Оценка эффективности методик отбора устойчивых к прорастанию на корню форм озимой тритикале

• Автор: Баженов, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общие сведения о культуре

1.2. Предуборочное прорастание зерна в колосе, методы оценки устойчивости

1.2.1. Методы, основанные на учёте доли проросших зёрен и степени прорастания зерна по визуальной оценке

1.2.1.1. Методы, основанные на проращивании вымолоченного зерна

1.2.1.2. Методы, основанные на проращивании зерна в колосьях

1.2.2. Биохимические методы оценки начала прорастания зерна

1.2.3. Технологические методы оценки повреяздения зерна предуборочным прорастанием

1.3. Физиология устойчивости к прорастанию зерна в колосе

1.3.1. Морфология колоса, препятствующая увлажнению зерна
1.3.2. Покой семян
1.3.2.1. Внутренние механизмы физиологического покоя семян
1.3.2.2. Влияние факторов окружающей среды на покой семян пшеницы и тритикале
1.4. Генетика устойчивости к порастанию на корню
1.4.1. Гены красной окраски зерна (.R)
1.4.2. Viviparous - гены (Vp)
1.4.3. Гены низкостебельностн и устойчивость к прорастанию зерна в колосе
1.4.4. Хромосомные R/D-замещения у гексаплоидной тритикале и устойчивость к прорастанию зерна в колосе
1.4.5. Хромосомные регионы, связанные с предуборочным прорастанием
1.4.6. Цитоплазматическая наследственность
1.5. Методы селекции на устойчивость к прорастанию в колосе
1.6. Генная инженерия

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИ .
2.1. Цель и задачи исследования
2.2. Растительный материал
2.3. Метеорологические условия
2.4. Методы исследования
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Влияние факторов среды на покой семян тритикале
3.1.1. Результаты вегетационного опыта
3.1.2. Результаты полевых исследований
3.2. Использование 2К/2И-замещсния в селекции гексаплондной озимой тритикале
3.3. Влияние аллельного состояния гена ЛШ-В1 на высоту, продуктивность растений и покой семян озимой тритикале
3.4. Микросателлнтные маркеры устойчивости к прорастанию зерна в колосе и мучнистой росе тритикале
3.5. Морфологические маркеры устойчивости к прорастанию зерна в колосе у тритикале
3.6. Эффективность маркср-опосредованной селекции в сравнении с традиционным отбором
3.7. Изучение внутрисортового полиморфизма озимой тритикале по
устойчивости к прорастанию зерна в колосе
ВЫВОДЫ
Рекомендации производству
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ
Тритикале - род аллополиплоидных растений, созданных человеком путём отдалённой гибридизации пшеницы с рожыо с целыо объединения их лучших свойств в одной сельскохозяйственной культуре. В настоящее время наибольшее распространение получила гексаплоидная тритикале. Основными направлениями её использования являются производство фуражного зерна и зелёной массы. Мука из зерна тритикале может быть использована для производства хлебобулочных изделий, а также диетического питания - хлебцев, хлопьев и т.д. Как правило, тритикалевая мука используется в смеси с пшеничной мукой. Низкое качество изделий, получаемых из чистой тритикалевой муки, часто объясняется слабой клейковиной, плохой набухаемостыо крахмала и повышенной активностью гидролитических ферментов. Отчасти это является следствием предуборочного прорастания зерна в колосе, которому подвержены многие современные сорта почти во всех регионах возделывания этой культуры. Прорастание в колосе также сокращает долговечность семян при хранении.
Таким образом, создание сортов, устойчивых к предуборочному прорастанию зерна в колосе, является актуальной задачей селекции. Чаще всего отбор на данное свойство ведут путём оценки образцов в селекционных питомниках и сортоиспытаниях с помощью различных методик искусственной провокации прорастания. Отбор из генетически полиморфных популяций по отдельным растениям, колосьям и зёрнам используется реже, но также является эффективным. В связи с низкой наследуемостью устойчивости к прорастанию зерна в колосе и трудоёмкостью её оценки считается перспективным поиск молекулярных маркеров данного свойства. Практически на всех хромосомах у пшеницы были обнаружены локусы количественного признака (С|ТЬ) устойчивости к предуборочному прорастанию зерна. Также известен ген Ур-1В, связанный с данным свойством у белозёрных пшениц. Была показана связь повреждения зерна гидролитическими ферментами при прорастании с аллельным состоянием генов гиббереллин-нечувствительной низкостебельности ЛШ1 и ЯЫ2.

урожайность по сравнению с гексаплоидными формами без данного замещения [121]. В то же время, на кислых почвах и почвах с высоким содержанием подвижного алюминия сорта тритикале с 2Я/2Б-замещением значительно уступают по урожайности сортам с полным ржаным геномом [41, 55, 170].
1.4.5. Участки хромосом, связанные с предуборочным прорастанием
Покой семян - это сложное свойство, определяемое свойствами семенной кожуры, зародыша и эндосперма, формирующееся в зависимости от условий окружающей среды [ИЗ]. Проведение генетического анализа показывает, что данное свойство у пшеницы и тритикале контролируется множеством генов [7,24, 48, 86]. Одним из способов картирования и маркирования генов, ответственных за проявление полигенно-наследуемых признаков или свойств являются алгоритмы поиска локусов количественных признаков (QTL) [54].
У мягкой пшеницы почти все хромосомы, за исключением хромосомы 1D, имеют в своём составе QTL, ответственные за устойчивость к прорастанию в колосе и покой семян (табл. 1). Считается, однако, что хромосомы ЗА, ЗВ, 3D и 4А являются средоточием наиболее важных генов, контролирующих данное свойство [66, 70, 74, 80, 82, 85, 89, 90, 132, 133, 136, 183, 197].
Покой семян и устойчивость к прорастанию зерна в колосе определяется не только аддитивными, но и эпистатическими эффектами QTL. Локусы, имеющие нулевые аддитивные эффекты, но существенные эпистатические могут внести существенный вклад в варьирование устойчивости к прорастанию в колосе в гибридной популяции и должны картироваться и учитываться при отборе [68]. Однако невозможно точно сказать, будет ли QTL, обнаруженный на материале одной гибридной популяции, связан с количественным признаком в другой популяции. Решение данной проблемы могло бы существенно расширить практику применения отбора с помощью молекулярных маркеров [133].
Нестабильность проявления QTL от года к году и в различных гибридных комбинациях (в условиях различного генетического фона) является, по-видимому,