В обзоре приведена история создания современной систематики рода Triticum L., благодаря которой стало возможным исследовать многообразие видов пшениц. Использование молекулярно-биологических, генетических и цитогенетических методов незначительно приблизило тритикологов к созданию естественной классификации рода и оказалось не такой простой задачей, поскольку ученые до сих пор не могут прийти к единому мнению относительно ее объема. К настоящему времени значимым для изучения биоразнообразия и таксономии пшеницы становится метод компьютерного фенотипирования, позволяющий автоматизировать процесс определения видовой принадлежности исследуемых образцов. В статье рассмотрена ретроспектива изучения систематики рода Triticum и обсуждена филогения ее видов, выполнено сравнение полной (отечественной) и редуцированной (западной) систем рода.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
Таксономия растений должна отвечать возможностям применения современного способа обработки информации, среди которых все большую популярность приобретает технология сверточных нейронных сетей (Пронозин и др., 2021). Автоматизированный анализ изображений с помощью нейронных сетей может быть успешно использован для классификации растений по видам, их физиологическому состоянию, наличию симптомов болезней или изменению морфологических параметров при воздействии внешних и внутренних факторов (Gu et al., 2018).
Список литературы
1. Бадаева Е.Д., Шишкина А.А., Гончаров Н.П., Зуев Е.В., Лысенко Н.С., Митрофанова О.П., Драгович А.Ю., Кудрявцев А.М. Эволюция Triticum aethiopicum Jakubz. с позиции хромосомного анализа. Генетика. 2018;54(6):613-628. DOI: 10.7868/S0016675818060048 EDN: XQKNEL
Badaeva E.D., Shishkina A.A., Goncharov N.P., Zuev E.V., Lysenko N.S., Mitrofanova O.P., Dragovich A.Yu. Kudriavtsev A.M. Evolution of Triticum aethiopicum Jakubz. from the position of chromosome analysis. Russ. J. Genet. 2018;54(6):629-642. DOI: 10.1134/S1022795418060029 EDN: VBPBDA
2. Баталин А.Ф. Русские сорта полб. СПб., 1885.
Batalin A.F. Russian Varieties of Spelt. St. Petersburg, 1885 (in Russian).
3. Головнина К.А., Кондратенко Е.Я., Блинов А.Г., Гончаров Н.П. Филогения А-геномов диких и возделываемых видов пшениц. Генетика. 2009;45(11):1540-1547. EDN: KXLBLX
Golovnina K.A., Kondratenko E.Ya., Blinov A.G., Goncharov N.P. Phylogeny of the A-genomes of wild and cultivated wheat species. Russ. J. Genet. 2009;45(11): 1360-1367. DOI: 10.1134/S1022795409110106 EDN: MWXFVL
4. Гончаров Н.П. Сравнительная генетика пшениц и их сородичей. Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. EDN: OUKRVZ
Goncharov N.P. Comparative genetics of wheat and its relatives. Novosibirsk: Sibtrian univ. Publ. House, 2002 (in Russian). EDN: OUKRVZ
5. Гончаров Н.П. Сравнительная генетика пшениц и их сородичей. 2-e изд. Новосибирск: Гео, 2012. EDN: OUKRVZ
Goncharov N.P. Comparative genetics of wheat and its relatives. 2nd edn. Novosibirsk: Geo Publ., 2012 (in Russian). EDN: OUKRVZ
6. Гончаров Н.П. “Не притащенная” наука: институциализация прикладной ботаники в России. Историко-биологические исследования. 2020;12(3):13-31. DOI: 10.24411/2076-8176-2020-13002 EDN: RXAAAO
Goncharov N.P. The “not dragged” science: The institutionalisation of applied botany. Studies in the History of Biology. 2020;12(3):13-31. 10.24411/2076-8176-2020-13002 (in Russian). DOI: 10.24411/2076-8176-2020-13002(inRussian) EDN: RXAAAO
7. Гончаров Н.П., Кондратенко Е.Я. Происхождение, доместикация и эволюция пшениц. Информационный вестник ВОГиС. 2008;12(1-2):159-179. EDN: KNWZEF
Goncharov N.P., Kondratenko E.Ya. Wheat origin, domestication and evolution. VOGIS Information Bulletin. 2008;12(1-2):159-179 (in Russian).
8. Гончаров Н.П., Сормачева И.Д. Доместикация пшениц. Природа. 2014;2:45-53. EDN: SEIDMJ
Goncharov N.P., Sormacheva I.D. Domestication of wheat. Priroda. 2014;2:45-53 (in Russian). EDN: SEIDMJ
9. Гончаров Н.П., Богуславский Р.Л., Орлова Е.А., Белоусова М.Х., Аминов Н.Х., Коновалов А.А., Кондратенко Е.Я., Гультяева Е.И. Устойчивость амфиплоидов пшениц к возбудителю бурой ржавчины. Письма в Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020;6(3):95-106. DOI: 10.18699/Letters2020-6-14 EDN: LPRRAW
Goncharov N.P., Boguslavsky R.L., Orlova E.A., Belousova M.H., Aminov N.H., Konovalov A.A., Kondratenko E.Y., Gultyaeva E.I. Resistance of wheat amphiploids to the causative agent of brown rust. Pisma v Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Letters to Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020;6(3):95-106. 10.18699/Letters2020-6-14 (in Russian). DOI: 10.18699/Letters2020-6-14(inRussian) EDN: LPRRAW
10. Дедкова О.С., Бадаева Е.Д., Митрофанова О.П., Зеленин А.В., Пухальский В.А. Анализ внутривидовой дивергенции гексаплоидной пшеницы Triticum spelta L. с помощью метода дифференциального окрашивания хромосом. Генетика. 2004;40(10):1352-1369. EDN: OTYQOR
Dedkova O.S., Badaeva E.D., Mitrofanova O.P., Zelenin A.V., Pukhalskiy V.A. Analysis of intraspecific divergence of hexaploid wheat Triticum spelta L. by C-banding of chromosomes. Russ. J. Genet. 2004;40(10):1111-1126. DOI 10.1023/B:RUGE.0000044755.18085.7e. EDN: LIHHSX
11. Дорофеев В.Ф. Международный классификатор СЭВ. Род Triticum L. Л.: ВИР, 1984.
Dorofeev V.F. International Classifier of CMEA. Genera Triticum L. Leningrad: VIR Publ., 1984 (in Russian).
12. Дорофеев В.Ф., Филатенко А.А. Новая внутривидовая классификация пшеницы мягкой (Triticum aestivum L.). Научно-технический бюллетень ВИР. 1983;129:60-64.
Dorofeev V.F., Filatenko A.A. New intraspecific classification of common wheat (Triticum aestivum L.). Nauchno-tekhnicheskiy byulleten’ VIR. 1983;129:60-64 (in Russian).
13. Дорофеев В.Ф., Якубцинер М.М., Руденко М.И. Пшеницы мира: Видовой состав, достижения селекции, современные проблемы и исходный материал. Л.: Колос, 1976. EDN: JFJKOW
Dorofeev V.F., Yakubtsiner M.M., Rudenko M.I. Wheat of the world: Species composition, breeding achievements, modern problems and initial material. Leningrad: Kolos Publ., 1976 (in Russian).
14. Жуковский П.М. Новый вид пшеницы. Труды по прикладной ботанике и селекции. 1928;19(2):59-66.
Zhukovsky P.M. A new species of wheat. Trudy po prikladnoy botanike i selektsii. 1928;19(2):59-66 (in Russian).
15. Жуковский П.М. Земледельческая Турция (Азиатская часть - Анатолия). М.; Л.: Сельхозгиз, 1933.
Zhukovsky P.M. Land Turkey (Asiatic part - Anatolia). Moscow; Leningrad: Selkhozgiz Publ., 1933 (in Russian).
16. Зуев Е.В. Внутривидовая классификация пшеницы Петропавловского. Научно-технический бюллетень ВИР. 1992;233:11-12. EDN: ZGMWQX
Zuev E.V. Intraspecific classification of wheat of Petropavlovskii. Nauchno-tekhnicheskiy byulleten’ VIR. 1992;233:11-12 (in Russian).
17. Зуев Е.В., Амри А., Брыкова А.Н. Атлас разнообразия мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по признакам колоса и зерновки. СПб.: ВИР, 2019. EDN: LVSAYJ
Zuev E.V., Amri A., Brykova A.N. Atlas of diversity of common wheat (Triticum aestivum L.) by spikelet and grain traits. St. Petersburg: VIR Publ., 2019 (in Russian).
18. Камасин С.С., Таранухо В.Г. Растениеводство. Хлеба 1-й группы. Горки: БГСХА, 2018.
Kamasin S.S., Taranukho V.G. Plant Growing. Breads of the 1st group. Gorki: BGSKhA Publ., 2018 (in Russian).
19. Крыловецкий А.А., Суходолов Д.М. Распознавание изображений элементов зерновых смесей методами глубокого обучения с использованием библиотек Keras и Tensorflow. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. 2018;2:139-148. DOI: 10.17308/sait.2018.2/1222 EDN: XWPOBF
Krylovetsky A.A., Sukhodolov D.M. Recognition of elements of grain mixture by deep-learning methods using Keras and Tensorflow. Vestnik of Voronezh State University. Series: System analysis and information technologies. 2018;2:139-148. 10.17308/sait.2018.2/1222 (in Russian). DOI: 10.17308/sait.2018.2/1222(inRussian)
20. Кулаева О.А., Матвеева Т.В., Лутова Л.А. Горизонтальный перенос генов от агробактерий к растениям. Экологическая генетика. 2006;4(4):10-19. DOI: 10.17816/ecogen4410-19 EDN: HZNVDP
Kulaeva O.A., Matveeva T.V., Lutova L.A. Horizontal gene transfer from agrobacteria to plants. Ecological Genetics. 2006;4(4):10-19. 10.17816/ecogen4410-19 (in Russian). DOI: 10.17816/ecogen4410-19(inRussian) EDN: HZNVDP
21. Культурная флора СССР. Т. 1. Пшеница. Л.: Колос, 1979.
Cultural flora USSR. V. 1. Wheat. Leningrad: Kolos Publ., 1979 (in Russian).
22. Ляпунова О.А. Селекция твердой пшеницы в Италии. Письма в Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019;5(1):19-34. DOI: 10.18699/Letters2019-5-3 EDN: BHKILC
Lyapunova O.A. Durum wheat breeding in Italy. Pisma v Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Letters to Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;5(1):19-34. 10.18699/Letters2019-5-3 (in Russian). DOI: 10.18699/Letters2019-5-3(inRussian) EDN: BHKILC
23. Манойленко (Рязанская) К.В. А.Ф. Баталин - выдающийся русский ботаник XIX века. Москва; Ленинград: Изд-во АН СССР, 1962.
Manoilenko (Ryazanskaya) K.V. A.F. Batalin - an outstanding Russian botanist of the XIX century. Moscow; Leningrad: USSR Acad. Sci Publ. House, 1962 (in Russian).
24. Меженський В.М. До питання впорядкування українськiх назви рослин. Поiдомлення 12. Назви культур i таксонiв роду Triticum L. Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. Plant varieties studying and protection. 2020;16(2):119-136.
25. Митрофанова О.П. Коллекция пшеницы ВИР: сохранение, изучение, использование. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2007;164:63-79. EDN: UGQZTN
Mitrofanova O.P. VIR wheat collection: conservation, studying, using. Trudy po prikladnoy botanike, genetike i selektsii. 2007;164:63-79 (in Russian). EDN: UGQZTN
26. Определитель разновидностей мягкой и твердой пшениц. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009.
Manual book of common and hard wheat varieties. Novosibirsk: SB RAS Publ. House, 2009 (in Russian).
27. Пронозин А.Ю., Паулиш А.А., Заварзин Е.А., Приходько А.Ю., Прохошин Н.М., Кручинина Ю.В., Гончаров Н.П., Комышев Е.Г., Генаев М.А. Автоматическое фенотипирование морфологии колоса тетра- и гексаплоидных видов пшеницы методами компьютерного зрения. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(1):71-81. DOI: 10.18699/VJ21.009 EDN: EXBWHL
Pronozin A.Yu., Paulish A.A., Zavarzin E.A., Prikhodko A.Yu., Prokhoshin N.M., Kruchinina Y.V., Goncharov N.P., Komyshev E.G., Genaev M.A. Automatic phenotyping of ear morphology of tetra- and hexaploid wheat species by computer vision methods. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2021;25(1):71-81. 10.18699/VJ21.009 (in Russian). DOI: 10.18699/VJ21.009(inRussian) EDN: EXBWHL
28. Родионов А.В., Шнеер В.С., Гнутиков А.А., Носов Н.Н., Пунина Е.О., Журбенко П.М., Лоскутов И.Г., Муравенко О.В. Диалектика видов: от исходного единообразия, через максимально возможное разнообразие к конечному единообразию. Ботанический журнал. 2020;105(9):835-853. DOI: 10.31857/S0006813620070091 EDN: LIBYIF
Rodionov A.V., Schneer V.S., Gnutikov A.A., Nosov N.N., Punina E.O., Zhurbenko P.M., Loskutov I.G., Muravenko O.V. Species dialectics: from initial uniformity, through the greatest possible diversity to ultimate uniformity. Botanicheskii Zhurnal. 2020;105(9):835-853. 10.31857/S0006813620070091 (in Russian). DOI: 10.31857/S0006813620070091(inRussian) EDN: LIBYIF
29. Синская Е.Н. Историческая география культурной флоры. На заре земледелия. Л.: Колос, 1969.
Sinskaya E.N. Historical Geography of Cultural Flora. At the Dawn of Agriculture. Leningrad: Kolos Publ., 1969 (in Russian).
30. Фляксбергер К.А. Определитель разновидностей настоящих хлебов по Кëрнике. Труды Бюро по прикладной ботанике. 1908;1(3/4):95-137.
Flaxberger K.A. Determinator of varieties of true breads according to Körnike. Trudy Byuro po prikladnoy botanike. 1908;1(3/4):95-137 (in Russian).
31. Фляксбергер K.A. Хлебные злаки. Пшеница. М.; Л.: Государственное издательство колхозной и совхозной литературы, 1935.
Flaxberger K.A. Bread cereals. Wheat. Moscow; Leningrad: Gosudarstvennoye izdatel’stvo kolkhoznoy i sovkhoznoy literatury, 1935 (in Russian).
32. Фляксбергер К.А. Пшеница. Определитель настоящих хлебов (Пшеница, рожь, ячмень, овес). М.; Л.: Государственное издательство колхозной и совхозной литературы, 1939.
Flaxberger K.A. Wheat. Maual book of true breads (Wheat, rye, barley, oats). Moscow; Leningrad: Gosudarstvennoye izdatel’stvo kolkhoznoy i sovkhoznoy literatury, 1939 (in Russian).
33. Цвелев Н.Н. Злаки СССР. Л.: Наука, 1976. EDN: SGVBGR
Tsvelev N.N. Grasses of the USSR. Leningrad: Nauka Publ., 1976 (in Russian).
34. Цвелев Н.Н., Пробатова Н.С. Злаки России. М.: Т-во научных изданий КМК, 2019.
Tzvelev N.N., Probatova N.S. Grasses of Russia. Moscow: KMK Sci. Press Publ., 2019 (in Russian).
35. Шипунов А.Б. Основы теории систематики. М.: Диалог-МГУ, 1999.
Shipunov A.B. Fundamentals of Systematics Theory. Moscow: Dialog-MSU Publ., 1999 (in Russian).
36. Шлиппе П. История фирмы Вильморен. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1929-30;22(5):571-623.
Shlippe P. The history of the Vilmorin сompany. Trudy po prikladnoi botanike, genetike i selektsii. 1929-30;22(5):571-623 (in Russian).
37. Якубцинер М.М. Новые виды пшеницы. Вестник сельскохозяйственной науки. 1959;12:29-41.
Yakubtsiner M.M. New species of wheat. Vestnik sel’skokhozyaystvennoy nauki. 1959;12:29-41 (in Russian).
38. Alefeld F. Landwirtschaftliche Flora: oder Die nutzbaren kultivierten Garten- und Feldgewächse Mitteleuropa‘s in allen ihren wilden und Kulturvarietäten für Landwirte, Gärtner, Gartenfreunde und Botaniker insbesondere für landwirtschaftliche Lehranstalten. Berlin: Wiegandt & Hempel, 1866.
39. Badaeva E.D., Keilwagen J., Knüpffer H., Waßermann L., Dedkova O.S., Mitrofanova O.P., Kovaleva O.N., Liapunova O.A., Pukhalskiy V.A., Özkan H., Graner A., Willcox G., Kilian B. Chromosomal passports provide new insights into diffusion of emmer wheat. PLoS One. 2015;10(5):e0128556. DOI: 10.1371/journal.pone.0128556 EDN: UEWNLJ
40. Börner A., Khlestkina E.K. Ex-situ genebanks-seed treasure chambers for the future. Russ. J. Genet. 2019;55(11):1299-1305. DOI: 10.1134/S1022795419110036 EDN: PYPWOL
41. Bowden W.M. The taxonomy and nomenclature of the wheat, barley, and rye and their wild relatives. Canad. J. Bot. 1959;37(4):657-684. DOI: 10.1139/b59-053
42. Buerkert A., Hammer K., Oryakhail M., Filatenko A.A. Cultivation and taxonomic classification of wheat landraces in the upper Panjsher valley of Afghanistan after 23 years of war. Genet. Resour. Crop Evol. 2006;53:91-97. DOI: 10.1007/s10722-004-0717-3 EDN: LJYYHJ
43. Caligari P. Foreword to John Percival’s Aegilops species. Wheat taxonomy: the legacy of John Percival. The Linnean: special issue. 2001. Spec.iisue 3:185-190.
44. Charmet G. Wheat domestication: lessons for the future. C. R. Biol. 2011;334(3):212-220. DOI: 10.1016/j.crvi.2010.12.013
45. Cho J. Transposon-derived non-coding RNAs and their function in plants. Front. Plant Sci. 2018;9:600. DOI: 10.3389/fpls.2018.00600
46. Cobb N.A. Seed wheat: an investigation and discussion of the relative value of the seeds of large plump and small-shriveled grains. Sydney: W.A. Gullick, Government Printer, 1903.
47. Danilova T.V., Akhunova A.R., Akhunov E.D., Friebe B., Gill B.S. Major structural genomic alterations can be associated with hybrid speciation in Aegilops markgrafii (Triticeae). Plant J. 2017;92(2):317-330. DOI: 10.1111/tpj.13657 EDN: YHBTLS
48. Draper S.R., Travis A.J. Preliminary observations with a computer based system for analysis of the shape of seeds and vegetative structures. J. Natl. Inst. Agric. Bot. 1984;16:387-395.
49. Eig A. Monographisch kritische Ubersicht der Gattung Aegilops. In: Repertorium specierum novarum regni vegetabilis, Beihefte. Berlin, 1929;55:1-228.
50. Feldman M. Origin of Cultivated Wheat. In: Bonjean A.P., Angus W.J. (Eds.). The World Wheat Book: A History of Wheat Breeding. London: Intercept Ltd., 2001;3-56.
51. Garland-Campbell K.A. Club Wheat - A Review of Club Wheat History, Improvement, and Spike Characteristics in Wheat. In: Goldman I. (Ed.). Plant Breeding Reviews. Ch. 7. 2023;46:421-465. DOI: 10.1002/9781119874157.ch7
52. Genaev M.F., Komyshev E.G., Kruchinina Y.V., Goncharov N.P., Afonnikov D.A., Smirnov N.V. Morphometry of the wheat spike by analyzing 2D images. Agronomy. 2019;9(7):390. DOI: 10.3390/agronomy9070390 EDN: DVQDFL
53. Gesner K. Enchiridion Historiae Plantarum. Switzerland, 1541 (цит. по: Heinrich Zoller, Martin Steinmann (ed.)) Golovnina K.A., Glushkov S.A., Blinov A.G., Goncharov N.P., Mayorov V.I., Adkison L.R. Molecular phylogeny of the genus Triticum L. Plant Syst. Evol. 2007;264:195-216. DOI: 10.1007/s00606-006-0478-x
54. Goncharov N.P. Comparative-genetic analysis - a base for wheat taxonomy. Czech J. Genet. Plant Breed. 2005a;41(Spec. Is.):52-55.
55. Goncharov N.P. Genus Triticum L. taxonomy: the present and the future. Plant Syst. Evol. 2011;295:1-11. DOI: 10.1007/s00606-011-0480-9 EDN: OHWCUJ
56. Goncharov N.P., Gaidalenok R.F. Chromosomal location of genescontrolling sphaerical grains and compact spike in Triticum antiquorum Heer ex Udacz. Russ. J. Genet. 2005b;41(11):1262-1267. DOI: 10.1007/s11177-005-0227-1 EDN: KFNPLN
57. Goncharov N.P., Kawahara T., Bannikova S.V. Wheat artificial amphiploids involving the Triticum timopheevii genome: their studies, preservation and reproduction. Genet. Resour. Crop Evol. 2007;54:1507-1514. DOI: 10.1007/s10722-006-9141-1 EDN: LKLAMF
58. Goncharov N.P., Golovnina K.A., Kilian B., Glushkov S., Blinov A., Shumny V.K. Evolutionary History of Wheats - the Main Cereal of Mankind. In: Dobretsov N., Kolchanov N., Rozanov A., Zavarzin G. (Eds.). Biosphere Origin and Evolution. Boston, MA: Springer, 2008;407-419. DOI: 10.1007/978-0-387-68656-1_29 EDN: SLKKTV
59. Goncharov N.P., Golovnina K.A., Kondratenko E.Ya. Taxonomy and molecular phylogeny of natural and artificial wheat species. Breed. Sci. 2009;59(5):492-498. DOI: 10.1270/jsbbs.59.492 EDN: MXCFHF
60. Gordeeva E.I., Badaeva E.D., Adonina I.G., Khlestkina E.K., Shoeva O.Yu. Marker-based development of wheat near-isogenicand substitution lines with high anthocyanin content in grains. In: Plant Genetics, Genomics, Bioinformatics, and Biotechnology (PlantGen2019): The Fifth International Scientific Conference (June 24-29, 2019, Novosibirsk, Russia). Novosibirsk: ICG SB RAS, 2019;82. DOI: 10.18699/Plant-Gen2019-064 EDN: XJZKNS
61. Gu J., Wang Z., Kuen J., Ma L., Shahroudy A., Shuai B., Liu T., Wang X., Wang G., Cai J., Chen T. Recent advances in convolutional neural networks. Pattern Recognit. 2018;77:354-377. DOI: 10.1016/j.patcog.2017.10.013 EDN: YDRZXN
62. Gökgöl M. Über die Genzentrentheorie und den Ursprung der Weizen. Zeitschr. Pflanzenzücht. 1941;23:562-578.
63. Gökgöl M. Buğdaylarin tasnif Anahtari. Ziraat Vekâleti Neşriyet ve Haberlesme Müdürlűgű. 1955;716:172.
64. Gökgöl M. Die iranischen Weizen. Zeitschr. Pflanzenzücht. 1961;45(3/4):315-323.
65. Hammer K., Filatenko A.A., Pistrick K. Taxonomic remarks on Triticum L. and ×Triticosecale Wittm. Genet. Resour. Crop Evol. 2011;58:3-10. DOI: 10.1007/s10722-010-9590-4 EDN: OAPWJJ
66. Harz C.O. Landwirtschaftliche Samenkunde. Berlin: Parey, 1885.
67. Host N.T. Icones et Descriptiones Graminum Austriacorum. Vindobonae: A. Schmidt, 1801. DOI: 10.5962/bhl.title.507
68. Howard A., Howard G. Note on immune wheats. J. Agric. Sci. 1907;2(3):278-280. DOI: 10.1017/S0021859600000575
69. Howard A. The economic significance of natural cross-fertilization in India. (India. Dept. of agriculture. Memoirs. Botanical series, vol. III, no. 6). Calcutta; London: Thacker, Spink & Co., 1910.
70. Jakubziner M.M. New wheat species. In: Jenkins B.P. (Ed.). Proceedings 1st International Wheat Genetics Symposium. August 11-15, 1958 in Winnipeg, Canada. Winnipeg: University of Manitoba, 1959;207-217.
71. Jiang J., Gill B.S. Different species-specific chromosome translocations in Triticum timopheevii and T. turgidum support diphyletic origin of polyploid wheats. Chromosome Res. 1994;2(1):59-64. DOI: 10.1007/BF01539455 EDN: XPNEIB
72. Keefe P.D., Draper S.R. The measurement of new characters for cultivar identification in wheat using machine vision. Seed Sci. Technol. 1986;14:715-724.
73. Kihara H. Cytologische und genetische Studien bei wichtigen Getreidearten mit besonderer Rucksicht auf das Verhalten der Chromosomen und die Sterilität in den Bastarde. In: Memoirs of the College of Science, Kyoto Imperial University. Ser. B. Kyoto: College of Science, Kyoto Imperial University, 1924;1(1):1-200.
74. Kihara H. Substitution of nucleus and its effects on genome manifestation. Cytologia. 1951;16(2):177-193. DOI: 10.1508/cytologia.16.177
75. Konovalov F.A., Goncharov N.P., Goryunova S., Shaturova A., Proshlyakova T., Kudryavtsev A. Molecular markers based on LTR retrotransposons BARE-1 and Jeli uncover different strata of evolutionary relationships in diploid wheat. Mol. Genet. Genomics. 2010;283:551-563. DOI: 10.1007/s00438-010-0539-2 EDN: ROAWSN
76. Körnike F., Werner H. Der Weizen. In: Hundbuch des Getreidebaus. Berlin: Verlag von Paul Parey. 1885;22-114.
77. Lack H.W., van Slageren M. The discovery, typification and rediscovery of wild emmer wheat, Triticum turgidum subsp. dicoccoides (Poaceae). Willdenowia. 2020;50(2):207-216. DOI: 10.3372/wi.50.50206 EDN: ZWHOEB
78. Lai F.S., Zayas I., Pomeranz Y. Application of pattern recognition techniques in the analysis of cereal grains. Cereal Chem. 1986;63(2):168-172.
79. Lamarck J.-B. Flore Françoise ou descriptions succinctes de toutes les plantes qui croissent naturellement en France, disposées selon une nouvelle méthode d’analyse, et précédées par un exposé des principes élémentaires de la botanique, Augustin-Pyramus de Candolle. Paris: Agasse, 1795.
80. Lev-Mirom Y., Distelfeld A. Where was wheat domesticated? Nat. Plants. 2023;9(8):1201-1202. DOI: 10.1038/s41477-023-01467-0 EDN: FEYYNE
81. Levy A.A., Feldman M. Evolution and origin of bread wheat. Plant Cell. 2022;34(7):2549-2567. DOI: 10.1093/plcell/koac130 EDN: TJWGWA
82. Linnaeus C. Species plantarum, exhibentes plantas rite cognitas, ad genera relates, cum differentiis specificus, nominibus trivialibus, synonymis selectis, locis natalibus, secundum systema sexuale digestas. Holmiae: Impensis Laurentii Salvii, 1753.
83. MacKey J. The taxonomy of hexaploid wheat. Svensk Bot. Tidskr. 1954;48:579-590.
84. MacKey J. Wheat, its concept, evolution and taxonomy. In: Durum Wheat Breeding: Current Approaches and Future Strategies. New York: Haworth Press, 2005;1:3-62.
85. Mansfeld R. Das morphologische System des Saatweizens, Triticum aestivum s.l. Der Züchter. 1951;21:41-60. DOI: 10.1007/BF00710527
86. Percival J. The wheat plant: A monograph. London: Duckworth and Co., 1921. DOI: 10.5962/bhl.title.17154
87. Rivera D., Ferrer-Gallego P., Obón C., Alcaraz F., Alcaraz F., Valera J., Goncharov N.P., Laguna E., Kislev M. Fossil or non-fossil? A best-practice guide for archaeobotanical taxa. Taxon. 2023. DOI: 10.1002/tax.13029 EDN: CCCBFG
88. Shaw W.E. Machine vision for detecting defects on fruit and vegetables. In: Food Processing Automation Proceedings of the 1990 conference (May 6-8, 1990, Lexington, Kentucky). St. Joseph, MI: ASAE, 1990;50-59.
89. Trifonova A.A., Dedova L.V., Kudryavtsev A.M., Zuev E.V., Goncharov N.P. Comparative analysis of the gene pool structure of Triticum aethiopicum wheat accessions conserved ex situ and recollected in field after 85 year later. Biodivers. Conserv. 2021;30(2):329-342. DOI: 10.1007/s10531-020-02091-6 EDN: TSSPPM
90. Tillet R.D. Image analysis for agricultural processes: A review of potential opportunities. J. Agric. Eng. Res. 1991;50:247-258. DOI: 10.1016/S0021-8634(05)80018-6
91. Tsunewaki K., Ogihara Y. The molecular basis of genetic diversity among cytoplasms of Triticum and Aegilops species. II. On the origin of polyploid wheat cytoplasms as suggested by chloroplast DNA restriction fragment patterns. Genetics. 1983;104(1):155-171. DOI: 10.1093/genetics/104.1.155
92. van Slageren M. Wild wheats: a monograph of Aegilops L. and Amblyopyrum (Jaub. et Spach) Eig (Poaceae). Wageningen & ICARDA, Aleppo, Syria: Wageningen Agricultural University, 1994.
93. van Slageren M., Payne T. Concepts and nomenclature of the farro wheats, with special reference to emmer, Triticum turgidum subsp. dicoccum (Poaceae). Kew Bull. 2013;68:477-494. DOI: 10.1007/s12225-013-9459-8 EDN: RHYEMF
94. Vavilova V., Konopatskaia I., Blinov A.G., Kondratenko E.Ya., Kruchinina Y.V., Goncharov N.P. Genetic variability of spelt factor gene in Triticum and Aegilops species. BMC Plant Biol. 2020;20(Suppl. 1):310. DOI: 10.1186/s12870-020-02536-8 EDN: CDWVKK
95. Villars D. Histoire des plantes de Dauphiné. V. 2. Grenoble; Lyon; Paris, 1787.
96. Waines J.G., Barnhart D. Constraints to germplasm evaluation. In: Wheat Genetic Resources: Meeting Diverse Needs. Chichester, U.K.: John Wiley, 1990;103-110.
97. Wigger W.D., Paulsen M.R., Litchfield J.B., Sinclair J.B. Classification of fungal-damaged soybeans using color-image processing. ASAE Paper No. 88-3053. St. Joseph, MI: ASAE, 1988.
98. Zayas I., Pomeranz Y., Lai F.S. Discrimination between Arthur and Arcan wheats by image analysis. Cereal Chem. 1985;62(6):478-480.
99. Zayas I., Lai F.S., Pomeranz Y. Discrimination between wheat classes and varieties by image analysis. Cereal Chem. 1986;63(1):52-56.
100. Zayas I., Pomeranz Y., Lai F.S. Discrimination of wheat and non-wheat components in grain samples by digital image analysis. Cereal Chem. 1989;66(3):233-237.
101. Zayas I., Converse H., Steele J. Discrimination of whole from broken com kernels with image analysis. Trans. ASAE. 1990;33(5):1642-1646. DOI: 10.13031/2013.31521
Выпуск
Другие статьи выпуска
18 декабря 2023 г. исполняется 125 лет со дня рождения выдающегося советского селекционера, ботаника, генетика академика АН СССР и действительного члена ВАСхНИл Николая Васильевича Цицина. Одного из плеяды блестящих советских ученых, успешно использовавших отдаленную гибридизацию для получения принципиально новых хозяйственно важных форм и сортов. Наряду с И. В. Мичуриным и Г. Д. Карпеченко он заложил основы теории отдаленной гибридизации растений и вместе с Г. К. Мейстером, В. Е. Писаревым, А. И. Державиным, С. М. Верушкиным, В. Н. Лебедевым, А. Ф. Шулындиным и другими отечественными селекционерами стоял у истоков ее практического применения для получения новых хозяйственно важных растений зерновых культур. Работы Н. В. Цицина и его учеников и сотрудников позволили получить принципиально новые ценные межвидовые и межродовые гибриды, закрепив приоритет России в таких исследованиях. Он создал первые в мире коммерческие сорта пшенично-пырейных гибридов, сорт тетраплоидной ветвистоколосой ржи и получил уникальный межродовой гибрид - многолетнюю пшеницу - новый рукотворный вид × Trititrigia cziczinii Tzvelev (син. Triticum × agropyrotriticum Cicin). В декабре 1938 г., к исходу третьего года строительства ВСХВ (ныне ВДНХ РФ, Москва), он был назначен ее директором и успешно справился с ее открытием. Н. В. Цицин завершил вторую попытку создания академического ботанического сада - ГБС АН СССР в Москве. В разное время руководил Сибирским НИИ зернового хозяйства (Омск), Зональным институтом зернового хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны (пос. Немчиновка, Одинцовский р-н, Московская обл.), лабораторией отдаленной гибридизации АН СССР (Москва, позже пос. Октябрьское, Истринский округ, Московская обл.). Участвовал в возобновлении полноценной работы после переподчинения МСХ СССР и перевода в Москву созданной в Ленинграде В. В. Талановым и Н. И. Вавиловым при Всесоюзном институте растениеводства Госсорткомиссии (Госсортсети СССР). Был президентом Международного генетического конгресса (1978, Москва) и председателем Совета ботанических садов СССР.
В данной статье сообщены результаты исследований 2021 г., посвященных пшенично-ржаным амфиплоидам (ПРА), или тритикале, созданным разными способами: скрещиванием мягкой пшеницы с рожью и последующим удвоением числа хромосом (октаплоидные (8 х ) тритикале 8 х TDА и 8 х TDE), выделением дивергентных форм гексаплоидных (6 х ) тритикале из популяций 8 х тритикале, гибридизацией 8 х тритикале с 6 х ПРА, трехступенчатым скрещиванием (гибрид пшеницы × рожь × 6 х ПРА), гибридизацией полбы с 6 х ПРА и внутривидовой гибридизацией. Цель работы - изучение яровых и факультативных форм тритикале, созданных разными способами в СибНИИРС - филиале ИЦиГ СО РАН, по пяти признакам. Октоплоидные пшенично-ржаные формы значительно уступают гексаплоидным по плотности колоса, натуре и продуктивности зерна. Однако вследствие цитогенетической нестабильности 8 х ПРА служат источниками дивергентных гексаплоидных тритикале, которые несут селекционно ценные признаки. Пять изученных дивергентных генотипов 6х тритикале превзошли по изученным признакам исходные 8 х семьи тритикале и не уступили стандарту. Из них 6 х ТDA, выделенная из октаплоидной семьи 8 х ТDA, характеризовалась межфазным периодом «всходы - колошение», не превышавшим 43 сут. Две гексаплоидные формы, созданные скрещиванием полбы с тритикале, имели такой же показатель этого признака, а также натуру зерна, достигавшую 760 г/л. Самый короткий межфазный период «всходы - колошение», 41 день, отмечен у селекционных форм ДТ 182 и ДТ 24, созданных с участием полбы и тритикале, а также у стандарта - сорта Тимур. У них же и самый короткий колос. Октоплоидным по сравнению с гексаплоидными формами тритикале требуется больше времени от всходов до колошения - от 63 до 73 сут. У четырех факультативных тритикале этот период тоже длительный, превышал 62 сут. Из них две полученные из сортов, созданных на основе трехвидовых скрещиваний, обладали более высокой продуктивностью зерна, чем стандарт. Селекционный образец 6 x Сиарс 258, созданный на основе внутривидовой гибридизации, показал не только хорошую натуру, но и самую высокую в опыте продуктивность зерна, достигавшую 689 ± 24 г.
Главная задача селекции мягкой пшеницы - расширение ее разнообразия по генам, определяющим хозяйственно значимые признаки. Важным источником генетического разнообразия служат родственные пшенице культурные и дикие виды злаков. Значительный интерес представляют синтетические амфиплоиды, объединяющие генетический потенциал сразу нескольких видов. В селекции мягкой пшеницы наиболее применимы синтетические гексаплоидные пшеницы, получаемые путем скрещивания различных тетраплоидных пшениц (2 n = 4 х = 28, AABB) c Aegilops tauschii (2 n = 2 х = 14, DD) или последовательным скрещиванием диплоидных доноров геномов А, В и D. В данной работе мы исследовали хромосомный состав и фенотипические особенности линии 1102, полученной от скрещивания гексаплоидной тритикале (2 n = 6 х = 42, BBAARR) и синтетической пшеницы (2 n = 6 х = 42, AADDSS). Эксперимент по выращиванию с яровизацией и без, а также анализ аллельного состава гена VRN-1 позволили установить яровой образ жизни растений линии 1102. Цитогенетический анализ с использованием флуоресцентной гибридизации in situ показал, что кариотип линии не отличается от кариотипа мягкой пшеницы (BBAADD). Сравнительный анализ параметров формы зерна у 103 яровых сортов и линий гексаплоидной пшеницы с применением программы SeedCounter.2.3 показал, что линия 1102 существенно отличается от остальных образцов. Помимо округлой формы зерна для линии 1102 характерен компактный и остистый колос. По признаку «высота растения» ее можно отнести к карликовым или даже малорослым формам. Цитологическая стабильность гексаплоидного генома линии 1102 и ряд отличительных фенотипических особенностей позволяют рекомендовать ее в качестве донора признаков «короткостебельность» и «круглозерность» для селекции мягкой пшеницы.
Одним из научных направлений, которые развивались в Институте цитологии и генетики СО РАН во второй половине XX века, было изучение процессов, протекающих при межвидовой гибридизации. Основная цель отдаленной гибридизации заключается в использовании потенциала дикорастущих и культурных родичей мягкой пшеницы для расширения генетического разнообразия по хозяйственно важным признакам. В рамках данного направления созданы интрогрессивные линии мягкой пшеницы с генетическим материалом тетраплоидного вида Triticum timopheevii. Цель создания таких линий состояла в переносе эффективных генов устойчивости к грибным болезням в генофонд культивируемых сортов яровой мягкой пшеницы. В настоящее время коллекция интрогрессивных линий включает 100 образцов, полученных на основе пяти сортов мягкой пшеницы (Саратовская 29, Скала, Иртышанка 10, Целинная 20 и Новосибирская 67). С использованием интрогрессивных линий проведен ряд фундаментальных и прикладных исследований, посвященных изучению процессов стабилизации гибридного генома, характера хромосомных замещений и транслокаций, картированию генов устойчивости к возбудителям бурой и стеблевой ржавчины, созданию доноров локусов устойчивости к бурой ржавчине и анализу линий по признакам качества зерна. В данном обзоре кратко описаны история создания интрогрессивных линий T. aestivum/T. timopheevii и основные результаты, полученные с их участием.
Издательство
- Издательство
- НИИТПМ
- Регион
- Россия, Новосибирск
- Почтовый адрес
- 630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1, Метро "Золотая нива", Автобус "Молодежная, Кошурникова"
- Юр. адрес
- 630090, г. Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 10
- ФИО
- Рагино Юлия Игоревна (Руководитель)
- Контактный телефон
- +7 (383) 3730981
- Сайт
- https://iimed.ru/