Введение к работе
- 1 -Актуальность проблеми. Пшеница, будучи основным сырьем пше-вой (хлебопекарной, макаронной и др.) и кормовой промышленности, является важнейшей зерновой культурой, возделываемой в Казахстане. Поэтому весьма актуальным остается создание новых сортов пшеницы с високим потенциалом продуктивности и качества. Определенные трусости селекционного процесса обусловлены, главным образом, полкгекнсй природой большинства хозяйственно-ценных признаков и зависимостью степени их выражения ОТ ИЗМЄНЧЙВОСТИ условий окружающей среда. Это создает проблема при подборе пар для гибридизации и отборе лучших генотипов из гибридных популяций и при создании нових Форм г сортов растения.
Благодаря разрабогаг и развитию современных методов разделения и идентификации белков обнаружен совершенно новый вид генетических маркеров - полиморфные белковые системы, обладающие стабильным компонентным составом, несмотря на изменения внешних условий.
Являясь первичными продуктами экспрессии-генов, сни позволяют получить надежную информацию о генотипе. Изучение белков Ферментной и неферментной природа помогает развивать исследования к области теоретических основ селекции культурных растений: в изучении структурно-функциональной организации генома, при идентификации сортов, линий и гибридов, при решении проблем, связзкшх с эффективным подбором пар для гибридизации и отбором ценных генотипов, сокращении сроков создания новых форм, в том числе обладающих генотипами с необходимым комплексом признаков и свойств.
Однако, имевшаяся информация о генетическом контроле, уров
не изменчивости, характере наследования белков, особенна фермен
тной природа, пока недостаточна и неполна. Более того, для успе
шного эффективного развития селекционных работ необходим поиск
неслучайных ассоциаций между количественными и биохимическими
признаками, что позволяет на основе четких и надежных генетиче
ских маркеров проводить отбор генотипов и улучшение хозяйствен
но -пенных признаков. -,
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось изучеот.е полиморфных белковых систем пшеницы и шявление возможностей их использования в качестве маркеров генетических систем и хозяйственно ценных признаков.
В связи с этим основными задачами работы явились:
- г -
1. Изучение полиморфизма ферментных систем катодной пероксидазы
(PRX), алкоголъдегидрогеназы <АШ), эстеразы (est), кислой фос
фатази (АСРН), а-амдлазы (а-АМУ) и малатдегидрогеназы (мт>н) мяг
кой пшеницы. Изучение частоты встречаемости и ареалов распро
странения аллелей соответствующих энзимкодируодих локусов.
'2. Изучение характера наследования и генетического контроля полиморфных фермеНТНЫХ СИСТеМ PRX, OPD, EST И АСРН.
-
Изучение филогенетических связей ди~, тетра- и гексаплоидных видов пшеницы.
-
Выявление возможной взаимосвязи между полиморфными биохимическими признаками пшеницы и урожайностью.
б. Выявление взаимосвязи компонентного содержания низкомолекулярных глиадинов и качества муки мягкой пшеницы.
Научная новизна. В настоящей работе выявлены новые аллель-ные варианты локусов Ргх 4, Adh і. Обнаружена изменчивость по локусу Gpd 1, контролирующему ферментную систему глхкозо-6-фос-фатдегидрогеназы, ранее считавшуюся мономорфной. Установлена различная адаптивность аллельных вариантов Ргх A, Adh 1, Aoph 1, Est 1, Gpd 1, Mdh 1 и Mdh г. Изучен характер наследования GPD, PRX, АСРН и EST. С помощью серии моносомных линий сорта Казахстанская 126 определена локализация локуса Gpd 1 на 5В хромосоме. ^
Проведена биохимическая паспортизация 126 сортов мягкой пшеницы по комплексу ферментных систем. Выявлены глиадиновые биотипы сортов-популяций Богарная 56 и ОПАКС I, характеризующиеся уникальным сочетанием аллельных вариантов локусов Ргх 4, a-Amy
2, Aoph і, Est і и Gpd 1 и превосходящие соответствующие сорта-
стандарты по комплексу продуктивныхо технологических и хлебопе
карных, свойств. Обнаружены корреляционные связи между сочетанием
аллелей Ргх л-1 и a-Ainy-2-A и урожайностью.
Установлена устойчивая достоверная связь между отношением содержания низкомолекулярных глиадиновых компонентов 25 к 27 и удельной работой деформации теста. Предложен критерий оценки силы муки мягкой пшеницы по относительному компонентному содержанию низкомолекулярных глиадинов с Мм 25 и 27 кД. В результате кластерного анализа 28 сортов мягкой пшеницы, возделываемых на юго-востоке Казахстана, установлены их сходстве и различия по комплексу признаков, в именно по силе муки, общей хлебопекарной оценке качества хлеба и относительному содержанию глиадиновых
компонентов 36 Ж 7. '
Практическая ценность. Выявленные в результате электрофоре-тического анализа ряда ферментных систем 3 перспективные линии с уникальным сочетанием аллелышх вариантов энзимкодирувдих локу-сов передается на Госсортоиспытание. Полученные результаты свидетельствуют о том, что полиморфные белки ферментной и неферментной природы являются эффективными генетическими маркерами и могут применяться в нолях идентификации сортов, линий, форм пшеницы, для локализации энзимкодирущих локусов и повышения эффективности селекционных раоот, направленных на создание высокоурожайных сортов пшеницы.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на конференциях молодых .ученых Института ботаники (Алма-Ата, 1989, 1990, 1991), на 4-ой Всесоюной конференции "Физиология растительной клетки" (Минск, апрель 1990), на 2-ом Всесоюзном симпозиуме "Генетика развития" (Ташкент, август 1990), на республиканской конференции "Проблемы теоретической и прикладной генетики в Казахстане" (ноябрь 1990) и на генетической секции Института физиологии, генетики и биоинженерии АН РК. '
Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 раоот.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, б глав, заключения, выводов, списка цитируемой литература и приложения. Диссертация излокенз на 4до страницах машинописного текста и содержит 21 рисунок и 13 таблиц. Список литературы включает юз ссылки на работы отечественных и зарубати авторов.