Архив статей журнала
Геномная селекция – это технология, позволяющая определять генетическую ценность сортов сельскохозяйственных растений и пород животных, опираясь на информацию о генотипах и фенотипах. Измеренная селекционная ценность по отношению к целевому признаку дает возможность грамотно планировать этапы селекции и выбирать подходящие для скрещивания родительские формы. В настоящей работе использован метод BLUP для оценки селекционной ценности 149 российских сортов и интрогрессивных линий (4 измерения для каждого сорта или линии, 596 фенотипических точек) яровой пшеницы по содержанию семи химических элементов в зерне – K, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn, Cu. Качество оценки селекционной ценности было определено с помощью кросc-валидации методом случайного разделения выборки на пять частей, одна из которых выступала в качестве тестовой популяции. Средние значения коэффициента корреляции Пирсона для предсказания концентрации микроэлементов составили: K – 0.67, Ca – 0.61, Mg – 0.4, Mn – 0.5, Fe – 0.38, Zn – 0.46, Cu – 0.48. Для 28 из 35 исследуемых моделей значение p-value было ниже номинального значимого порога (p-value < 0.05). Для 11 моделей p-value было значимо после коррекции на множественное тестирование (p-value < 0.001). Четыре из пяти моделей для Ca и K, и две из пяти для Mn имели p-value ниже порога, поправленного на множественное тестирование. Для 30 сортов, показавших лучшие значения сортовой ценности, средняя селекционная ценность для Ca, K и Mn была выше на 296.43, 785.11 и 4.87 мг/кг соответственно, чем средняя селекционная ценность популяции. Полученные результаты демонстрируют возможность применения моделей геномной селекции на ограниченных по размеру выборках образцов. Модели для K, Ca и Mn, показавшие наилучший результат, пригодны для оценки селекционной ценности российских сортов пшеницы для данных признаков.
Опережающая селекция пшеницы на устойчивость к патогенам – залог предотвращения экономически значимых потерь урожая от болезней. В последние годы в основных зернопроизводящих областях Российской Федерации наблюдается увеличение вредоносности опасного заболевания пшеницы – стеблевой ржавчины (возбудитель Puccinia graminis f. sp. tritici). В то же время сохраняется опасность заноса на территорию России расы патогена Ug99 (TTKSK), которая угрожает производству зерна во всем мире. В связи с этим большое значение приобретают перенос эффективных генов резистентности от родственных видов в селекционный материал мягкой пшеницы, выявление хромосомной локализации интрогрессий и проведение маркерного анализа для идентификации известных генов устойчивости. В настоящей работе был проведен комплексный анализ десяти интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы селекции Федерального аграрного научного центра Юго-Востока (Л657, Л664, Л758, Л935, Л960, Л968, Л971, Л995/1, Л997 и Л1110), полученных с участием Triticum dicoccum, T. timopheevii, T. kiharae, Aegilops speltoides, Agropyron elongatum и Secale cereale. Оценка интрогрессивных линий в полевых условиях на устойчивость к расе Ug99 (TTKSK) показала, что четыре линии были иммунны, две – устойчивы, три – среднеустойчивы, а одна имела промежуточный тип реакции на заражение. Цитогенетический анализ с помощью методов флуоресцентной (FISH) и геномной (GISH) гибридизации in situ выявил интрогрессии от Ae. speltoides (линия Л664), T. timopheevii (линии Л758, Л971, Л995/1, Л997 и Л1110), Thinopyrum ponticum = Ag. elongatum (2n = 70) (Л664, Л758, Л960, Л971, Л997 и Л1110), а также интрогрессии от T. dicoccum (Л657 и Л664), T. kiharae (Л960) и S. cerealе (Л935 и Л968). Для идентификации известных генов устойчивости (Sr2, Sr25, Sr32, Sr1A.1R, Sr36, Sr38, Sr39 и Sr47) использовали молекулярные маркеры, рекомендованные для маркер-ориентированной селекции. Наличие генов Sr36 и Sr25 было постулировано у двух линий (Л997 и Л1110), генов Sr39, Sr25 и Sr47 – у линии Л664. У линий Л935 и Л968 c замещением 3D(3R) от S. cereale ген устойчивости к стеблевой ржавчине предположительно определен как SrSatu. Высокоустойчивые как к местным популяциям P. graminis, так и к расе Ug99 линии мягкой пшеницы являются перспективными донорами для создания новых устойчивых к стеблевой ржавчине сортов.