CC BY
109
УДК 575.222.72
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТДАЛЁННОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ
ДЛЯ СОЗДАНИЯ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ОЗИМОЙ
ПШЕНИЦЫ*
П.И. СТЕПОЧКИН, доктор сельскохозяйственных наук
В.И. ПОНОМАРЕНКО
СибНИИРС Россельхозакадемии
Л.А. ПЕРШИНА, доктор биологических наук
Т.С. ОСАДЧАЯ
Н.В. ТРУБАЧЕЕВА
Институт цитологии и генетики СО РАН E-mail: [email protected]
Резюме. Вработе изложены результаты исследований по созданию и изучению селекционного материала озимой пшеницы на основе отдалённой гибридизации. Приведена поэтапная схема создания сорта Новосибирская 3. Отмечено, что за три года конкурсного испытания он продемонстрировал высокую зимостойкость (70,3 %), превысив стандарт Новосибирскую 32 на 6,6 %. По результатам цитологического анализа растений сорта Новосибирская 3 показано наличие транслокации короткого плеча спутничной хромосомы ржи 1R на длинное плечо хромосомы пшеницы 1В.
Ключевые слова: озимая пшеница, гибридизация.
Отдалённая гибридизация прочно вошла в практику создания селекционного материала в растениеводстве. В нашей стране пионерами по созданию селекционного материала на основе скрещивания мягкой пшеницы с дикими видами и другими родами злаков были А.И. Державин, Г.К. Мейстер, В.Е. Писарев, Н.В. Цицин, А.Ф. Шулындин, К.А. Петрова [1].
В Западной Сибири озимую пшеницу долгое время не возделывали из-за недостаточной её зимостойкости в условиях региона. Одним из эффективных направлений решения этой проблемы стало использование отдалённой гибридизации мягкой пшеницы с озимыми формами пырея [2, 3]. На основе селекционного материала пшенично-пырейных гибридов созданы сорта озимой пшеницы Аль-бидум 12, Новосибирская 32,
Новосибирская 40 и Новосибирская 51.
Озимые формы тритикале в Сибири впервые появились в 70-е гг. ХХ в. Созданные В.Е.
Писаревым гексаплоидные вторичные формы испытывали селекционеры Алтая и Омска [4, 5]. В Барнауле озимое тритикалеиспользовали для получения селекционных форм мягкой пшеницы [6].
В кариотипах некоторых сортов мягкой пшеницы обнаружена пара спутничных хромосом, заместившая пару хромосом пшеницы [7, 8]. Сорта с замещениями по одной паре хромосом ржи имеют некоторые адаптивные преимущества и используются при создании новых сортов пшеницы [9]. Иногда признаки ржи (устойчивость к заболеваниям) передаются пшенице в результате пшенично-ржаных транслокаций [10, 11].
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Интеграционного проекта СО РАН № 60.
Достижения науки и техники АПК, №6-2012 —
В представленной статье изложены результаты исследований по созданию и изучению селекционного материала озимой пшеницы на основе отдалённой гибридизации.
Скрещивание озимой пшеницы Каснодарская 39 с пыреём Адгоругит д1аисит _. проводили в полевых условиях ИЦиГ СО РАН в 1975 г., а созданный пшенично-пырейный гибрид затем вновь скрестили с озимой пшеницей Юбилейная 50. Путём индивидуального отбора из гибридного потомства и испытания отобранного материала на протяжении нескольких лет создана высокозимостойкая пшеница Филатовка.
Гибридизацию сортов озимой пшеницы Лютесценс 43 и Мироновская 808 провели в 1980 г. Межсортовой гибрид Р1 скрестили в 1981 г. в полевых условиях ГНУ СибНИИрС Россельхозакадемии с рожью Короткостебельная 69, а обработку водным раствором колхицина проростков гибрида для получения тритикале провели в 1982 г. Полученный октаплоидный тритикале отличался цитогенетической нестабильностью и большим содержанием анеуплоидных растений в потомстве на протяжении ряда поколений. В 1989 г. было выделено элитное растение тритикале с гесаплоидным набором хромосом, давшее в последствии селекционную линию ЛМК 462. С помощью дифференциального окрашивания хромосом по С-бандингу в его кариотипе определили 28 хромосом пшеницы и 14 хромосом ржи.
В 1999 г. гексаплоидное тритикале ЛМК 462 скрестили с пшеницей Филатовка. В гибридном потомстве в последующие годы отбирали константные растения, давшие начало селекционным линиям. Одну из них под селекционным номером Лютесценс 302-8-3 испытывали в селекционных питомниках и в 2008-2010 гг. в питомниках конкурсного испытания на делянках 25 м2 в четырёхкратной повторности. Лабораторную и полевую оценку на степень поражения листовыми и стеблевыми болезнями, технологическую оценку зерна и определение хлебопекарных качеств осуществляли в СибНИИРС Россельхозакадемии. По результатам испытаний эту линию под названием Новосибирская 3 в 2011 г. передали на государственное сортоиспытание.
-------------------------------------------- 37
Таблица. Основные хозяйственные и биологические свойства сорта озимой мягкой пшеницы Новосибирская 3 (СибНИИРС, КСИ 2008-2010 гг.)
Показатель Новосибирская 3 Новосибирская 32 (стандарт) Отклонение от стандарта
Урожайность, т/га 5,1 4,2 +0,9
Вегетационный период, сут. 333 333 0
Зимостойкость, % 70,3 63,7 +6,6
Масса 1000 зерен, г 40,5 32,7 +7,8
Высота растений, см 117 128 -11
Устойчивость к полеганию, балл 4,2 3,9 +0,3
Продуктивная кустистость, шт. 6,8 5,0 +1,8
Поражение мучнистой росой, % 15-45 65 -20
Поражение бурой ржавчиной, % 25-45 65-100 -55
Натура зерна, г/л 812 804 +8,0
Стекловидность, % 38 38 0
Содержание клейковины, % 19,9 22,4 -2,5
Сила муки, Дж. 136 181 -45
Объёмный выход хлеба, мл 480 580 -100
Общая хлебопекарная оценка, балл 3,0 4,0 -1,0
В 2012 г. в институте цитологии и генетики СО РАН провели цитологический анализ пшеницы сорта Новосибирская 3. Для этого была выполнена геномная in situ гибридизация (GISH). В качестве зонда для геномной in situ гибридизации использовали меченную биотином тотальную ДНК, выделенную из растений ржи посевной S. cereale.
Сорт Новосибирская 3 за три года конкурсного испытания показал высокую зимостойкость (70,3 %), превысив стандарт Новосибирская 32 на 6,6 % (см. табл.). Это, на наш взгляд, объясняется возможным наличием в её геноме генетического материала пырея и ржи. Косвенно на присутствие генетического материала ржи указывали увеличение устойчивости к листовым заболеваниям, а также ухудшение хлебопекарных и технологических качеств.
Цитологический анализ растений сорта Новосибирская 3 показал наличие транслокации короткого плеча спутничной хромосомы ржи 1R на длинное плечо хромосомы пшеницы 1В (см. рисунок).
Литература.
1. Голубовская И.Н. Цитогенетика отдаленных гибридов пшеницы и перспективы их использования в селекции// Цитогенетика пшеницы и её гибридов. Под ред. П.М. Жуковского и В.В. Хвостовой. - М.: Наука. - 1971. - С.243 - 285.
2. Чекуров В.М., Размахнин Е.П., Козлов В.Е. Новые подходы к получению пшенично-пырейных гибридов // Повышение эффективности селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений: Докл. и сообш. 8-й генет.-селекц. шк. - Новосибирск. - 2002. - С.447 - 451.
3. Чекуров В.М., Козлов В.Е. Озимая пшеница и эффективное использование агроклиматических ресурсов // Повышение эффективности селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений: Докл. и сообш. 8-й генет.-селекц. шк. - Новосибирск. - 2002. - С.105 - 111.
4. Волков В.Р., Волкова В.В. Октоплоидные и гексаплоидные тритикале на Алтае// Тритикале. Проблемы и перспективы. 1. Генетика и селекция тритикале. - Каменная Степь. - 1976. - т.13. - вып. 1. - С. 110-117.
5. Мухордов Е.Г. Изучение 56- и 42-хромосомных пшенично-ржаных амфидиплоидов в условиях Западной Сибири// Тритикале. Изучение и селекция. - Л.: ВИР. - 1975. - С. 123-132.
6. Волков В.Р. Селекция озимой пшеницы на основе тритикале в условиях лесостепной зоны Алтайского края //Тритикале. Изучение и селекция. - Л.: ВИР. - 1975. - С. 169-174.
7. Zeller F.J. 1B/1R wheat-rye chromosome substitutions and translocations// Proceed. Fourth Internat. Wheat Genet. Symp. -Columbia, Missoury, USA. - 1973. - P. 209-222.
8. D.Mettin D., Bluther W.D., Schlegel R. Additional evidence on spontaneous 1B/1R wheat-rye substitution and translocations// Proc. 4th Intern. Wheat Genet. Symp. - Missoury, USA - 1973. - P. 179 - 184.
9. Bartos P., Valkoun J., Kosner J., et al. Rust resistance of some European wheat cultivars derived from rye // Proceed. Fourth Internat. Wheat Genet. Symp. - Columbia, Missoury, USA. - 1973. - P. 145-146.
10. Driscoll C.J., Jensen N.F. Release of wheat-rye translocation stock involving leaf rust and powdery mildew resistance // Crop. Sci. - 1965. - No. 5. - P. 279 - 280.
11. Н. В. Трубачеева, Л. П. Россеева, И. А. Белан и др., Особенности сортов яровой мягкой пшеницы Западной Сибири, несущих пшенично-ржаную транслокацию 1rs.1bl// Генетика - 2011. - т. 47. - № 1 - с. 18-24.
UTILIZATION OF DISTANT HYBRIDIZATION FOR DEVELOPMENT OF BREEDING MATERIAL
OF WINTER WHEAT
P.I. Stepochkin, V.I. Ponomarenko, L.A. Pershina, T.S. Osadchaya, N.V. Trubacheeva
Summary. The article presents results of the research on the development and study of breeding material of winter wheat on the basis of the distant hybridization. The step-by-step scheme of variety Novosibirskaya 3 development is provided. It is worth noted that for three years of competitive variety trial it demonstrated the high winter hardiness (70.3 %), being higher than the standard variety Novosibirskaya 32 by 6.6 %. According to the results of cytological analysis of plants of variety Novosibirskaya 3 it was shown the presence of translocation of the short arm of satellite chromosome 1R of rye on the long arm of the chromosome 1B of wheat.
Key words: winter wheat, hybridization.
Рисунок. Ржано-пшеничная хромосомная транслокация 1Я3 / ^ (указано стрелками) у сорта озимой мягкой пшеницы Новосибирская 3.
УДК.633.14: 631.55
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ
Е.И. УТКИНА, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
Л.И. КЕДРОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зав. отделом
М.Г. ШАМОВА, младший научный сотрудник Е.С. ПАРФЕНОВА, младший научный сотрудник
38 --------------------------------------------
НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. В условиях глобального и локального изменения климата появилась необходимость в корректировке ранее отработанных элементов технологии возделывания озимой
— Достижения науки и техники АПК, №6-2012
