Дослідження лінійпшениці озимої м’якої від парних схрещувань місцевих сортів з лініями донорами гена GPC-B1
Анотація
Вступ. На даному етапі селекція стоїть перед влазливим і складним питанням як підвищити білковість зерна пшениці не втративши врожайності. Як відомо, за останні півстоліття врожайність пшениці збільшилась у 2–2,5 раза, але через негативну кореляцію між врожайністю та білковістю зерна, якість зерна була втрачена в порівнянні зі стародавніми екстенсивними сортами. Новим етапом селекції на якість зерна озимої пшениці може стати ген GPC-B1. Враховуючи успішний досвіт створення сортів у світі з використанням цього гена у світі, також у відділі селекції й насінництва пшениці СГІ-НСНЦ була розпочата селекційна програма з поліпшенням якості зерна пшениці з залученням гена GPC-B1. Мета. Установити ефективність добору за вмістом білка в зерні у рекомбінантних лініях створених від гібридизації з донорськими лініями носіями гена GPC-B1. Методи. Дослідження проводилися на дослідних полях СГІ НЦНС у 2020–2022 рр. Методи досліджень: польові, лабораторні, статистичні. Результати. Був проведений добір експериментальних ліній створених від парних схрещувань місцевих сортів с лініями носіями гена GPC-B1. Добір проводився, з генерації F 3 селекційного розсадника (3200 лінії), за морфологічними ознаками й білковістю зерна. Добір продовжувався в попередньому сортовипробуванню F 4 (296 лінії) та сортовипробуванню F 5 (118 лінії) за показниками морфологічної однорідності, врожайністю, білковістю, рівень седиментації. В результаті ми отримали лінії з кожної гібридної популяції які ми більший рівень білковості зерна та хлібопекарських властивостей ніж у батьківських компонентів та врожайність на рівні зі стандартом. На жаль частота таких лінії в наших дослідженнях не висока також ці лінії ще потребують детального вивчення як в полових, так й лабораторних умовах. Висновки. Введення в місцевий генофонд м’якої озимої пшениці шляхом гібридизації гена GPC-B1 змінює показники вмісту білка в зерні. Вміст білка суттєво підвішується під впливом генна GPC-B1. Також він може позитивно впливати на хлібопекарські показники (седиментація). Кількість лінії, які б відповідали всім сучасним вимогам сорту, від початкової дорівнює 1,7–3,4%. Таким чином лінії проходять подальше в конкурсних екологічних сортовипробуваннях та на різних агрофонах, як можливі кандидати для передання нового сорту до Державного сорту випробування.
Посилання
2. Фанін, Я. С., Литвиненко, М. А., & Молодченкова, О. О. Біохіміяний склад та технологічна оцінка зерна інтрогресивних ліній пшениці мякої озимої з генами високої білковості від Triticum Dicoccoides та Aegilops Tauscnii. Publishing House “Baltija Publishing”. 2022. С. 27‒31.
3. Маханьова Ю. М. Експорт зернових культур України, ЄС і країн світу в умовах сучасних інтеграційних процесів. Ю. М. Маханьова. Проблеми економіки. 2015. – №1. – С. 27–36.
4. Рибалка О. І. Сучасні дослідження якості зерна пшениці у світі: генетика, біотехнологія та харчова цінність запасних білків. О. І. Рибалка, Б. В. Моргун, В. М. Починок. Фізіологія і біохімія культурних рослин. 2012. – Т. 44, №1. С. 3‒22.
5. Воропай, Г., Молеща, Н., Поліщук, В. Сучасні тенденції розвитку сільськогосподарського виробництва на осушуваних землях Лівобережного Лісостепу України. Вісник аграрної науки. 2021. 99(5), 50–59.
6. Литвиненко, М. А. 100-year history of the development of bread winter wheat breeding programs. Plant Varieties Studying and Protection. 2016. (2(31), 75–82.
7. Shewry P.R. Improving the protein content and composition of cereal grain. J. Cereal Sci. 2007;46:239-250. DOI 10.1016/j.jcs.2007.06.006.
8. Johnson V.A., Mattern P.J., Peterson C.J., Kuhr S.L. Improvement of wheat protein by traditional breeding and genetic techniques. Cereal Chem. 1985;62(5). Р. 350–355.
9. Balyan H.S., Gupta P.K., Kumar S., Dhariwal R., Jaiswal V., Tyagi S., Agarwal P., Gahlaut V., Kumari S. Genetic improvement of grain protein and other health-related constituents of wheat grain. Plant Breeding. 2013. available at http://wileyonlinelibrary.com. DOI 10.1111/pbr.12047.
10. Avivi, L. High protein content in wild tetraploid Triticum dicoccoides Korn.Proc. 5th Int. Wheat Genet. Symp. Ed. S. Ramanujam. Indian Soc. of Genet. and Plant Breed. New Delhi, India. 1978. P. 372–380.
11. Joppa, L. & Cantrell, R. Chromosomal location of genes for grain protein content of wild tetraploid wheat. Crop Sci.,1990. №30, P. 1059–1064.
12. Distelfeld, A., Cakmak, I., Peleg, Z., Ozturk, L., Yazici, A.M., Budak, H., Saranga, Y.& Fahima, T. Multiple QTL-effects of wheat Gpc-B1 locus on grain protein and micronutrient concentrations. Physiol. Plantarum. 2007. 129. Р. 635–643.
13. Chee, P., Elias, E., Anderson, J. & Kianian, S.. Evaluation of a high grain protein QTL from Triticum turgidum L. var. dicoccoides in an adapted durum wheat background. Crop Sci. 2001. 41. Р. 295–301.
14. Fox S.L., Townley-Smith T.F., Humphreys D.G., McCallum B.D., Fetch T.G., Gaudet D.A., Gilbert J.A., Menzies J.G., Noll J.S., Howes N.K. Somerset hard red spring wheat. 2005. available at http:// www.pgdc.ca/pdfs/wrt/cultivar descriptions/ Somerset.pdf. (дата звернення: 10.06. 2023)
15. Brevis J.C., Dubcovsky J. Effects of the chromosome region including the Gpc-B1 locus on wheat grain and protein yield. Crop Sci. 2010. № 50. Р. 93–104. DOI 10.2135/cropsci2009.02.0057.
16. ДСТУ 4117:2007 Зерно та продукти його переробки. Визначення показників якості методом інфрачервоної спектроскопії. ‒ Держспоживстандарт України. 2007 C. 8.
17. Пат. № 17023 Україна, (2006) А01Н 1/04. Спосіб непрямої оцінки «сили» борошна – седиментація SDS-30. О.І. Рибалка, М.В. Червоніс, М.Г. Парфентьєв, Д.В. Аксельруд; патентообладатель Селекційно-генетичний інститут. – №u200610062; заявл. 06.02.2006; опубл. 15.09.2006; Бюл. №9. С. 6.
18. Методика державного сортовипробування сільськогосподарських культур. Зернові, круп’яні та зерно-бобові. Київ, 2001. С. 66.
