doi: 10.15389/agrobiology.2016.5.602rus

УДК 633.52:631.52:[573.6.086.83+577.21]

 

ОСОБЕННОСТИ СЕЛЕКЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ГЕНЕТИКО-
СЕЛЕКЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЛЬНА (Linum usitatissimum L.)
(обзор)

И.В. УЩАПОВСКИЙ1, В.А. ЛЕМЕШ2, М.В. БОГДАНОВА2, Е.В. ГУЗЕНКО2

История селекционно-генетических исследований льна (Linum usitatissimumL.) насчитывает более 100 лет, но их актуальность не снижается. Более 200 сортов этой культуры предлагается на международном рынке для возделывания на масло и волокно с объемом площадей соответственно около 1 млн га и 0,3 млн га ежегодно. Разнообразие агроклиматических условий в льносеющих странах и прогресс в технологиях переработки и применения льнопродукции определяют необходимость ускорения селекционного процесса, длительность которого в настоящее время составляет до 10-15 лет. Доминирующий метод создания сортов льна — внутривидовая гибридизация с последующей системой отборов. Базовый элемент селекционной работы — экологическое изучение и широкое вовлечение в гибридизацию не только лучших современных сортов, но и стародавних кряжей, местных и селекционных форм (С.Н. Кутузова с соавт., 2010; A. Diedrechsen с соавт., 2013). Пребридинговая работа направлена на преодоление ограничений традиционных методов гибридизации за счет особенностей комбинационной изменчивости (Л.Н. Павлова, 2010). Индуцирование рекомбинаций возможно при использовании стрессовых условий возделывания гибридных растений (А.А. Жученко мл. с соавт., 2009). Использование физических (γ-излучение) и химических (нитрозометилмочевина, этиленимин, диметилсульфат) мутагенов значительно повышает выход мутантных форм масличного и долгунцового льна с положительными хозяйственно ценными признаками (М.И. Логинов с соавт., 2005; И.В. Ущаповский, 2013). Приведены примеры использования методов культуры клеток и тканей, расширяющие сомаклональную изменчивость и позволяющие получать селекционно-значимые линии льна, в том числе устойчивые к болезням (фузариоз, антракноз) (В.А. Лях с соавт., 2008; Н.В. Пролетова, 2010). Рассматриваются методы ДНК маркирования, позволяющие группировать генетический материал льна в соответствии с его генетической близостью, что позволяет оптимизировать подбор пар для гибридизации с целью сохранения максимального генетического разнообразия селекционного материала (Y.B. Fuetal, 2003; В.А. Лемеш с соавт., 2006). SSR маркирование рассматривается как перспективное направление для генетической идентификации линий и сортов льна (В.А. Лемеш с соавт., 2013), выявления меж- и внутривидовых генетических связей (J. Vromans, 2006), возможных связей маркеров с хозяйственно ценными признаками (В.А. Лемеш с соавт., 2012) и установления групп сцепления между маркерами (S. Cloutier, 2012). Представлена характеристика микросателлитных маркеров (SSR) у ряда генотипов льна. Рассматриваются аспекты официального применения молекулярных маркеров при испытании сортов по критериям ООС (отличимость, однородность, стабильность) в странах-участниках UPOV (International Union for the Protection of New Varieties of Plants). Выбор методов молекулярного маркирования должен быть согласован не только с технической, но и юридической позиций. Рассмотрены направления возможной интеграции традиционных селекционных методов и методов молекулярной биологии для создания новых сортов льна с заданными параметрами хозяйственно ценных признаков.

Ключевые слова: лен-долгунец, лен масличный, селекция, гибридизация, отбор, мутагенез, культура тканей, генетическое разнообразие, праймеры, SSR маркеры, PCR.

 

Полный текст

 

PARTICULARITY OF BREEDING AND PERSPECTIVES ON THE USE OF MOLECULAR GENETIC METHODS IN FLAX (Linum usitatissimum L.) GENETICS AND BREEDING RESEARCH (review)

I.V. Ushchapovskii1, V.V. Lemesh2, M.V. Bogdanova2, E.V. Guzenko2

Breeding and genetic researches of flax (Linum usitatissimum L.) started more than 100 years ago, but their relevance does not decrease. More than 200 cultivars of this culture are offered in the international seed market for oil and fiber production with yearly amount of the harvested area about one million hectares and 0.3 million hectares, respectively. Different agro-climatic conditions in the countries, which flax has been cultivated, and the progress in technologies of processing and new ways of application of products made of the fibers and other parts of the flax plant determine the necessity to accelerate breeding process. Now duration of breeding work for creating a new variety is up to 10-15 years. The dominating method for flax breeding is intraspecific hybridization with the subsequent selections. Basic part of breeding work is ecological trials and intensive use in the crossing the best new cultivars, old popular varieties («kriazhee»), local samples and breeding forms (S.N. Kutuzova et al., 2010; A. Diedrechsen et al., 2013). Prebreeding work focuses on the overcoming of limits of traditional hybridization methods by using some peculiarities of combinative variability (L.N. Pavlova, 2010). Recombination inducing can be resulted by using the stress conditions for a flax plant (hybrid) growing (A.A. Zhuchenko Jr. et al., 2009). Use physical (γ-radiation) and chemical (nitrosomethylurea, ethyleneimine, dimethylsulphate) mutagens considerably raises an output of mutant forms of linseed and flaxseed which possess economically valuable traits (M.I. Loginov et al., 2005; I.V. Uschapovsky, 2013). The article examines the examples of the use of cell and tissue culture techniques that extend somaclonal variability and allow to produce flax lines with desirable properties, including disease-resistance (fusariosis, anthracnose) (V.A. Lyakh et al., 2008; N.V. Proletova et al., 2010). The review describes DNA marking technology which allows us to group genetic material of flax according to its genetic proximity and to optimize matching the genotypes to crossbreeding in view of saving the maximum genetic diversity (Y.B. Fu et al., 2003; V.A. Lemesh, et al., 2006). SSR-analysis is examined as the perspective direction for genetic identification of flax lines and cultivars (V.A. Lemesh et al., 2013), identifications of inter- and intraspecific genetic linkages (J. Vromans, 2006), possible linkages between molecular markers and economically important traits (V.A. Lemesh et al., 2012) and establishments of linkages groups between marker pairs (S. Cloutier, 2012). The directions of possible integration of traditional breeding methods and methods of molecular biology for creation of new flax cultivars with the set of the parameters of economically important traits are considered.

Keywords: fiber flax, linseed, breeding, hybridization, selection, mutagenesis, tissue culture, genetic variability, primers, markers, SSR, PCR.

 

1ФГБНУВсероссийский НИИ механизации льноводства,
170041 Россия, г. Тверь, Комсомольский пр., 17/56,
e-mail: vniptiml@mail.ru;
2ГНУ Институт генетики и цитологии
Национальной академии наук Беларуси,

220072 Республика Беларусь, г. Минск, ул. Академическая, 27,
e-mail: V.Lemesh@igc.bas-net.by, mw.bogdanova@gmail.com, E.Guzenko@igc.bas-net.by

Поступила
в редакцию
27 ноября 2015 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало