Один из путей ускорения селекционного процесса основан на использовании в качестве исходных генотипов ДГ-линий (гаплоидов с удвоенным числом хромосом). В данной работе приведена характеристика по хозяйственно ценным показателям линии ДГ 48-3, которая изучалась с 2016 по 2022 г. по ускоренной селекционной схеме, начиная с селекционного питомника второго года, затем третьего (дважды) года изучения и конкурсного сортоиспытания. В результате на основе этой линии за шесть лет был создан новый сорт яровой мягкой пшеницы Сигма 5. В 2024 г. сорт включен в Государственный реестр селекционных достижений Российской Федерации по 9, 10 и 11-му регионам. Сорт Сигма 5 среднеспелый, ценный по качеству зерна, характеризуется высокой устойчивостью к листостебельным заболеваниям. Устойчивость к стеблевой ржавчине обеспечивается действием гена Sr31, к бурой ржавчине и мучнистой росе - действием генов Lr и Pm, интрогрессированных от Triticum dicoccoides. Сорт обладает высокой потенциальной продуктивностью: средняя урожайность в КСИ за 2019-2021 гг. составила 5.57 т/га. В годы массового развития ржавчинных заболеваний (2019 и 2020) его урожайность была 5.76 и 6.14 т/га соответственно, что превысило показатель неустойчивого к стеблевой ржавчине сорта-стандарта Дуэт на 3.73 и 4.05 т/га. Новый сорт превосходит сорт-стандарт и по следующим показателям качества зерна: натуре зерна, массе 1000 зерен, содержанию белка и клейковины, силе муки.
Идентификаторы и классификаторы
Пшеница – одна из основных культур в мире, обеспечивающих экономическую и продовольственную безопасность. Широкое распространение мягкой пшеницы обусловлено высокой кормовой и пищевой ценностью зерна, которое востребовано в Российской Федерации (Morgounov et al., 2011). По данным Росстата, в 2023 г. посевные площади яровой мягкой пшеницы в РФ составили 14.1 млн га (https:// www. agroinvestor. ru/companies/a-z/rosstat/). Основные регионы ее возделывания – Поволжье, Урал, Западная и Восточная Сибирь (Амунова и др., 2021). В Омской области под яровой мягкой пшеницей в 2021 г. было занято 1.29 млн га. При этом более 60 % от общих посевов яровой мягкой пшеницы пришлось на сорта селекции ФГБНУ «Омский АНЦ» (Белан и др., 2021).
Список литературы
1. Амунова О.С., Волкова Л.В., Зуев Е.В., Харина А.В. Исходный материал для селекции мягкой яровой пшеницы в условиях Кировской области. Аграр. наука Евро-Северо-Востока. 2021;22(5):661-675. DOI: 10.30766/2072-9081.2021.22.5.661-675 EDN: QALWGK
Akhmanova O.S., Volkova L.V., Zuev E.V., Kharina A.V. Source material for breeding bread spring wheat in the Kirov region. Agrarnaya Nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science of the Euro-North-East. 2021;22(5):661-675. 10.30766/2072-9081.2021.22.5.661-675 (in Russian). DOI: 10.30766/2072-9081.2021.22.5.661-675(inRussian)
2. Баранова О.А., Сибикеев С.Н., Дружин А.Е. Молекулярная идентификация генов устойчивости к стеблевой ржавчине в интрогрессивных линиях яровой мягкой пшеницы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019;23(3):296-303. DOI: 10.18699/VJ19.494 EDN: ZDKMSD
Baranova O.A., Sibikeev S.N., Druzhin A.E. Molecular identification of the stem rust resistance genes in the introgression lines of spring bread wheat. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(3):296-303. 10.18699/VJ19.494 (in Russian). DOI: 10.18699/VJ19.494(inRussian) EDN: ZDKMSD
3. Баранова О.А., Сибикеев С.Н., Конькова Э.А. Анализ устойчивости к стеблевой ржавчине и идентификация Sr-генов у интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы. Труды по прикл. ботанике, генетике и селекции. 2023;184(1):177-186. DOI: 10.30901/2227-8834-2023-1-177-186 EDN: NSNDMC
Baranova O.A., Sibikeev S.N., Konkova E.A. Analysis of resistance to stem rust and identification of Sr-genes in introgressive lines of spring bread wheat. Trudy po Prikladnoy Botanike, Genetike i Selektsii = Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2023;184(1):177-186. 10.30901/2227-8834-2023-1-177-186 (in Russian). DOI: 10.30901/2227-8834-2023-1-177-186(inRussian) EDN: NSNDMC
4. Белан И.А., Блохина Н.П., Валуева Л.Г., Девяткина Э.П., Зыкин В.А., Игнатьева Е.Ю., Ложникова Л.Ф., Мешкова Л.В., Моргунов А.И., Пахотина И.В., Першина Л.А., Поползухин П.В., Россеев В.М., Россеева Л.П., Шепелев С.С., Шумный В.К. Пшеница мягкая яровая Сигма. Патент на селекционное достижение № 7950. 2012 г.
Belan I.A., Blokhina N.P., Valueva L.G., Devyatkina E.P., Zykin V.A., Ignatieva E.Yu., Lozhnikova L.F., Meshkova L.V., Morgunov A.I., Pakhotina I.V., Pershina L.A., Popolzukhin P.V., Rosseev V.M., Rosseeva L.P., Shepelev S.S., Shumny V.K. Bread Spring Wheat Sigma. Patent for a breeding achievement No. 7950. 2012 (in Russian).
5. Белан И.А., Белова Л.И., Девяткина Э.П., Зыкин В.А., Иванов В.В., Исламов М.Н., Кетов А.А., Ложникова Л.Ф., Мешкова Л.В., Немченко В.В., Пахотина И.В., Першина Л.А., Россеев В.М., Россеева Л.П. Пшеница мягкая яровая Уралосибирская 2. Патент на селекционное достижение № 9568. 2018 г.
Belan I.A., Belova L.I., Devyatkina E.P., Zykin V.A., Ivanov V.V., Islamov M.N., Ketov A.A., Lozhnikova L.F., Meshkova L.V., Nemchenko V.V., Pakhotina I.V., Pershina L.A., Rosseev V.M., Rosseeva L.P. Bread Spring Wheat Uralosibirskaya 2. Patent for breeding achievement No. 9568. 2018 (in Russian).
6. Белан И.А., Россеева Л.П., Блохина Н.П., Григорьев Ю.П., Мухин Я.В., Трубачеева Н.В., Першина Л.А. Ресурсный потенциал сортов пшеницы мягкой яровой для условий Западной Сибири и Омской области (аналитический обзор). Аграр. наука Евро-Северо-Востока. 2021;22(4):449-465. DOI: 10.30766/2072-9081.2021.22.4.449-465 EDN: NTNDZB
Belan I.A., Rosseeva L.P., Blokhina N.P., Grigoriev Yu.P., Mukhin Ya.V., Trubacheeva N.V., Pershina L.A. The resource potential of bread spring wheat varieties for the conditions of Western Siberia and the Omsk region (analytical review). Agrarnaya Nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science of the Euro-North-East. 2021;22(4):449-465. 10.30766/2072-9081.2021.22.4.449-465 (in Russian). DOI: 10.30766/2072-9081.2021.22.4.449-465(inRussian)
7. Гультяева Е.И., Шайдаюк Е.Л. Идентификация генов устойчивости к бурой ржавчине у новых российских сортов мягкой пшеницы. Биотехнология и селекция растений. 2021;4(2):15-27. DOI: 10.30901/2658-6266-2021-2-o2 EDN: TUXXWY
Gultyaeva E.I., Shaydayuk E.L. Identification of leaf rust resistance genes in the new Russian varieties of common wheat. Biotehnologiya i Selektsiya Rastenij = Plant Biotechnology and Breeding. 2021;4(2):15-27. 10.30901/2658-6266-2021-2-o2 (in Russian). DOI: 10.30901/2658-6266-2021-2-o2(inRussian) EDN: TUXXWY
8. Гультяева Е.И., Шайдаюк Е.Л., Веселова В.В., Смирнова Р.Е., Зуев Е.В., Хакимова А.Г., Митрофанова О.П. Разнообразие новых российских сортов мягкой пшеницы по генам устойчивости к бурой ржавчине. Труды по прикл. ботанике, генетике и селекции. 2022;183(4):208-218. DOI: 10.30901/2227-8834-2022-4-208-218 EDN: TORIUF
Gultyaeva E.I., Shaidayuk E.L., Veselova V.V., Smirnova R.E., Zuev E.V., Khakimova A.G., Mitrofanova O.P. Diversity of new Russian bread wheat cultivars according to leaf rust resistance genes. Trudy po Prikladnoy Botanike, Genetike i Selektsii = Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2022;183(4):208-218. 10.30901/2227-8834-2022-4-208-218 (in Russian). DOI: 10.30901/2227-8834-2022-4-208-218(inRussian) EDN: TORIUF
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Альянс, 2011. EDN: QLCQEP
Dospekhov B.A. Methodology of Field Experience (with the basics of statistical processing of research results). Moscow: Alliance Publ., 2011 (in Russian). EDN: QLCQEP
10. Дружин А.Е., Сибикеев С.Н., Крупнов В.А. Увеличение генетического разнообразия саратовских пшениц методами интрогрессивной селекции как развитие идей Н.И. Вавилова. Вестн. Саратов. госагроуниверситета. 2012;10:33-38.
Druzhin A.E., Sibikeev S.N., Krupnov V.A. The increased genetic diversity of Saratov bread wheat using introgressive breeding in the development of N.I. Vavilov ideas. Vestnik Saratovskogo Gosagrouniversiteta = Bulletin of the Saratov State Agrarian University. 2012;10:33-38 (in Russian).
11. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 1. Общая часть. М., 1985.
Methodology for State Variety Testing of Agricultural Crops. Iss. 1. General part. Moscow, 1985 (in Russian).
12. Нардин Д.С., Нардина С.А. Анализ использования сортов российской и зарубежной селекции при производстве яровой мягкой пшеницы на территории Омской области. Экономика, предпринимательство и право. 2023;13(12):5817-5830. DOI: 10.18334/epp.13.12.119958 EDN: ZSLORP
Nardin D.S., Nardina S.A. Analysis of the use of varieties of Russian and foreign breeding in the production of spring soft wheat in the Omsk region. Ekonomika, Predprinimatel’stvo i Pravo = Economics, Entrepreneurship and Law. 2023;13(12):5817-5830. 10.18334/epp.13.12.119958 (in Russian). DOI: 10.18334/epp.13.12.119958(inRussian) EDN: ZSLORP
13. Першина Л.А., Белова Л.И., Трубачеева Н.В., Осадчая Т.С., Шумный В.К., Белан И.А., Россеева Л.П., Немченко В.В., Абакумов С.Н. Аллоплазматические рекомбинантные линии (H. vulgare)-T. aestivum с транслокацией 1RS.1BL: исходные генотипы для создания сортов яровой мягкой пшеницы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018;22(5):544-552. DOI: 10.18699/VJ18.393 EDN: UVMXXK
Pershina L.A., Belova L.I., Trubacheeva N.V., Osadchaya T.S., Shumnyj V.K., Belan I.A., Rosseeva L.P., Nemchenko V.V., Abakumov S.N. Alloplasmic recombinant lines (H. vulgare)-T. aestivum with 1RS.1BL translocation: initial genotypes for production of common wheat varieties. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2018;22(5):544-552. DOI: 10.18699/VJ18.393 EDN: UVMXXK
14. Россеева Л.П., Белан И.А., Мешкова Л.В., Блохина Н.П., Ложникова Л.Ф., Осадчая Т.С., Трубачеева Н.В., Першина Л.А. Селекция на устойчивость к стеблевой ржавчине яровой мягкой пшеницы в Западной Сибири. Вестн. Алт. гос. аграр. ун-та. 2017;7(153):5-12. EDN: YSRLVX
Rosseeva L.P., Belan I.A., Meshkova L.V., Blokhina N.P., Lozhnikova L.F., Osadchaya T.S., Trubacheeva N.V., Pershina L.A. Breeding for resistance to stem rust of spring soft wheat in Western Siberia. Vestnik Altayskogo Gosudarstvennogo Agrarnogo Universiteta = Bulletin of the Altai State Agrarian University. 2017;7(153):5-12 (in Russian).
15. Ahmar S., Gill R.A., Jung K.H., Faheem A., Qasim M.U., Mubeen M., Zhou W. Conventional and molecular techniques from simple breeding to speed breeding in crop plants: recent advances and future outlook. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(7):2590. DOI: 10.3390/ijms21072590 EDN: FTVFFY
16. Asad S., Fayyaz M., Munir A., Rattu A.U. Screening of wheat commercial varieties for resistance against powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. tritici) at Kaghan Valley, Pakistan. Pak. J. Phytopathol. 2014;26:7-13.
17. Barkley A., Chumley F.G. A doubled haploid laboratory for Kansas wheat breeding: an economic analysis of biotechnology adoption. Int. Food Agribus. Manag. Rev. 2012;15(2):99-120.
18. Belan I., Rosseeva L., Laikova L., Rosseev V., Pershina L., Trubacheeva N., Morgounov A., Zelenskiy Y. Utilization of new wheat genepool in breeding of spring bread wheat. In: Abstracts of Oral and Poster Presentations of 8th International Wheat Conference. St. Petersburg, 2010;69-70.
19. Hao M., Zhang L., Ning S., Huang L., Yuan Z., Wu B., Yan Z., Dai S., Jiang B., Zheng Y., Liu D. The resurgence of introgression breeding, as exemplified in wheat improvement. Front. Plant Sci. 2020;11:252. DOI: 10.3389/fpls.2020.00252 EDN: RYEYTG
20. Hsam S.L.K., Zeller F.J. Breeding for powdery mildew resistance in common wheat (Triticum aestivum L.). In: The Powdery Mildews. A comprehensive treatise. Minnesota: APSpress, 2002;219-238.
21. Morgounov A., Ablova I., Babayants O., Babayants L., Bespalova L., Khudokormov Zh., Litvinenko N., Shamanin V., Syukov V. Genetic protection of wheat from rusts and development of resistant varieties in Russia and Ukraine. Euphytica. 2011;179:297-311. DOI: 10.1007/s10681-010-0326-5 EDN: OHTDAB
22. Pershina L., Trubacheeva N., Badaeva E., Belan I., Rosseeva L. Study of androgenic plant families of alloplasmic introgression lines (H. vulgare)-T. aestivum and the use of sister DH lines in breeding. Plants. 2020;9(6):764-816. DOI: 10.3390/plants9060764 EDN: USKSWU
23. Peterson R.F., Campbell A.B., Hannah A.E. A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals. Can. J. Res. 1948;26:297-311. DOI: 10.1139/cjr48c-033
24. Servin B., Martin O.C., Mezard M., Hospital F. Toward a theory of marker-assisted pyramiding. Genetics. 2004;168:513-523. DOI: 10.1534/genetics.103.023358
25. Singh N.K., Shepherd K.W., McIntosh R.A. Linkage mapping of genes for resistance to leaf, steam and stripe rust and ω-secalins on the short arm of rye chromosome 1R. Theor. Appl. Genet. 1990;80(5):609-616. DOI: 10.1007/BF00224219 EDN: LQTVMO
26. Slama-Ayed O., Bouhaouel I., Ayed S., De Buyser J., Picard E., Amara H.S. Efficiency of three haplomethods in durum wheat (Triticum turgidum subsp. durum Desf.): isolated microspore culture, gynogenesis and wheat × maize crosses. Czech J. Genet. Plant Breed. 2019;55:101-109. DOI: 10.17221/188/2017-CJGPB
27. Srivastava P., Singh N.B. Accelerated wheat breeding: doubled haploids and rapid generation advance. In: Gosal S., Wani S. (Eds.) Biotechnologies of Crop Improvement. Vol. 1. Springer, 2018;437-461. DOI: 10.1007/978-3-319-78283-6_13
Выпуск
Другие статьи выпуска
В настоящее время необходима замена расходных материалов и реагентов от производителей из США и Евросоюза. В этой работе проводится сравнение наборов для измерения концентрации ДНК методом флюоресценции от производителей из Российской Федерации (Raissol Bio Spectra Q HS) и КНР (Vazyme Equalbit dsDNA HS) с набором производства США (Invitrogen™ Qubit™ dsDNA HS). С использованием данных наборов измерена концентрация ДНК 24 образцов плазмы периферической крови человека. Установлено, что абсолютные значения концентраций ДНК, определенных с помощью трех наборов, имели статистически значимые различия при парных сравнениях. При этом наибольшее медианное значение концентрации ДНК было зафиксировано с применением набора Raissol Bio Spectra Q HS (0.751 нг/мкл) по сравнению с наборами Vazyme Equalbit dsDNA HS (0.498 нг/мкл) и Invitrogen™ Qubit™ dsDNA HS (0.437 нг/мкл). Регрессионный анализ выявил значимые зависимости между концентрациями ДНК, измеренными с помощью различных наборов. Наибольший коэффициент детерминации (R2 = 0.93) был определен при сравнении значений концентраций ДНК, измеренных с использованием наборов Invitrogen: Vazyme. Для оставшихся двух пар, Invitrogen: Raissol и Vazyme: Raissol, коэффициенты детерминации не превышали значения в 0.521. Таким образом, измеренные концентрации ДНК с применением указанных наборов оказались сопоставимы между собой и могут быть пересчитаны относительно друг друга с помощью уравнений регрессии.
В Западно-Сибирском регионе наиболее распространены грибные болезни твердой яровой пшеницы: Puccinia triticina, P. graminis, Erisiphe graminis, Tilletia caries, Ustilago tritici. Сравнительный анализ поражения проведен по сортам Алмаз, Омский рубин, Ангел, Омская янтарная. Выявлено некоторое преимущество сортов Ангел и Омская янтарная по устойчивости к бурой и стеблевой ржавчине, мучнистой росе, пыльной головне. Динамика поражения возбудителями болезней (бурой, стеблевой ржавчиной, мучнистой росой, твердой головней) представлена на примере сортов Алмаз за 1981-2022 гг. и Омский рубин за 1984-2022 гг. Динамика поражения возбудителем пыльной головни для этих же сортов представлена за 1981-2012 и1984-2012 гг. соответственно. Прослеживаются тенденции увеличения поражения бурой и стеблевой ржавчиной, мучнистой росой и снижения - твердой головней. Выявлена отрицательная связь развития возбудителя бурой ржавчины с температурой июня и суммой активных температур. С осадками и гидротермическим коэффициентом (ГТК) отмечена положительная корреляция в июне только в первой декаде, отрицательная - с температурой первой декады июля и второй декады августа. Зависимость проявления стеблевой ржавчины от метеорологических факторов наблюдалась в основном в июле: положительная корреляция - с осадками, относительной влажностью воздуха и ГТК, отрицательная - с суммой эффективных температур. В августе связь с температурой воздуха и суммой температур становится положительной, а с относительной влажностью воздуха - отрицательной со второй декады. Поражение твердой головней определяется метеорологическими условиями в мае. Обнаружена отрицательная корреляция между степенью поражения и температурой воздуха и суммой активных температур, проявляющаяся в третьей декаде мая. По пыльной головне в мае (третья декада) отмечена положительная связь с температурой воздуха и отрицательная - с относительной влажностью. В июне связь с температурой отрицательная, особенно во второй декаде, и положительная - с относительной влажностью воздуха и ГТК. В первой декаде июля (стадия колошения) связь с температурой воздуха становится положительной, а с относительной влажностью воздуха - отрицательной. Мучнистая роса в сильной степени зависит в июне от осадков и относительной влажности воздуха. В июле отрицательная связь наблюдалась с температурой воздуха и суммой эффективных температур. В августе отмечена слабая положительная связь с осадками, ГТК и отрицательная - с суммой эффективных температур. Изменения климатических условий в южной лесостепи Омской области в некоторой степени повлияли на снижение развития твердой головни пшеницы и на рост поражения мучнистой росой, бурой и стеблевой ржавчиной, пыльной головней.
Генетические основы устойчивости мягкой пшеницы Нечерноземной зоны к возбудителю стеблевой ржавчины пшеницы, Puccinia graminis f. sp. tritici, обусловлены генами, экспрессирующими возрастной тип устойчивости, ценность которых состоит в долгосрочной защите от популяции патогена, представленной различными по вирулентности клонами гриба. В пяти сортах яровой и трех сортах озимой пшеницы, включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, по Центральному региону РФ, с помощью метода ПЦР-анализа определены гены возрастной устойчивости к P. graminis f. sp. tritici: Sr2, Sr15, Sr22, Sr23 и Sr57. В генотипах трех сортов озимой мягкой пшеницы обнаружен ген возрастной устойчивости Sr23, сцепленный с геном устойчивости к бурой ржавчине Lr16, который встречается в селекционном материале мягкой яровой пшеницы Западной Сибири, обеспечивая эффективную защиту от ржавчинных болезней. В образцах яровой пшеницы найдены по одному-двум генам устойчивости: Sr2, Sr15, Sr22, Sr57. Фитопатологическая оценка материала в полевых условиях в сравнении со стандартами восприимчивости и устойчивости подтверждает, что сорта озимой мягкой пшеницы Московская 40, Немчиновская 24, Немчиновская 85, Сударыня, Злата, Каменка, Любава и яровой мягкой пшеницы Экада обладают качествами, способствующими получению более высокого урожая.
Козлятник широко используется в качестве лекарственного растения и на корм скоту, в биологическом земледелии и для получения биогаза. К настоящему времени в России создано 18 высокопродуктивных сортов козлятника восточного ( Galega orientalis Lam.). Активная селекционная работа продолжается, однако отсутствуют надежные методы определения сортовой и видовой принадлежности. Цель наших исследований состояла в изучении потенциала SRAP-маркеров и метода рестрикционного анализа спейсера trnH-psbA для ДНК-идентификации сортов и видов рода Galega. Исследования по оценке меж- и внутрисортового генетического полиморфизма проведены на выборке из российских сортов козлятника восточного, включенных в Госреестр селекционных достижений Российской Федерации. С использованием восьми комбинаций SRAP-праймеров получены 283 фрагмента амплифицированной ДНК, из которых 105 (37.1 %) оказались полиморфными. Эффективное число аллелей в среднем равнялось 1.37, показатель информационного содержания (PIC) - 0.787; средние значения индексов генетического разнообразия по Нею (He) и Шеннона (I) составили соответственно 0.25 и 0.41. Кластеризация образцов методом главных координат разделила их на три группы в зависимости от происхождения и хозяйственного назначения при возделывании в различных регионах. Для сортов Вест и Юбиляр, выделившихся уникальными, сортоспецифичными ампликонами, разработаны ДНК-паспорта. При амплификации с использованием практически всех комбинаций SRAP-праймеров выявлены существенные отличия в ДНК-профиле сорта Еля-Ты в сравнении с другими изучаемыми образцами. Для уточнения видовой принадлежности данного сорта был применен метод рестрикционного анализа ДНК-баркода trnH-psbA. Результаты исследования показали, что SRAP-маркеры можно успешно использовать для оценки генетического разнообразия и сортовой ДНК-идентификации козлятника восточного. Метод рестрикционного анализа спейсеров хлоропластной ДНК является эффективным подходом для различения видов в составе рода Galega.
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/