Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
631.527
633.11
633.16
The article discusses the results of genetic monitoring of Siberian forms of barley and breeding material for allelic variants of hordein blocks. The research was carried out at the Krasnoyarsk Research Institute of Agriculture from 1988 to 2022. The established genogeographical feature of hordein alleles allows, when determining the compliance of selected forms with local agroecosystems and selection directions, to focus on the characteristic (adaptive) alleles of barley (for specific regions) and noted for their relationship with certain economically valuable indicators.
barley, agrocenosis, selection, genotype, electrophoretic spectra, storage proteins, hordeins, alleles
Главными факторами, регламентирующими продуктивность агроценозов ярового ячменя, являются погодные условия, почвенные ресурсы и селекционный отбор, базирующийся на природном и создаваемом (изменяемом) человеком генетическом разнообразии ячменя. В настоящее время решение проблемы адаптации в системе растение-среда, обеспечивающей экологическую безопасность и эффективную реализацию биоклиматического потенциала растений, связано с применением генетических маркеров, в том числе полиморфных белковых систем культуры ячменя. Установлен значительный генетический полиморфизм для ячменя по локусам запасного белка – гордеина (Hrd), а также различия частот встречаемости аллелей гордеина у популяций и сортов в зависимости от географического происхождения [1-3]. Отмечается неидентичность адаптивной и селекционной значимости аллелей в зависимости от зоны произрастания [1, 2].
Объектом исследования служили сорта ярового ячменя, допущенных к использованию (районированных) на территории Красноярского края (начиная с 1940 года и до 2023), местные сибирские формы ярового ячменя, не менее 500 образцов селекционных питомников Красноярского НИИСХ, а также около 400 сортообразцов инорайонной селекции, выделенных по комплексу хозяйственных признаков в агроэкологических условиях края.
Электрофорез гордеинов проводился в 13-% крахмальном геле в присутствии 3М мочевины [4]. Электрофоретические спектры записывали в виде генетических формул (Hrd A.B.F.) согласно каталогу блоков компонентов гордеинов [5].
Исследования полиморфизма гордеинов районированных в Красноярском крае сортов ярового ячменя, включая паспортизацию сортов селекции КНИИСХ и их родительских форм, позволили выявить однородные и гетерогенные по аллельному составу гордеинов сорта. По спектрам гордеинов хорошо прослеживается вклад родительских форм в генотип современных сортов. Определены характерные аллели гордеинов (наиболее распространенные) среди сортов селекции КНИИСХ и в группах районированных (и допущенных к использованию) в крае сортов (рис.1).
Рис. 1. Распределение частот встречаемости аллелей Hrd B в группах сортов, районированных и допущенных к использованию в Красноярском крае
Сравнение разных сибирских регионов по внутрипопуляционному разнообразию вариантов гордеинов у местных и современных форм показало уменьшение разнообразия современных сортов как по аллельному составу, так и по числу гетерогенных форм. Выявлены асимметричность географического распределения аллелей гордеинов и полная или частичная утрата современными сортами ряда аллельных вариантов гордеинов (А44, А24).
Анализ сортообразцов селекционных питомников также показал неравномерность частот встречаемости биотипов гордеинов у селекционного материала ярового ячменя, созданного по разным направлениям селекции. Сравнение частот встречаемости аллелей гордеина среди перспективных образцов и браковок выявило аллели гордеинов, которые преимущественно оставались у перспективных линий, а также аллели, которые выбраковывались. Например, в браковки попадают образцы с аллелями А23, В29 и В37.
Таким образом, отмечена изменчивость состава гордеинов сортовых популяций ярового ячменя в пространстве (разные регионы) и во времени (стародавние и современные), связанная с естественным и искусственным отбором. Выявлена возможность повышения продуктивности агроценозов ярового ячменя путем регулирования биотипного состава сортов, а также подбора исходных форм и отбора сортообразцов с ориентацией на аллели гордеинов, характерные для ячменей соответствующих территорий и отмеченных по взаимосвязи с определенными хозяйственно ценными признаками.
1. Konarev A.V. Belki semyan kak markery v reshenii problem geneticheskih resursov rasteniy, selekcii i cemenovodstva/ A.V. Konarev i dr.// Citologiya i genetika.- 2000.- T.34.- №2. – S.91-103. EDN: https://elibrary.ru/YOUHBN
2. Pomorcev A.A., Rubanovich A.V., Lyalina E.V. Struktura i puti formirovaniya polimorfizma gordeinov, kontroliruemyh allelyami gordein-kodiruyuschih lokusov v kul'turnom yachmene (Hordeum vulgare L.) // Genetika. 2021. T.57. № 5. S.544-556. DOI: https://doi.org/10.31857/S0016675821050088; EDN: https://elibrary.ru/TEIBTT
3. Shevcova L.N., Zobova N.V. Agroekologicheskaya determinaciya yarovogo yachmenya Vostochnoy Sibiri po gordeinkodiruyuschim lokusam / L.N. Shevcova, N.V. Zobova; pod. obsch. red. N.A. Surina; Krasnoyar. gos. agrar. un-t. – Krasnoyarsk, 2008. – 146 s. EDN: https://elibrary.ru/QKZPMB
4. Metodika provedeniya laboratornogo sortovogo kontrolya po gruppam sel'skohozyaystvennyh rasteniy. – M.:FNGU Rosinformagroteh, 2004. – 96 s.
5. Pomorcev A.A., Lyalina E.V. Identifikaciya i ocenka sortovoy chistoty semyan yachmenya metodom elektroforeticheskogo analiza zapasnyh belkov zerna. – M.: Izd-vo MSHA, 2003. – 85 s. EDN: https://elibrary.ru/ZEWCJO
