Научный архив: статьи

12 февраля 2024 г. исполнилось 90 лет выдающемуся советскому и российскому ученому, доктору биологических наук, профессору, академику Российской академии наук Владимиру Константиновичу Шумному. В. К. Шумный - известный ученый в области генетики и генетических основ селекции растений, крупный организатор биологической науки в Сибири. В данной статье кратко описаны основные научные направления и результаты, полученные в отделе генетики растений Института цитологии и генетики СО РАН под руководством В. К. Шумного.

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.