Введение к работе
Актуальность темы. Селекция пшеницы сопряжена с большими трудностями, связанными, прежде всего, с отсутствием визуальных признаков, по которым можно было бы судить о потенциальных возможностях генотипа. Традиционные методы оценок недостаточно надежны, так как подавляющее большинство хозяйственно-ценных признаков сильно варьирует в зависимости от изменений условий произрастания. Кроме того, практически невозможно из морфологически однородных растений выделить формы с геногипическими различиями, не контролируемыми визуально. В результате многие районированные сорта яровой пшеницы состоят из нескольких биотипов, различающихся аллелями как глиадин-, так и глюгенин-кодирующих локусов (Е. В. Мэтаковский и ДР., 1985; 1987; 1988; 1990; Э. Д. Неттевич И др., 1983; 1985; 1991; А. И. Моргунов, А. М. Беспалов, 1992), что противоречит Международной Конвенции по охране селекционных достижений, согласно которой новый сорт должен быть достаточно гомогенным (1980).
Значительную помощь в решении этой проблемы могут оказать знания полиморфизма запасных белков. Это утверждение основывается на обширных исследованиях, проведенных в странах СНГ и за рубежом, подтверждающих сопряженность определенных аллельных вариантов белков или их блоков с хозяйственно-ценными признаками и свойствами, в частности, с показателями качества зерна (А.А.Созинов, 1985; C.V.Wrigley et al., 1982; W.J.Rogers et al., 1989). Поэтому целенаправленное использование глиадиновых и глютениновых биотипов пшеницы представляет большой практический интерес, поскольку при этом возможно выделить ценные гомозиготные формы и, тем самым, вести селекцию с большей результативностью.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - реализовать методы электрофореза клейковинных белков в практической селекции для отбора гомозиготных генотипов с высоким качеством зерна и другими хозяйственно-ценными признаками.
В задачу исследований входило:
изучить внутрисортовой полиморфизм номеров яровой-пшеницы конкурсного сортоиспытания по глиадину;
установить влияние отдельных блоков гладина на показатели качества зерна;
определить возможность отбора по спектру глиадина биотипов с высоким качеством зерна;
изучить внутрисортовую изменчивость по аллелям высокомолекулярных глшенинов у сортов яровой мягкой пшеницы и определить возмож-
- 2 -ность ее использования в селекции на качество зерна
Работу проводили в соответствии с плановой темой 01.06 отдела селекции яровых зерновых культур НИИСХ ЦРНЗ.
Научная новизна работы. Проведено изучение внутрисортового полиморфизма новейших номеров яровой пшеницы по глиадину. Установлена тесная связь отдельных блоков компонентов глиадина, характерных для сортов селекции НИШ ЦРНЗ, с некоторыми показателями качества зерна Показана возможность из морфологически однородных сортотипов выявлять по спектрам глиадинов биотипы, различающиеся по показателям качества зерна и муки. Обоснована возможность улучшения номеров яровой пшеницы по комплексу хозяйственно-ценных признаков, испольвуя электрофорез глиадина
В связи с тем, что сорта яровой пшеницы стран СНГ практически не изучены по высокомолекулярным глюгенинам, по которым интенсивно ведутся исследования за рубежом, определили у них состав субъединиц этой группы белков. Выявлена возможность использования внут-рисортовой изменчивости по данному признаку в селекции яровой пшеницы на качество зерна
Практическая ценность работы. Установлена целесообразность использования метода электрофореза клейковинных белков в качестве первичного теста для отбора гомозиготных генотипов с комплексом хозяйственно-ценных признаков на ранних этапах селекционного процесса В результате проведенных исследований улучшены по технологическим свойствам зерна номера 2662/1О-88Н3051 и 1821/9-88Н3533. По лучшим номерам начато первичное семеноводство. Выделены биотипы номеров 52/4-86Н2795 и 729-87Н3095, имеющие высокое качество зерна .
Реализация результатов. Результаты исследований широко используются в работе по селекции яровой пшеницы в НИИСХ ЦРНЗ, Рязанском НИИПТИ АПК и Владимирском НИИСХ,. Биотипы номеров 2662/10-88Н3051 и 1821/9-88Н3533, существенно превосходящие исходные формы по комплексу полезных признаков, включены в конкурсное сортоиспытание в вышеназванных учреждениях. Биотипы номера 729-87Н3095 широко используются в скрещиваниях в качестве источников лимитирующих признаков - качества зерна и устойчивости к бурой ржавчине. В 1992-1993 гг. при их участии получено 28 гибридных комбинаций, которые проходят испытание в селекционных питомниках отдела селекции яровых зерновых культур НИИСХ ЦРНЗ. Биотип номера 52/4-86Н2795, обладающий высокими технологическими свойствами зерна, также используется в селекции в качестве источника данного признака
Апробация работа Результаты исследований ' доложены на научно-практических конференциях молодых ученых (1991 и 1993 гг.) и
Научно-техническом Совете Селекцентра НИИСХ ЦРНЗ (1994 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано четыре статьи, названия которых приводятся в конце автореферата.
Объем работы, диссертация изложена на 93 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы по теме, в двух главах излагаются результаты экспериментальных исследований. Список литературы включает 227 наименований, в том числе 130 иностранных авторов. Работа содержит 24 таблицы и 5 рисунков.
Работа выполнена в отделе селекции яровых зерновых культур и лаборатории технологии зерна НИИСХ ПРИЗ в 1990-1993 гг. Полевые опыты были заложены в селекционном севообороте института. Почва опытных участков дерново-подзолистая. Агротехника - общепринятая для зоны.
Наиболее благоприятным для формирования урожая яровой пшеницы был 1991 год; 1990 год характеризовался неустойчивым температурным режимом и количеством осадков в пределах нормы; 1992 год - повышенным температурным режимом воздуха и острым дефицитом влаги; .1993 год - наоборот, пониженными температурами воздуха и избыточным увлажнением в течении всей вегетации. Значительное различие по условиям вегетации яровой пшеницы позволило дать достаточно полную характеристику по качеству зерна изучаемого материала.
Материалом для исследований служили 16 номеров яровой мягкой пшеницы селекции НИИСХ ЦРНЗ, проходящие оценку в конкурсном сортоиспытании и 99 сортов пшеницы различных регионов России, Казахстана и Украины, значительная часть из которых была получена от ори-гинаторов.
В 1990 году'в каждом номере отобрали по 20 типичных для данного образца колосьев, семена, которых размножили в лаборатории искусственного климата. В 1991 году потомство колосьев высевали в селекционном питомнике 1-го года (СП-1) на трехрядковых делянках длиной 1м сеялкой "Сидмагик-б" из расчета 60 зерен на один рядок. В 1992 и 1993 годах биотипы номеров высевали в селекционном питомнике 2-го года (СП-2) на делянках площадью Зм2 сеялкой ССФК-7М при норме высева 600 зерен на 1м2. Сравнение вели со стандартным сортом Энита, который размешали через девять номеров.
Сорта яровой пшеницы высевали в коллекционном питомнике на делянках площадью Зм2 без повторностей сеялкой ССФК-7М при ' норме высева 600 зерен на 1м2.
Оценку биотипов номеров по качеству зерна проводили в спот-
- 4 -ветствии с методиками ГОСТа и справочником по оценке качества зерна (И.И.Василенко, В.И.Комаров, 1987).
Элетрофорез глиадина номеров яровой пшеницы проводили по стандартной методике, принятой в лаборатории биохимической генетики института общей генетики АН России (полиакриламидный гель, алюминий- лактатный буфер, рН 3,1). Субъединицы высокомолекулярных глю-тенинов сортов пшеницы определяли методом электрофореза в полиак-риламидном геле в присутствии додецил-сульфата натрия по методике Payne Р. I. с соавторами.
