE.

Spetsov P. A review on amphiploids in the Triticeae, obtained in Bulgaria during 1950-1990 / P. Spetsov, M. Savov // Wheat Inf. Serv. – 1992. – V. 75. – P. 1–6.

Wellings C. R. Global status of stripe rust: a review of historical and current threats / C. R. Wellings // Euphytica. – 2011. – V. 179, № 1. – P. 129–141. doi: 10.1007/s10681-011-0360-y.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-29

Як цитувати

Моцний , І. І. ., Нарган , Т. П., Наконечний , М. Ю., Лифенко , С. П., Молодченкова , О. О., & Міщенко , Л. Т. (2021). РІЗНОМАНІТТЯ ПОХІДНИХ ВІДДАЛЕНОЇ ГІБРИДИЗАЦІЇ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ ЗА СТІЙКІСТЮ ДО ХВОРОБ ТА ІНШИМИ ЧУЖИННИМИ ОЗНАКАМИ. Вісник Одеського національного університету. Біологія, 26(2(49), 51–72. https://doi.org/10.18524/2077-1746.2021.2(49).246884

Номер

Том 26 № 2(49) (2021)

Розділ

ГЕНЕТИКА І МОЛЕКУЛЯРНА БІОЛОГІЯ

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).

Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.