Введение к работе
. Актуальность проблемы. Пшеница является одной из важнейших продовольственных культур и занимает первое место по сумме посевных площадей в нашей стране.
Селекция пшеницы в основном направлена на улучшение следующих признаков: содержание и качество белка в зерне, продуктивность, устойчивость к болезням, вредителям и др (Вавилов, 1935). Данные признаки, однако, существенно зависят от климатических условий в период выращивания растений. Поэтому селекционер для получения информации о свойствах генотипа проводит многократную оценку селекционных форм и на основании биометрического анализе'выделяет среди них лучшие. Однако дифференцировать генотипы, особенно на первых этапах селекционного процесса, когда ведется оценка отдельных растений, очень сложно.
Генетические подходы, в частности, метод генетических маркеров (СереОровский, 1970) могли бы внести существенный вклад в повышение эффективности селекционного процесса, сокращение сроков создания новых сортов, уменьшение объемов полевых испытаний (Созинов, 1985). Широкие возможности в этом отношении открывает исследование полиморфных белковых систем, в частности глиадипа, снирторастворимой фракции запасного белка зерновки пшеницы, у которого выявлен огромный внутривидовой и межвидовой полиморфизм (Созинов, 1985; Metakovsky, 1991). Кодоминантность наследования, стабильность на протяжении многих поколений, отсутствие регуляции экспрессии отдельных генов кластера и посттранслящгонных модификаций у контролируемого белка, сравнительная простота анализа полиморфизма делают аллельные варианты глиадинкодирущих локусов эффективными маркерами генотипа (Metakovsky and Sozinov, 1987, Метаковский, 1990).
К настоящему времени изучен аллэльяый состав глиадинкодирущих локусов в сортах, созданных в Саратове (Метаковский и др., 1987), Шортандах (Метаковский и др., 1988), Зернограде (Метаковский и Копусь, 1991), Югославии
(Metakovsky et al., 1991), Австралии (Matakovsky et al., 1990), ИтаЛИИ (Metakovsky at al., 1994), АНГЛИИ (ЧернаКОВ,
Метаковский, 1994) и Болгарии (Метаковский, не опубликовано). Обнаружено, что сорта, созданные в одном селекционном центре
или стране, как правило, имеют специфический (ограниченный) комплект аллелей глиадинкодируюших локусов. Попыток количественно оценить различие мешду генотипами сортов, созданных в разных странах и регионах, однако, не предпринималось.
Цели и задачи работы. Цель настоящей работы состояла в изучении аллельного состава глиадинкодируицих локусов сортов мягкой пшеницы Западно-Сибирского региона и в выявлении аллелей, которые могли бы быть использованы в селекционном процессе в качестве генетических маркеров хозяйственно-ценных признаков.
Были поставлены и решены следующие задачи:
-
Идентифицированы аллели глиадинкодирупцих локусов в коллекции бывших в районировании, районированных и перспективных сортов мягкой пшеницы Западно-Сибирского региона. Для того, чтобы выявить связь между аллелями глиадинкодирующих локусов и адаптивностью растений, исследованы изменения частоты встречаемости этих аллелей в искусственно созданной популяции генотипов, выращиваемой в течении пяти последовательных лет в условиях северной лесостепи (под Омском).
-
Проведена оценка внутрипопуляционного разнообразия по аллельным вариантам глиадинкодирупцих локусов в 14 группах сортов мягкой пшеницы, созданных в различных странах и регионах, а также степени сходства генотипов сортов, составляющих эти группы.
-
В исследованном колосовом и зерновом материале были выявлены генотипы, несущие спонтанные мутации по глиадинкодирущим локусам. .Оценена частота встречаемости этих мутаций.
Научная новизна работы. Впервые изучен аллельный состав глиадинкодирупцих локусов сортов мягкой пшеницы Западно-Сибирского региона и выявлены наиболее часто встречающиеся аллели. Проведена оценка внутрипопуляционного разнообразия и генетического сходства по аллелям глиадинкодирущих локусов в 14 группах сортов пшеницы, созданных в различных странах и селекционных центрах бывшего СССР. Благодаря использованию в анализе колосового материала, позволяющего дифференцировать мутации, возникшие ранее (унаследованные), от появившихся-в последнем поколении, была
определена частота возникновения спонтанных мутаций в глиадинкодирущих локусах.
Практическая значимость. Установленные генетические формулы глиадина могут служить надежным критерием при определении подлинности зернового материала исследованных сортов. Наиболее часто встречающиеся аллели, выявленные для различных регионов, могут служить генетическими маркерами хозяйственно-ценных количественных признаков при селекции пшеницы в этих регионах, в частности при подборе родительских пар для скрещиваний и проведении отборов на ранних этапах селекционного процесса. Найденные в ходе исследований жизнеспособные мутантные формы мягкой пшеницы могут служить материалом в селекционной работе и теоретических изысканиях.
Апробация работы. Результаты исследования были представлены на v Международном совещании "Gluten Protaina" (Detnoid, Германия) в 19ЭЗг., на научно-техническом совете Сибирского НИИ сельского хозяйства (г.Омск) в 1993г., на межлабораторном семинаре "Молекулярные и клеточные механизмы генетических процессов" Института Общей генетики пм. Н.И.Вавилова РАН в 1994 г, на семинаре "Генетика и селекция ПШеНИЦЫ", проводившемся В Iatituto Sperimentale per la Cerealicoltura (S. Angelo Lodlgiano, Италия) в І993Г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано пять статей, список которых приведен в конце автореферата.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав (обзор литературы, материалы и методы, результаты и- обсуадение), выводов, сшска литературы и приложения. Объем работы - 140 страниц машинописного текста, включая 14 таблиц и 6 рисунков. Сшсок цитируемой литературы состоит из 178 наименований. В приложение вынесены две таблицы.