ІДЕНТИФІКАЦІЯ ЗРАЗКІВ ПОЛБИ ЗА ОЗЕРНЕНІСТЮ КОЛОСКІВ ТА ІНДЕКСАМИ ЗЕРНІВКИ

Р. В. Рожков, О. В. Твердохліб, Р. В. Криворученко, Н. П. Турчинова

Анотація


Зростання попиту на продукцію із зерна малопоширених видів пшениці, яке спостерігається в останні десятиріччя, спонукало селекціонерів активізувати свої дослідження в цьому напрямку. До видів відродження яких, ми спостерігаємо останнім часом в багатьох частинах світу, відноситься і стародавній тетраплоїдний плівчастий вид пшениці – полба звичайна (T. dicoccum). Інтерес до стародавнього виду обумовлений високою якістю зерна та його придатністю до маловитратного органічного землеробства. При створенні нових сортів полби в гібридизації з нею активно залучаються високоврожайні сорти м’якої та твердої пшениць. Наслідком використання в схрещуваннях з полбою голозерних сортів м’якої та, особливо, твердої пшениці стала поява міжвидових гібридних форм. Створені форми за архітектонікою колосу істотно відрізняються від вихідних зразків T. dicoccum, що призвело до таксономічної плутанини. З’явилась потреба в пошуку надійних морфологічних маркерів, які б дозволили вести добори високопродуктивних рослин за морфотипом подібним до таксону T. dicoccum.
Зважаючи на морфологічні особливості, за якими сорти твердої пшениці відрізняються від колекційних зразків полби звичайної, ми визначили ознаки, які дозволять ефективно ідентифікувати рослини і проводити добори морфотипу T. dicoccum без зміни її архітектоніки колосу. Запропоновані морфологічні ознаки не створюють обмежень для ідентифікації та культивування в умовах сучасного сільськогосподарського виробництва. До таких ознак ми віднесли озерненість колосків в колосі та крупність та форму зернівок. Для оцінки крупності і форми зернівок у досліджуваних зразків ми використали розроблені нами індекси, ефективність використання яких ми раніше продемонстрували на гексаплоїдних пшеницях. Було показано, що запропоновані індекси зернівки та озерненість колосків дозволяють оцінювати генетичне різноманіття пшениці і достатньо ефективно відбирати морфотипи саме типу T. dicoccum. Використання індексів дає можливість уникати таксономічної плутанини, тобто чітко визначати видову приналежність рослин в гібридних популяціях і новостворених лініях. На основі порівняльного аналізу тетраплоїдних видів пшениці за вказаними ознаками, визначені підходи, щодо відбору та створення нових сортів полби звичайної.


Ключові слова


полба звичайна (T. dicoccum (Schuebl.) Schrank)), тверда пшениця (T. durum Desf.), порівняльний аналіз, індекс крупності зернівки, індекс кулястозерності, озерненість колосків, маса 1000 зерен

Повний текст:

PDF

Посилання


Babenko, L. M., Rozhkov, R. V., Pariy, Ya. F., Pariy, M. F., Vodka, M. V., Kosakisvska, I. V. (2017). Triticum dicoccum (Shrank) Schuebl.: origin, biological characteristics and prospects for use in breeding and agriculture. Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol., Issue 2(41), 92-102 pp. https://doi.org/10.35550/vbio2017.02.092 [in Ukrainian]

Bencze, S., Makádi, M., Aranyos, T. J., Földi, M., Hertelendy P., Mikó P., Bosi, S., Negri, L.and Drexler, D. (2020). Re-Introduction of Ancient Wheat Cultivars into Organic Agriculture – Emmer and Einkorn Cultivation Experiences under Marginal Conditions. Sustainability 12, 1584 p. https://doi:10.3390/su12041584

Biradar, S. S., Yashavanthakumar, K. J., Navathe, S., Reddy, U. G., Baviskar, V. S., Gopalareddy, K., Lamani, K., and Desai, S. A. (2021). Chapter – Dicoccum Wheat: Current Status and Future Perspectives . Kashyap, P. L. et al. (eds.), New Horizons in Wheat and Barley Research. https://doi.org/10.1007/978-981-16-4449-8_21

Edet, O. U., Gorafi, Y. S. A., Nasuda, S., Tsujimoto, H. (2018) DArTseq-b ased analysis of genomic relationships among species of tribe Triticeae. Scientific Reports. Vol. 8. P. 8:16397 https://DOI:10.1038/s41598-018-34811-y

Ermantraunt, E. R., Hoptsii, T. I., Kalenska, S. M., Kryvoruchenko, R. V., Turchynova, N. P. & Prysiazhniuk, O. I. (2014). Metods of breeding experiment (in crop production), Kharkiv, 229 p. [in Ukrainian]

Curzon, A. Y., Chandrasekhar, K., Nashef, Y. K., Abbo S., Bonfil, D. J., Reifen, R., Bar-el, S., Avneri, A. & Ben-David, R. (2019). Distinguishing between bread wheat and spelt grains using molecular markers and spectroscopy. J. Agric. Food Chem., 67, 13, 3837–3841 pp.. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.9b00131

Golik, O. V., Kabacyura, A. A. (2012). Kharakterystyka vykhidnoho materialu yarykh pshenytsi ta polby za ekolohichnoiu plastychnistiu urozhainosti ta dosiahnennia selektsii [Characteristics of spring wheat and emmer source material for environmental yield plasticity and breeding achievement]. Plant Breeding and Seed Production, 101, 39-49 pp. [in Ukrainian]

Kyrienko, A. V., Rozhkov, R. V., Parii, M. F.,. Symonenko, Y. V. (2018) Genotyping of Triticum ssp. Hexaploid Species Samples with ISSR-Markers, Cytology and Genetics, vol. 52, (4), 276–282 pp. DOI:10.3103/S0095452718040047

Lacko-Bartosova, M.,Curn, V., Lacko-Bartosova, L. (2015) Emmer – ancient wheat suitable for ecological farming // Research Journal of Agricultural Science, 47(1), 3-10 pp.

Martín-Gómez, J. J., Rewicz, A., Goriewa-Duba, K., Wiwart, M., Tocino, Á. and Cervantes, E. (2019) Morphological Description and Classification of Wheat Kernels Based on Geometric Models. Agronomy, 9, 399 p. https://doi:10.3390/agronomy9070399

Morgun, V. V., Sіchkar, S. M., Pochynok, V. M., Golіk, O. V., Chugunkova, T. V. (2015). Analiz struktury produktyvnosti kolektsiinykh zrazkiv maloposhyrenykh vydiv pshenytsi [Analysis of the productivity structure of collection samples of rare wheat species]. In: Faktory eksperymentalnoi evoliutsii orhanizmiv [Factors of experimental evolution of organisms] 16, 136-140 pp. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177374 [in Ukrainian]

Moudrý, J., Konvalina, P., Stehno, Z., Capouchová, I. and Moudrý, J. jr. (2011). Ancient wheat species can extend biodiversity of cultivated crops. Scientific Research and Essays. 6(20), 4273-4280 pp. https://doi:10.5897/SRE11.928

Rozhkov, R. V. (2006). Inheritance of polonoid traits in hybridization of Triticum ispahanicum Heslot with durum wheat of the Kharkivska 15 variety. Visn. hark. nac. agrar. univ. Ser. Biol. 1(8): 112-118. [in Ukrainian]

Rozhkov, R. V. (2018). Indices for grain morphometric assessment of hexaploid wheat species. Plant varieties Studyng and Protection. 14(1), 75-80 pp. https://doi.org/10.21498/2518-1017.14.1.2018.126513 [in Ukrainian]

Rozhkov, R. V., Parii, M. F., Parii, Ya. F., Babenko, L. M., Popov, V. M., Dolgova, T. A., Palachova, N. E., Turchynova, N. P., Tverdokhlib, O. V. (2020, a). Genetic potential of samples of spring emmer from working collection of Ukrainian Scientific Institute of plant breeding. Visn. hark. nac. agrar. univ. Ser. Biol. 1(49): 79-88 pp. https://doi.org/10.35550/vbio2020.01.079 [in Ukrainian]

Rozhkov R. V., Turchynova, N. P., Gudim O. V. (2020, b). The use of indices the morphometric parameters of grain in the species diversity of wheat. Materials of the final scientific conference of teaching staff and applicants for scientific degrees (July 01-02, 2020). KhNAU n.a. V.V. Docuchaev, Kharkiv. I: 163–165. [in Ukrainian]

Rozhkov, R. V., Babenko, L. M., Kryvoruchenko, R. V., Turchinova, N. P., Ivanov, O. V., & Turchinov, O. O. (2023). Emmer: origin, distribution, biology and prospects of revival in modern agricultural production of Ukraine. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Agronomy and Biology, 51(1), 90-103. https://doi.org/10.32782/agrobio.2023.1.11 [in Ukrainian]

Russo, M. A., Ficco, D. B. M., Laido, G., Marone, D., Papa, R., Blanco, A., Gadaleta, A., Vita, D. P., Mastrangelo, A. M. (2014). A dense durum wheat 3 T. dicoccum linkage map based on SNP markers for the study of seed morphology. Molecular Breeding. https://doi:10.1007/s11032-014-0181-5

Salina, E., Borner, A., Leonova, I., Korzun, V., Laikova, L., Maystrenko, O., Roder, M.S. (2000) Microsatellite mapping of the induced sphaerococcoid mutation genes in Triticum aestivum. Theor. Appl. Genet. 100, 686–689 pp. https://doi.org/10.1007/s001220051340

State Register of Plant Varieties Suitable for Distribution in Ukraine 10.03.2023 (minagro.gov.ua) https://www.profihort.com/wp-content/uploads/2018/07/5b488e7b71efe.pdf

Tverdokhlіb, O. V., Boguslavskyi, R. L. (2012). Vydove riznomanittia pshenytsi, napriamky i perspektyvy yoho vykorystannia. [The species variety of wheat, directions and prospects of its use]. Zbirnyk naukovykh prats Umanskoho NUS [Collected Works of Uman University of Horticulture] 80(1), 37-47 pp. [in Ukrainian]

Tverdokhlib O. V., BoguslavskiyR. L., Bondarenko Y. O., Rozhkov R. V., Mariukha D. S., Turchynova N. P. Features of the spike structure of the einkorn wheats Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol., 2021, Issue 3 (54), p. 71-81 https://doi.org/10.35550/vbio2021.03.071

Zaharieva, M., Ayana, N. G., Al Hakimi A., Misra S. C., Monneveux P.

(2010) Cultivated emmer wheat (Triticum dicoccon Schrank), an old crop with promising future: a review. Genet Resour Crop Evol. 57, 937–962 pp. https://doi:10.1007/s10722-010-9572-6

Zar, J. H. Biostatistical Analysis. 5th Edition, Prentice-Hall/Pearson, Upper Saddle River, xiii, 2010. 944 p.




DOI: https://doi.org/10.34142/2708-5848.2023.25.1.04

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.