Відмінності ефектів генів фотоперіодичної реакції в озимої м’якої пшениці - Автореферат

Вказані факти свідчать про селекційну цінність слабочутливих до фотоперіоду генотипів для умов степу та лісостепу України та необхідність вивчення впливу генів Ppd, що відповідають за відмінності фотоперіодичної реакції в мякої пшениці на тривалість періоду «сходи - колосіння» та господарсько-цінні ознаки. Робота виконувалась згідно з тематикою досліджень лабораторії спеціальної генетики мякої пшениці відділу генетики та біотехнології Селекційно-генетичного інституту УААН «Охарактеризувати ефекти ідентифікованих локусів темпів розвитку та запропонувати способи маніпулювання ними» (реєстраційний №0194V035100) та державної науково-технічної програми «Теоретичні основи селекції та насінництва сільськогосподарських культур» Міністерства України у справах науки і технологій (реєстраційний №03.04 - МВ / 322-97). Метою даної роботи було визначення відмінностей ефектів конкретних генів Ppd (Ppd1, Ppd2, Ppd3) у порівнянні з вихідною, повністю рецесивною лінією, сортом Миронівська 808, щодо впливу їх на темпи розвитку та агрономічні ознаки в озимої мякої пшениці в природних польових та сприятливих умовах фітотрону. 2 Встановити вплив генів фотоперіодичної реакції на темпи колосіння під час вирощування майже ізогенних за локусами Ppd ліній озимої мякої пшениці у фітотроні при різній тривалості освітлення та в природних польових умовах (осінній посів, весняна висадка яровизованими паростками). Методи дослідження: під час проведення експериментів застосовували наступні методи: · Фенотипові спостереження та аналіз господарсько-цінних ознак згідно з методикою ВІР з метою визначення впливу конкретних генів Ppd на тривалість періоду «сходи - колосіння» та рівень розвитку господарсько-цінних ознак.В умовах оранжереї та весняної висадки паростками брали проби в кількості 5 випадкових рослин через кожну добу до настання колосіння (VII етап органогенезу), а в польових умовах осіннього посіву після появи сходів через кожних 10 днів до призупинки осінньої вегетації. Для встановлення впливу варіантів освітлення та генів Ppd на тривалість періоду «сходи-колосіння» (ПСК) досліджувані лінії вирощували в умовах різної тривалості фотоперіоду (день/ніч): 8/16, 12/12, 16/8, 20/4, 24/0 годин у дворазовому повторенні (окрема посудина розглядалась як одна повторність для кожного із генотипів), та в польових умовах (осінній посів, висадка паростками). Порівнюючи тривалість окремих етапів органогенезу в моногенно домінантних за локусами Ppd1, Ppd2, Ppd3 ліній та вихідного сорту Миронівська 808 в різних умовах вирощування встановлено, що відмінності між вказаними лініями виявляються вже в темпах переходу генотипів до ІІІ етапу органогенезу, крім варіанту осіннього посіву (в якому на момент останнього спостереження всі досліджувані генотипи знаходились на ІІ етапі органогенезу і зберігаються до V етапу, включно. Ефект домінантного алеля гена Ppd3 призводив до збільшення довжини конуса наростання на 0,147 см/добу при подовженому і на 0,087 см/добу при скороченому днях у порівнянні з вихідним сортом, а різниця щодо коефіцієнта by/x між вихідним сортом і даною лінією достовірна при обох варіантах освітлення. Тобто, в польових умовах експериментів: осінній посів, висадка яровизованими паростками моногенно домінантних ліній за темпами проходження етапів органогенезу та інтенсивністю формування конуса наростання спостерігається така ж тенденція, як і в аналогічних експериментах фітотрону, лише з тією різницею, що вплив умов весняної висадки призводить до прискорення темпів проходження етапів органогенезу та наростання довжини конуса в ліній-носіїв генів Ppd, а умови осіннього посіву значно нівелюють ці відмінності.У різних умовах випробування (поле, фітотрон) гени Ppd головним чином впливають на відмінності в тривалості проходження II-V етапів органогенезу, при цьому перехід до III етапу визначає основні відмінності. Лінія-носій гена Ppd3 характеризується більш швидкими темпами проходження II-V етапів органогенезу в порівнянні з іншими генотипами. Ізогенні за локусами Ppd лінії в різних умовах експерименту розташовуються за швидкістю колосіння (починаючи від найбільш ранніх) таким чином: Ppd3 - Ppd1 - Ppd2 ? Миронівська 808, при цьому зміна умов вирощування лише зменшує або збільшує відносні відмінності між лініями. У сприятливих умовах фітотрону найбільшим рівнем розвитку елементів структури врожаю виділялись пізньостиглі генотипи - лінія-носій домінантного гена Ppd2 та вихідний сорт, варіювання ж агрономічних ознак при зміні тривалості фотоперіоду в умовах штучного клімату найменше в лінії-носія гена Ppd3.

Основний зміст роботи

1. У різних умовах випробування (поле, фітотрон) гени Ppd головним чином впливають на відмінності в тривалості проходження II-V етапів органогенезу, при цьому перехід до III етапу визначає основні відмінності.

2. Лінія-носій гена Ppd3 характеризується більш швидкими темпами проходження II-V етапів органогенезу в порівнянні з іншими генотипами.

3. Моногенно домінантні лінії-носії локусів Ppd за інтенсивністю формування конусів наростання рангуються таким чином (починаючи з найбільш інтенсивного): Ppd3 - Ppd1 - Ppd2 - Миронівська 808 (рецессив).

4. Ізогенні за локусами Ppd лінії в різних умовах експерименту розташовуються за швидкістю колосіння (починаючи від найбільш ранніх) таким чином: Ppd3 - Ppd1 - Ppd2 ? Миронівська 808, при цьому зміна умов вирощування лише зменшує або збільшує відносні відмінності між лініями.

5. Дія генів Ppd щодо реакції на фотоперіод виявляється після семи діб росту яровизованих паростків рослин і закінчується за 2-3 тижні до колосіння в залежності від наявності в генотипі того чи іншого домінантного гена Ppd.

6. Фотореакція ліній-носіїв локусів Ppd залежить від тривалості дії генів фотоперіодичної реакції і схожа у всіх ліній за інтенсивністю в цей період.

7. У сприятливих умовах фітотрону найбільшим рівнем розвитку елементів структури врожаю виділялись пізньостиглі генотипи - лінія-носій домінантного гена Ppd2 та вихідний сорт, варіювання ж агрономічних ознак при зміні тривалості фотоперіоду в умовах штучного клімату найменше в лінії-носія гена Ppd3.

8. В умовах осіннього посіву найбільш продуктивна (за ознакою МЗР) лінія-носій гена Ppd3, а під час весняної посадки яровизованими паростками - лінія-носій гена Ppd1, за рахунок підвищеної продуктивної кущистості та доброго озернення.

Рекомендації для використання результатів досліджень

1. У селекційних програмах на підвищення адаптивних властивостей рослин до умов перезимівлі використовувати носіїв домінантних алелів генів Ppd1 та Ppd2, які характеризуються менш інтенсивним формуванням конуса наростання, бо це забезпечує більш високу стійкість генотипу до низьких температур.

2. При селекції на скоростиглість на півдні степу України використовувати сорти-носії гена Ppd3, у них раніше настає стадія ранньовесняного відростання, вони раніше колосяться, що дозволяє ефективно використати запаси весняної вологи ґрунту та уникнути дії посухи в період наливу зерна.

3. Для умов півдня степу України при створенні продуктивних сортів озимої пшениці використовувати лінії-носії генів слабкої ФПЧ - Ppd1 та Ppd3, котрі характеризуються високими показниками господарсько-цінних ознак.

4. Для зон достатнього зволоження з оптимальною температурою повітря та тривалим природним днем у селекційні програми залучати сорти-носії домінантного гена Ppd2, оскільки такі умови сприяють більш повній реалізації генетичного потенціалу домінантного алеля вказаного гена: висока продуктивна кущистість, підвищена кількість зерен з рослини.

1. Стельмах А.Ф., Мартынюк В.Р. Эффекты доминантных генов Ppd по особенностям органогенеза у озимой мягкой пшеницы // Цитология и генетика. - 1998. - Т. 32, №6. - С. 27-34.

50% участі. Технічна частина експериментальних досліджень виконана самостійно. Оформлення разом з науковим керівником Стельмахом А.Ф.

2. Стельмах А.Ф., Мартинюк В.Р. Вплив генів фотоперіодичної реакції на формування конуса наростання озимої пшениці в умовах осіннього посіву // Агроекологія та біотехнологія. - 1998. - Випуск 2. - С. 183-189.

50% участі. Експериментальна частина виконана самостійно. Оформлення разом з науковим керівником Стельмахом А.Ф.

3. Стельмах А.Ф., Мартынюк В.Р., Файт В.И. Продолжительность периода «всходы - колошение» изогенных по локусам Ppd линий (Triticum aestivum L.) на разном фотопериоде // Биологический вестник. - 1999. - Т. 3, №1-2. - С. 107-110.

40% участі. Експериментальна частина виконана самостійно. Оформлення разом з науковим керівником Стельмахом А.Ф. та Файтом В.І.

4. Стельмах А.Ф., Файт В.И., Мартынюк В.Р. Генетические системы типа и скорости развития мягкой пшеницы // Цитология и генетика. - 2000. - Т.34, №2. - С. 39-45.

40% участі. Експериментальна частина виконана разом з Файтом В.І. Оформлення та написання разом з науковим керівником Стельмахом А.Ф.

5. Файт В.И., Мартинюк В.Р., Стельмах А.Ф. Роль локусів Ppd у визначенні відмінностей щодо продуктивності мякої пшениці в умовах Причорноморя // Збірник наукових праць «Аграрний вісник Причорноморя» (Біологічні та с. - г. науки). - 2001. - Випуск 12. - С. 9-15.

35% участі. Експериментальна частина виконана разом з Файтом В.І. Оформлення разом з науковим керівником Стельмахом А.Ф.

Размещено на .ru