Россия
Россия
Россия
УДК 631.527 Селекция растений
УДК 633.11 Пшеница. Triticum ssp.
УДК 633.16 Ячмень. Hordeum sativum Jessen
В статье рассматриваются результаты генетического мониторинга сибирских форм ячменя и селекционного материала по аллельным вариантам блоков гордеинов. Исследования проводились в Красноярском НИИ сельского хозяйства (КНИИСХ) в период с 1988 по 2022 годы. Установленная геногеографическая особенность аллелей гордеинов позволяет при определении соответствия селектируемых форм местным агроэкосистемам и направлениям отбора ориентироваться на характерные (адаптивные) аллели ячменя (для конкретных регионов) и отмеченные по взаимосвязи с определенными хозяйственно-ценными показателями.
ячмень, агроценоз, селекция, генотип, электрофоретические спектры, запасные белки, гордеины, аллели
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. Конарев А.В. Белки семян как маркеры в решении проблем генетических ресурсов растений, селекции и cеменоводства/ А.В. Конарев и др.// Цитология и генетика.- 2000.- Т.34.- №2. – С.91-103. EDN: https://elibrary.ru/YOUHBN
2. Поморцев А.А., Рубанович А.В., Лялина Е.В. Структура и пути формирования полиморфизма гордеинов, контролируемых аллелями гордеин-кодирующих локусов в культурном ячмене (Hordeum vulgare L.) // Генетика. 2021. Т.57. № 5. С.544-556. DOI: https://doi.org/10.31857/S0016675821050088; EDN: https://elibrary.ru/TEIBTT
3. Шевцова Л.Н., Зобова Н.В. Агроэкологическая детерминация ярового ячменя Восточной Сибири по гордеинкодирующим локусам / Л.Н. Шевцова, Н.В. Зобова; под. общ. ред. Н.А. Сурина; Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2008. – 146 с. EDN: https://elibrary.ru/QKZPMB
4. Методика проведения лабораторного сортового контроля по группам сельскохозяйственных растений. – М.:ФНГУ Росинформагротех, 2004. – 96 с.
5. Поморцев А.А., Лялина Е.В. Идентификация и оценка сортовой чистоты семян ячменя методом электрофоретического анализа запасных белков зерна. – М.: Изд-во МСХА, 2003. – 85 с. EDN: https://elibrary.ru/ZEWCJO
