doi: 10.15389/agrobiology.2014.3.77rus

УДК 633.11:631.522/.524:576.3

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ КОЛЛЕКЦИИ СИНТЕТИЧЕСКОЙ ПШЕНИЦЫ ИЗ НАЦИОНАЛЬНОЙ КОЛЛЕКЦИИ ЗЛАКОВ США (NATIONAL SMALL GRAIN COLLECTION OF USDA-ARS) В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

И.Ф. ЛАПОЧКИНА, И.В. ИОРДАНСКАЯ, Г.Л. ЯЧЕВСКАЯ, АДХАМ АЛЬ ЛАББАН

Сформированная в соответствии с программой CIMMYT (International Maize and Wheat Improvement Center — Международный центр по улучшению кукурузы и пшеницы) коллекция синтетической пшеницы («синтетиков») нашла широкое применение в селекционных программах многих стран, так как образцы легко скрещиваются с сортами местной селекции, что значительно расширяет генетический потенциал гибридов. Эта коллекция «синтетиков» ранее никогда не испытывалась в регионах России по устойчивости к болезням и не использовалась в селекционных программах. Предметом нашего исследования стала коллекция из 400 образцов синтетической пшеницы, полученная из Национальной коллекции злаков США (штат Айдахо) в 2009 году для испытания ее в условиях Нечерноземной зоны на инфекционных фонах бурой ржавчины и мучнистой росы. В результате 2-летних исследований были выделены продуктивные образцы с устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и с групповой устойчивостью. В то же время реакция на проникновение возбудителя бурой ржавчины оказалась гетерогенной, отмечалось также расщепление по морфологическим признакам колоса, листа, стебля. Для выяснения причин нестабильности у 71 образца из коллекции «синтетиков» изучен характер конъюгации хромосом в мейозе и подсчитан мейотический индекс. Установлено, что только 63 % образцов были цитогенетически стабильными. У остальных наблюдали варьирование числа хромосом у растений от 2n= 40 до 2n = 43, отмечали нарушения в метафазе I мейоза (выявлены униваленты и мультиваленты), и такие растения, как правило, имели пониженный мейотический индекс. Сделано заключение, что в коллекции продолжается формообразовательный процесс, в основе которого лежит появление анеуплоидных растений. Этим объясняется наблюдаемое расщепление внутри образцов по морфологическим признакам и устойчивости к болезням. Для дальнейших генетических и селекционно-генетических исследований выделена группа цитогенетически стабильных форм, сочетающих устойчивость к болезням с крупнозерностью (масса 1000 зерен до 56 г) и высокой продуктивностью колоса (до 2,5 г).

Ключевые слова: синтетические гексаплоидные пшеницы, коллекция, мейоз.

 

Полный текст

 

CYTOGENETIC STUDY OF SYNTHETIC WHEATS FROM NATIONAL SMALL GRAIN COLLECTION OF USDA-ARS IN THE CONDITIONS OF NECHERNOZEMNAYA ZONE OF RUSSIA

I.F. Lapochkina, I.V. Iordanskaya, G.L. Yachevskaya, Adkham Al Labban

CIMMYT collection of synthetic wheats is widely used in breeding programs in many countries due to easy hybridization with domestic varieties, which enhances positive effects in the hybrids. In Russia this collection has never been checked for plant resistance to diseases or used for breeding. We investigated 400 samples of synthetic wheats, obtained in 2009 from National Small Grains Collection (NSGC USDA-ARS, Idaho, USA) to be tested in Nechernozemnaya zone of Russia under brown rust and mildew infection. During 2 years the high-yielding samples were found which were resistant to brown rust, to mildew, and to both pathogens. Nevertheless, the plant response to brown rust attack differed, and the segregation was observed on morphological parameters of ears, leaves and stems. To elucidate why the instability appears, the chromosome conjugation in meiosis was examined and a meiotic index was calculated in 71 synthetic wheats. It was shown that only 63 % of the samples were cytogenetically stable. In the remaining samples the chromosome number varied from 2n = 40 to 2n = 43, and different abnormalities (univalents and multivalents) were observed in meiotic metaphase I. Usually in these plants the meiotic index was lower. It is concluded that in the collection a genetic stabilization is still continuing by the appearance of aneuploids. For further genetic and breeding investigations, there are selected the forms with stable cytogenetic parameters, disease resistance and good yielding components (weight per 1000 kernels up to 56 g, and grain yield per ear up to 2.5 g).

Keywords: synthetic hexaploid wheats, wheat collection, meiosis.

ГНУ Московский НИИ сельского хозяйства
«Немчиновка» Россельхозакадемии,

143026 Россия, Московская обл., Одинцовский р-н,
р.п. Новоивановское, ул. Калинина, 1,
e-mail: inna-lapochkina@yandex.ru

Поступила в редакцию
21 января 2013 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало