Подбор интрогрессивных линий пшеницы и тритикале по качеству зерна и устойчивости к болезням для использования в органическом земледелии

Изучены 17 интрогрессивных линий и сортов озимой пшеницы и 2 линии озимой тритикале (коллекция Казахского научно-исследовательского института земледелия и растениеводства) для определения возможности их применения в органическом земледелии. Исследования проведены в 2021, 2022 гг. в предгорной зоне юго-востока Республики Казахстан на базе научно-полевого стационара Казахского научно-исследовательского института земледелия и растениеводства. Анализ на содержание генетически модифицированных источников показал отсутствие в пробах регуляторных элементов 35S и NOS. Осуществленная методом ПЦР ДНК-идентификация с целью обнаружения эффективных генов бурой, стеблевой и желтой ржавчины (Lr9, Lr26/Sr31/Yr9, Lr34/Yr18/Sr57, Lr35/Sr39, Sr2, Sr36) позволила выделить четыре образца (1633-40, 1675-170, 1723-11, 2041-7) с ценными генами Lr34/Yr18/Sr57/Pm38 и один образец (1127-7) с генами Lr26/Sr31/Yr9/Pm8. Фитопатологическая оценка устойчивости зерновых культур выполнена на естественном фоне по соответствующим шкалам учета пораженности растений бурой стеблевой и желтой ржавчиной. В результате обнаружены девять устойчивых к двум видам ржавчины (бурая и желтая) образцов с типом реакции R и нулевым процентом поражения (1127-7, 1675-170, 1676, 2005-13, 2041-13, 2046-1, KZ231, Т-409-1, Т-989-1). Стеблевая ржавчина в годы исследований не была зафиксирована. Оценка качества зерна проведена на основании требований соответствующих ГОСТов по следующим параметрам: натура зерна, стекловидность, содержание протеина и клейковины, качество клейковины. Установлено, что все рассматриваемые образцы по показателям стекловидности и содержанию клейковины соответствуют классу сильных пшениц. Выделены образцы с высокими показателями натуры зерна (≥ 800 г/л; 1674-27, 1675-149, 1675-170), содержания белка (≥ 16%; 2041-13, 2005-13, 2041-7, 1716-24, 1675-149, 1127-7, 1633-31, 1717-27, KZ231), качества и количества клейковины (1127-7, KZ231). По итогам комплексной оценки отмечены две линии (1127-7, KZ231), продемонстрировавшие хорошую устойчивость к двум видам ржавчины и высокое качество зерна. Данные линии рекомендованы для использования в органическом земледелии.

1. Таранова Ю.Т., Кинчаров А.И., Демина Е.А., Муллаянова О.С. Источники устойчивости к грибным заболеваниям для селекции яровой мягкой пшеницы // Аграрный научный журнал. 2020. № 12. С. 45–49. DOI:10.28983/asj.y2020i12pp45-49.

2. Rsaliyev A.S., Rsaliyev S.S. Principal approaches and achievements in studying race composition of wheat stem rust // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2018. Vol. 22. N 8. P. 967–977. DOI:10.18699/VJ18.439.

3. Shamanin V., Salina E., Wanyera R., Zelenskiy Y., Olivera P., Morgounov A. Genetic diversity of spring wheat from Kazakhstan and Russia for resistance to stem rust Ug99 // Euphytica. 2016. Vol. 212. N 2. P. 287–296. DOI:10.1007/s10681-016-1769-0.

4. Li A., Liu D., Yang W., Kishii M., Mao L. Synthetic Hexaploid Wheat: Yesterday, Today and Tomorrow // Engineering. 2018. Vol. 4. P. 552–558. DOI:10.1016/j.eng.2018.07.001.

5. Abugaliyeva A.I., Savin T.V. The wheat introgressive form evaluation by grain biochemical and technological properties // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2018. Vol. 22 (3). P. 353–362. DOI:10.18699/VJ18.371.

6. Abugalieva A.I., Savin T.V., Kozhahmetov K.K., Morgounov A.I. Registration of wheat germplasm originating from wide crosses with superior agronomic performance and disease resistance // Journal of Plant Registrations this link is disabled. 2021. Vol. 15. N 1. P. 206–214. DOI:10.1002/plr2.20105.

7. Mago R., Zhang P., Bariana H.S., Verlin D.C., Bansal U.K., Ellis J.G., Dundas I.S. Development of wheat lines carrying stem rust resistance gene Sr39 with reduced Aegilops speltoides chromatin and simple PCR markers for marker-assisted selection // Theoretical and Applied Genetics. 2009. Vol. 119. P. 1441–1450. DOI:10.1007/s00122-009-1146-7.

8. Mago R., Brown-Guedira G., Dreisigacker S., Breen J., Jin Y., Singh R., Appels R., Lagudah E.S., Ellis J., Spielmeyer W. An accurate DNA marker assay for stem rust resistance gene Sr2 in wheat // Theoretical and Applied Genetics. 2011. Vol. 122. P. 735–744. DOI:10.1007/s00122-010-1482-7.

9. Gultyaeva E.I., Orina A.S., Gannibal Ph.B., Mitrofanova O.P., Odintsova I.G., Laikova L.I. The Effectiveness of Molecular Markers for the Identification of Lr28, Lr35, and Lr47 Genes in Common Wheat // Russian Journal of Genetics. 2014. Vol. 50. N 2. P. 131–139. DOI:10.1134/S1022795414020069.

10. Крупнов В.А., Крупнова О.В. Генетическая архитектура содержания белка в зерне пшеницы // Генетика. 2012. Т. 48. № 2. С. 149–159.

11. Mitrofanova O.P., Khakimova A.G. New genetic resources in wheat breeding for an increased grain protein content // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2016. Vol. 20 (4). P. 545–554. DOI:10.18699/VJ16.177.