Приведены результаты изучения распространения субъединиц високомолеку-лярных глютенин в родословных сортов озимой пшеницы Украины и России. Идентичность генотипического состава высокомолекулярных глютенинивбагатьох сортов связана, прежде всего, с их близькоридним происхождению.

Установлено, что наибольшее распространение в степной зоне получили аллели высокомолекулярных глютенин 1А2 * 1В7 +8 Ш5 +10, в лесостепной зоне — 1А1 1В7 +9 Ю5 +10.

Высокомолекулярные глютенин, пшеница мягкая озимародовид, география распространения

Важным фактором увеличения производства высококачественного зерна пшеницы мягкой озимой является создание и внедрение в производство новых сортов с генетически обусловленным высоким уровнем технолого-биохимических признаков качества продукции.

Несмотря на разработку принципиально новых методов создания исходного материала, основным методом селекции остается гибридизация и дальнейшее отбор форм с оптимальным сочетанием признаков и свойств растений.

В селекционной практике широко применяется эколого-географический метод подбора пар для скрещивания, основанный на предположении, созданные в географически отдаленных районах сорта пшеницы имеют значительные генотипу различия [1]. Но как отмечали некоторые исследователи, географическая отдаленность родительских форм является лишь предпосылкой существенных различий по наследственными особенностями: с одной стороны, сорта, созданные в разных регионах, могут иметь одинаковые гены, контролирующие необходимую селекционную признак, с другой-даже очень близкие по происхождению сорта могут наследовать от родительских форм различные гены, обеспечивает трансгрессивный расщепления при их скрещивании [2].

Селекция пшеницы мягкой озимой — сложный и длительный процесс, эффективность которого в значительной степени зависит от привлечения источников с высоким уровнем проявления хозяйственно ценных признаков, которые генетически контролируются.

Решению этой задачи способствует изучение встречаемости аллелей высокомолекулярных глютенин в родословных сортов пшеницы мягкой озимой, которые маркируют эти признаки. Знание родословной позволяет установить, определенной по электрофорезом глютенинових белков моно-или гетерогенность является результатом особенностей получения сорта, а не связана с механическим засорением другими формами. Вместе с тем электрофоретический анализ в некоторых случаях может быть использован для выяснения генеалогии сорта. Использование высокомолекулярных глютенинових белков в качестве маркерных признаков при отборе исходных родительских форм повышает процент удачных комбинаций в селекционной работе. Обеспечение контроля наличия в спектре запасных белков установленных аллелей, которые определяют высокие признаки качества зерна, на всех этапах селекционного процесса помогает селекционеру проводить доборы лучших элитных растений на ранних поколениях и линий в питомниках [3-8]. Зная родословные сортов озимой пшеницы, которые выращиваются на территории Украины, мы с помощью анализа спектров глютенин имеем возможность отслеживать чистоту сортов в семеноводческих посевах, а в некоторых случаях — повысить качественный потенциал сорта, изъяв из звеньев стабилизирующей селекции линии, снижающие качественный потенциал сорта, но не имеют специфических морфологических признаков.

Задачи. Изучить специфику встречаемости аллелей високомолекуля-рных глютенин в родословных сортов пшеницы мягкой озимой, созданных в селекционных учреждениях Украины и России.

Материалы и методы. Для выполнения задачи были использованы сорто-образцы пшеницы мягкой озимой селекционных учреждений Украины и России из коллекции Национального центра генетических ресурсов растений Украины.

Электрофоретический разделение глютенинових белков в ПААГ проводили по методике PKW Ng, MG Sconlon, W. Bushuk [9]. Для идентификации субо-единицах глютенина и кодирующих их локусов использовали номенклатуру, предложенную PJ Payne et al. [10].

Результаты исследований. Исследовав родословные сортов Института растениеводства им. В. Я. Юрьева, необходимо отметить, что селекционный процесс, который проводился без учета склада запасных белков обусловил незначительное количество субъединиц высокомолекулярных глютенин, которые встречались среди сортов этой селекционной учреждения [11, 12]. Так, первые сорта пшеницы мягкой озимой, полученные в начале 20-го века, были отбором из местных популяций. Это сорта Ферругинеум 1239, Юрьевка, Зенитка улучшенная и др.. Спектр субъединиц глютенин этих образцов имел такой вид: за хромосомой А1 — 1 или Null, за хромосомой В1 — 7 +8 позднее 7 +9, за хромосомой D1 — 2 +12. Последний вариант обусловил низкий потенциал качестве первых сортов (рис. 1).

В дальнейшем селекционеры института, как и других учреждений, широко использовали в своей работе сорта Безостая 1 (2 * 7 +9 5 +10) и Мироновская 808 (1 7 +9 5 +10), которые имели высокий потенциал продуктивности и получили широкое распространение на территории бывшего СССР. Это привело к уменьшению количества аллелей глютенин у сортов, которые были получены в этих учреждениях и в Институте растениеводства им. В.Я. Юрьева (рис. 1).

Рис. 1 — Спектры высокомолекулярных глютенин сортов пшеницы мягкой озимой селекции Института растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН Украины:

Харьковская 96;

Харьковская 92;

Мильтурум 120;

Юрьевка;

Зенитка улучшена;

Лютесценс 238;

Феррогинеум 1239;

Харьковская 4;

Харьковская 63;

Харьковская 81;

11-полукарликовые 3;

Харьковская 11;

Харьковская 82

Для успешной реализации программ по селекции пшеницы мягкой озимой, которые основаны в Институте растениеводства, важное значение имеет генетически обусловленный уровень проявления господарськоцинних признаков.

Компонентный состав высокомолекулярных глютенин в сортообразцов СГИ — НЦНС НААН Украины был однообразный из-за наличия в родословной общих предков, но сорта, созданные в 90-х годах, имели субъединицу 1В7 +8 (высокое качество) [13]. Ее несут сорта в родословной которых яровая пшеница Redriver 68 (Горизонт, Альбатрос одесский, Луч) и новые сорта сильной пшеницы Леля, Никония, Символ одесский, Фантазия, имеющие в родословной Альбатрос одесский (рис.2).

Сорта пшеницы мягкой озимой селекции Мироновского института пшеницы им. В. М. Ремесла НААН Украины по содержанию в спектре высокомолекулярных глютенин сохраняют начиная с первых сортов Украинской 0246, Мироновская 808 постоянный состав: 1А1 1В7 +9 1D5 +10 (рис. 3) [14]. Хотя в последние годы в селекционные программы активно включаются сорта иностранной селекции, такие как Nike (Польша), Mv-103 (Венгрия), Br1249 (Чехия) и ряд других сортов, отбор, проведенный на адаптивность и зимостойкость, оставил спектр глютенин неизменным.

Рис. 2 — Электрофоретические спектры высокомолекулярных глютенин

сортов пшеницы мягкой озимой селекции СГИ — НЦНС НААН Украины: 1-Ольвия; 5-Одесская остистая; 9-Бриз;

2-Альбатрос ед.; 6-Якорь; 10-Федоровка;

3-Одесская червоноколоса; 7-Фрегат; 11-Юбилейная 75;

4-Одесская 130; 8-Буревестник; 12-Одесская зерно кормовая

Только сорт Ремесливна, который в 2004 году было передано на государственное сортоиспытание, имеет улучшенный спектр Glu -1 2 * 7 +8 5 +10, благодаря тому что он был получен методом отбора из пидзимнього посева яровых пшениц из Мексики, что и привело к изменению аллелей высокомолекулярных глютенин.

Glu -1 2 * 7 +8 5 +10, благодаря тому что он был получен методом отбора из пидзимнього посева яровых пшениц из Мексики, что и привело к изменению аллелей высокомолекулярных глютенин.

В Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко селекция озимой пшеницы основана на использовании в качестве родительских форм шедевров украинской и российской селекции Миронов-ской 808, Безостой 1, имеющие одинаковый спектр глютенин, потому являются производными от первых сортов украинской пшеницы Народная (Харьковская обл.) И Украинской 0246 [ 16, 17]. Все сорта этого института, которые были потомками этих сортообразцов, унаследовали их спектр глютенин — это сорта Даха, Краснодарськая 70, Сарат-ница, Лира, Сфера, Победа, Ранняя 47, Крестьянка, Деметра, Краснодарская 90 и др.. В спектре отдельных сортов отмечена присутствие аллельных варианта другой родительской формы, зарубежной селекции, а именно у сорта Дельта (1В20), у сорта Эхо (1В13 +16), у сорта Яра (/ 1В13 +16) (рис. 4).

Рис. 3 — Сорта пшеницы мягкой озимой селекции Мироновского института пшеницы им. В.М. Ремесла:

Ремесливна; 5-Ильичивка; 9-Троян;

Мирхад; 6-Мироновская 60; 10-Мироновская 67;

Мироновская 264; 7-Мироновская 31; 11-Галлея;

Киевская 893; 8-Гарант; 12-Смуглянка

Идентичность генотипического состава высокомолекулярных глютенин некоторых сортов связана, прежде всего, с их близькоридним происхождению.

Так, например, сорт Альбатрос одесский принимал участие в создании многих сортов (селекции СГИ — НЦНС и других учреждений), которые занесены в реестр — Виктория одесская, Символ одесский, Украинской одесская, Фантазия одесская, Красавица одесская, Одесская 268, Астет, Гордая, родным и ин.Сорт Ми-ронивська 30 получено в результате отбора из сорта Мироновская 27, сорт Ски-фянка — отбор из сорта спартанка, сорт Киевская 7-из обработанных гамма — лучами растений сорта Мироновская 61. К родословной многих сортов, которые мы изучали, входят сорта Горизонт, Ольвия, Донская полукарликовая, которые являются потомками сорта Прибой. Все это повлияло на особенности генотипа сортов озимой пшеницы за глютенинкодуючимы локусами [17-19].

Хромосомы первого гомологической группы, контролирующие синтез высо-комолекулярних глютенин, играют значительную роль в формировании пшеничной растения [20, 21], поэтому есть большая вероятность широкого распространения субо-единицах высокомолекулярных глютенин во всех зонах выращивания пшеницы мягкой озимой. По результатам последних исследований, их количество насчитывает более 30 вариантов [22].

Рис. 4-Спектры высокомолекулярных глютенинивсортив пшеницы мягкой озимой селекцииКНДИСГ им. П.П. Лукьяненко:

Золотистая; 5-КНИИСХ-22; 9-Руфа;

Скифянка; 6-быстринах; 10-Саратница;

Половчанках; 7-Зимородок; 11-Краснодарская;

Панацея; 8-Строй; 12-Отрада

Однако по результатам исследования родословных сортов озимой пшеницы отдельных селекционных учреждений Украины и России, мы наблюдаем ограниченное количество аллелей высокомолекулярных глютенин, которые привлекаются к селекционного процесса: по хромосомой А1 — 1, 2 *, Null, за хромосомой В1 — 7 +9, 6 + 8, 7 +8, за хромосомой D1 — 2 +12, 5 +10. Такая ограниченное количество аллелей обусловлена, с одной стороны, их селекционной и адаптивной ценностью в условиях Украины и России, а с другой — является следствием большой частоты встречаемости в материале, который используют селекционеры в своей работе при создании новых сортов.

Поскольку главным критерием оценки образца в селекционном процессе является количество и качество полученной продукции (т.е. урожая), то с этой точки зрения результаты изучения сортов пшеницы мягкой озимой свидетельствуют о селекционные приоритеты сортов с выше названными аллелями высокомолекулярных глютенин для природно-климатических зон Украины и России. Однако, учитывая регионы происхождения сортов пшеницы мягкой озимой, время их создания, родословные, возможно предположить, что субъединицы высокомолекулярных глютенин локусов хромосом первой гомологической группы являются маркерами комплекса кодоминантных генов, характерных для сортов отдельного региона или созданных в конкретном регионе в определенный промежуток времени. Так, для степной зоны (СГИ — НЦНС НААН Украины, Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко) наибольшее распространение получили аллели высокомолекулярных глютенин 1А2 * 1В7 +8 1D5 +10, для лесостепной зоны (Институт растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН Украины, Мироновский институт пшеницы им. В. М. Ремесла НААН Украины) наибольшее распространение получили аллели высокомолекулярных глютенин 1А1 1В7 +9 (в последний время 7 +8) 1D5 +10.

Выводы. Исследование родословных отдельных сортов озимой пшеницы Украины и России показали, что селекционный процесс, который проводился без учета склада запасных белков, обусловил малое количество субъединиц глютенинових белков, которые встречались в рамках отдельной селекционной учреждения. А это в свою очередь привело к сужению генетической основы генофонда пшеницы мягкой озимой.

Субъединицы высокомолекулярных глютенин локусов хромосом первый гомологической группы являются маркерами комплекса кодоминантных генов, характерных для сортов отдельного региона или созданных в конкретном регионе в определенный промежуток времени. Для степной зоны наибольшего распространения получили аллели высокомолекулярных глютенин 1А2 * 1В7 +8 1D5 +10, для лесостепной зоны наибольшего распространения получили аллели высокомолекулярных глютенин 1А1 1В7 +9 (в последний время 7 +8) 1D5 +10.