ІНТРОГРЕСИВНІ ЛІНІЇ – ЦІННИЙ ВИХІДНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ ОЗИМОЇ М’ЯКОЇ ПШЕНИЦІ (TRITICUM AESTIVUM L.)
Ключові слова:
Triticum aestivum L., інтрогресивні лінії, Aegilops tauschii Coss., стійкість до хвороб, продуктивність, вміст білка.Анотація
Тривала селекція озимої пшениці на підвищення урожайності призвела до використання у виробництві генетично однорідних сортів, що спричинило появу нових агресивних рас, частіше виникнення епіфітотій, і, як наслідок – втрату сортами стійкості, погіршення їх урожайних та якісних показників. Розширення генетичної мінливості – запорука подолання цієї ситуації. Одним з ефективних інструментів є інтрогресія у пшеничний геном чужинної генетичної плазми. У СГІ – НЦНС методом віддаленої гібридизації створено низку інтрогресивних ліній пшениці м'якої озимої, оцінка яких за стійкістю до поширених хвороб, продуктивністю, вмістом білка в зерні та створення оригінального вихідного матеріалу для використання в селекційних програмах, є метою даної роботи.
Матеріалом слугували 436 ліній озимої м’якої пшениці переважно з інтрогресіями від жита та Ae. tauschii, а також T. timopheevii, T. dicoccum, T. militinae, Elymus sibiricus L.
Виявлено максимальний рівень стійкості до стеблової іржі серед похідних зразка H74/90-245 та лінії MA1, що пов'язано з наявністю пшенично-житньої транслокації 1BL.1RS. Серед похідних амфіплоїдів за участю Aegilops tauschii такі генотипи майже не траплялись. Визначено, що толерантність інтрогресивних ліній до септоріозу та борошнистої роси має полігенну (комплементарну) природу і є наслідком позитивної трансгресії та походить від мінорних джерел стійкості.
Встановлено високу варіабельність показників продуктивності та вмісту білка в зерні інтрогресивних ліній. Достовірний позитивний зв'язок між урожайністю та стійкістю виявлено у похідних лінії MA1 – зі стійкістю до жовтої (Rsp = 0,54) і стеблової іржі (Rsp = 0,42), у ліній з групи «Інші» – до борошнистої роси (Rsp = 0,70) та жовтої іржі (Rsp = 0,46). Наявність позитивного зв’язку стійкості до видів іржі з накопиченням білка пояснюється наявністю генетичного зчеплення чужинних генів стійкості з детермінантами підвищеного вмісту білка в зерні.
Виділено інтрогресивні лінії з комплексом господарсько цінних ознак (AIL125/03, E212/09, E2792/14-2, AIL341/18, AIL35PH20), які є перспективним вихідним матеріалом для селекції озимої м՚якої пшениці на стійкість до хвороб, продуктивність, якісні показники.
Посилання
Lyfenko, S.Ph., Nakonechnyi, M.Yu. & Nargan, T. P. (2021). Peculiarities of the breeding of bread winter steppe ecotype wheat varieties in connection with climate change in the conditions of Southern Ukraine. Visnyk agrarnoi nauky, 99(3), 53–62. doi: 0.31073/agrovisnyk202103-07 [in Ukrainian].
Lytvynenko, M.A. (2016) 100-year history of the development of bread winter wheat breeding programs. Plant varieties studying and protection, 31(2), 75‒82. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/stopnsr_2016_2_14 [in Ukrainian].
Morgun, B.V. (2016). State and perspectives of wheat-rye translocations use in winter wheat breeding. Plant Physiology and Genetics, 48(4), 324–343. https://www.researchgate.net/publication/331608635 [In Ukrainian].
Highest-wheat-yield. [Electronic resource] – Retrieved from: https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/highest-wheat-yield.
Lyfenko, S.Ph., Yerynyak, M.I. & Nakonechnyi M.Yu. (2016). Methods and results of high-intensive varieties breeding of bread winter wheat in South Ukraine environmental. Zbirnyk naukovykh pratsʹ Selektsiyno-genetychnoho instytutu –Natsionalʹnoho tsentru nasinnyeznavstva ta sortovyvchennya. 27(67). 23–35 [in Ukrainian].
Lytvynenko, M. A. (2016). Creation of varieties of winter bread wheat (Triticum aestivum L.) adapted to climate changes in the south of Ukraine. Zbirnyk naukovykh pratsʹ Selektsiyno-genetychnoho instytutu – Natsionalʹnoho tsentru nasinnyeznavstva ta sortovyvchennya, 27(67), 36–53. Retrieved from: https://old.sgi.in.ua/images/Vidanna_instityty/Zbirnik_naykovih_prac/Arhiv/Zb27672016.pdf [In Ukrainian].
Cucu, M.A., Choudhary, R., Trkulja, V., Garg, S. & Mati´c, S. (2025). Utilizing Environmentally Friendly Techniques for the Sustainable Control of Plant Pathogens: A Review. Agronomy, 15 (1551), 1–47. https://doi.org/10.3390/agronomy15071551
Warburton, M.L., Crossa, L., Franco, J., Kazi, M., Trethowan, R., Rajaram, S., Pfeiffer, W., Zhang, P., Dreisigacker, S. & van Ginkel, M. (2006). Bringing wild relatives back into the family: recovering genetic diversity in CIMMYT improved wheat germplasm. Euphytica, 149(3), 289–301. doi: 10.1007/ s10681-005-9077-0
Morgun, V. V. & Topchij, T. V. (2016). The search for new sources of winter wheat resistance to the main pathogens of fungal diseases. Рlant physiology and genetics, 48(5), 393–400. doi: https://doi.org/10.15407/frg 2016.05.393 [In Ukrainian].
Sharma, S., Schulthess, A. W., Bassi, F.M., Badaeva, E.D., Neumann, K., Graner, A., Özkan, H., Werner, P., Knüpffer, H. & Kilian, B. (2021). Introducing beneficial alleles from plant genetic resources into the wheat germplasm. Biology, 10 (982), 1–38. doi: 10.3390/biology10100982.
Pirko, Ya. V., Kozub, N. O., Rabokon, A. M., Shysha, O.M., Karelov, A.V., Yemets, A., Sozinov, A.O., Sozinova, O.I., Blume Ya. (2024). Markers linked to stem rust resistance genes Sr39 and Sr40 for selecting wheat breeding lines. Cytology and Genetics, 58(6), 525–535. doi: 10.3103/S0095452724060069.
Pirko, Ya. V., Kozub, N. O., Rabokon, A. M., Shysha, O.M., Karelov, A.V., Yemets, A., Sozinov, A.O., Sozinova, O.I. & Blume, Ya. (2024). Markers linked to stem rust resistance genes Sr39 and Sr40 for selecting wheat breeding lines. Cytology and Genetics, 58 (6), 525–535. doi: 10.3103/S0095452724060069.
Kruppa, K., Türkösi, E., Holušová, K., Kalapos, B., Szakacs, E., Cséplő, M., Farkas, A., Ivanizs, L., Szőke-Pázsi, K., Mikó, P., Kovács, P., Gulyás, A., Hidvégi, N., Molnár-Láng, M., Darko, E., Bartoš, J., Gaál, E. & Molnár, I. (2025). Genotyping-by-sequencing uncovers a Thinopyrum 4StS·1J VS S Robertsonian translocation linked to multiple stress tolerances in bread wheat. Theoretical and Applied Genetics,138(1), art. 13, 1–19. doi: 10.1007/s00122-024-04791-x.
Holub, Ye. A., Sauliak, N. I., Vasyliev, O. A., Lytvynenko, M.A., Traskovetska, V.A., Shcherbyna, Z,V., Bushulian, M.A. & Kirchuk Ye.I. (2025). Characteristics of the source material for breeding winter wheat for group resistance to leaf and stem pathogens. Plant Varieties Studying and Protection, 21(1),17–24. doi: 10.21498/2518-1017.21.1.2025.327497.
Bhatta, M., Morgounov, A., Belamkar, V., Poland, J. & Baenziger, S. (2018). Unlocking the novel genetic diversity and population structure of synthetic hexaploid wheat, BMC Genomics, 19, art. 591, 1–12, doi.org/10.1186/s12864-018-4969-2.
Mujeeb-Kazi, A., Gul, A., Farooq, M., Rizwan, S., & Ahmad, I. (2008). Rebirth of synthetic hexaploids with global implications for wheat improvement, Aust. J. Agric. Res., 59(10), 391–398, doi.org/10.1071/AR07226.
Motsnyi I.I., Molodchenkova O.O., Smertenko А.Р., Lytvynenko M.A., Holub Ye.A., Mishchenko L.T. (2020). Development of introgression lines of winter bread wheat with traits of resistance to phytopathogens. Odesa National University Herald. Biology, 25, 2(47), 59–82. https://doi.org/10.18524/2077-1746.2020.2(47).218058 [In Ukrainian].
Motsnyi I. I., Моlоdchenkоvа О. О., Nargan T. P., Nakonechnyi M.Yu., Lyfenko S.P., Fanin J.S., Міshchеnко L.Т. (2022). Assessment of wheat wide hybridization derivatives for agronomic traits and disease resistance in drought conditions. Factors in experimental evolution of organisms. 31, 71–76. https://doi.org/10.7124/FEEO.v31.1487 [In Ukrainian].
Motsnyi I. I., Nargan T. P., Nakonechnyi M. Yu., Lyfenko S. Ph., Моlоdchenkоvа О. О., Shcherbyna Z. V. (2022). The influence of alien genes of resistance to common diseases on agronomic characters of winter bread wheat in the dry conditions of southern Ukraine. Odesa National University Herald. Biology, 27(2), 9–29. doi: 10.18524/2077–1746.2022.2(51).268652 [In Ukrainian].
Rosyara, U., Kishii, M., Payne, T., Sansaloni, C. P., Singh, R. P., Braun, H. J.& Dreisigacker, S. (2019). Genetic contribution of synthetic hexaploid wheat to CIMMYT’s spring bread wheat breeding germplasm. Scientific reports. 9(1), Art. No 12355. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47936-5.
Lukaszewski, A. (2000). Manipulation of the 1BL.1RS translocation in wheat by induced homoelogus recombination. Crop Sci., 40(1), 216–225. doi: 10.2135/cropsci2000.401216x.
Ermantraut, E.R., Hoptsii, T.I., Kalenska, S.M., & Kryvoruchko, R.V. (2014). Methodology of breeding experiment (in crop production). Kharkiv. 225 p. [In Ukrainian].
Babayants, O. V. & Babayants, L. T. (2014). Bases of breeding and methodology of assessments of wheat resistance to pathogens. Odesa : VMV. 401 р. [In Ukrainian].
Kjeldahl, J. (1983). Neue Methode zur Bestimmung des Stickstoffs in organischen Körpern (New method for the determination of nitrogen in organic substances). Zeitschrift für analytische Chemie, 22(1), 366–383. doi: 10.1007/BF01338151.
DSTU 4138-2002 (2003). Crop seeds. Methods of quality determination / Kindruk, M.O., et al., Derzhspozhyvstandart of Ukraine. Kyiv, 17–18. Retrieved from: https://www.studmed.ru/dstu-4138-2002-nasnnya-slskogospodarskih-kultur-metodi-viznachennya-yakost/e073265435f.html [In Ukrainian].
Sokolov, I. D., Checheneva, T. M., Sokolova, O. I., Naumov, S. Yu., & Mostovyi, O.A. (2011). Introduction to biometrics. Luhansk: Elton-2. [In Ukrainian].
McIntosh R.A., Dubcovsky J., Rogers W.J., Morris C. & Xia X.C. Catalogue of gene symbols for wheat: 2017 Supplement. Retrieved from: https://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/ genes/macgene supplement2017.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
