1.1 Тритикале - его значение и генетический состав
Тритикале - это первый новый вид, сознательно созданный человеком и введенный в культуру. Тритикале был создан путем скрещивания мягкой пшеницы и возделываемой ржи на расстоянии. Благодаря этому удалось создать новые формы, сочетающие в себе черты, благоприятные для обоих исходных видов. Материнская форма - мягкая пшеница, благодаря которой тритикале унаследовал белок хорошего качества с благоприятным аминокислотным составом. Отцовская форма - культурная рожь, благодаря которой тритикале имеет низкие почвенные требования. На протяжении многих лет это был вид, устойчивый к разного рода заболеваниям. К сожалению, в результате роста посевных площадей устойчивость этого зерна резко снизилась, и оно стало восприимчивым в первую очередь к бурой ржавчине, желтой ржавчине и мучнистой росе. Основным критерием получения наилучших возможных форм с точки зрения селекции является получение плодородных сортов, устойчивых к климатическим условиям, болезням и обрастанию
Чтобы создать лучшую модель сорта тритикале, необходимо объединить в одном генотипе благоприятные сельскохозяйственные и эксплуатационные характеристики. Стратегически выгодно получать сорта с постоянной и высокой урожайностью даже в более слабых почвенных и климатических условиях. Также важно получить зерно с очень хорошими технологическими свойствами и высокой усвояемостью. Тритикале в основном используется в качестве корма для животных и в пищу Улучшение хлебопекарных свойств тритикале возможно благодаря транслокации аллелей высокомолекулярных форм глютена в геном тритикале (R) из генома пшеницы (D)
1.2 Скрещивание - основной инструмент, используемый в селекции растений (Malepszy, 2000). Пшеница и рожь - это злаки, генетически далекие друг от друга. Следствием этого явления является очень редкое возникновение спонтанных скрещиваний между ними. Одним из препятствий для скрещивания этих видов является время, а также способ цветения. Еще одно препятствие - генетический барьер, определяемый наличием двух пар генов Kr . В kr1 и kr2 генов находятся в гексаплоидных пшеницах на длинных плечах хромосом 5В и 5. Эти гены, одновременно являясь доминантными гомозиготами, препятствуют прорастанию пыльцевой трубки культурной ржи на рыльце мягкой пшеницы. Еще один барьер - наличие генов Kr3 i.Kr4которые расположены на хромосомах 5D и 1A. Однако ряд исследований показал, что эти гены слабые. Было обнаружено, что эффект от скрещивания пшеницы и ржи, вероятно, определяется одной парой генов, присутствующей в пшенице, и, таким образом, геном ржи оказывает незначительное влияние на количество скрещиваний. Еще один барьер - это отсутствие гомологии между хромосомами геномов обоих видов и генетическая дисгармония у гибридов. Несмотря на эти препятствия, пшеница и рожь генетически связаны с хромосомами, принадлежащими к разным геномам. Благодаря этому возможны гомеологическая конъюгация и рекомбинация хромосом материнской и отцовской формы, а также обмен генетической информацией между злаками. Скрещивание пшеницы, особенно ее европейских сортов,со ржи не самая лучшая и степень завязки гибридных зерен разная и колеблется от 0 до 27%.
1.3 Генетическая изменчивость
Улучшение генотипов зерновых требует введения новых аллелей и генов. Современные методы позволяют быстро получать новые сорта и чистые линии, однако таким образом сужается генетическая изменчивость. Такие действия отрицательно влияют на ряд важных характеристик, например, снижение устойчивости растений.
Тритикале, будучи полностью синтетическим типом, имеет значительно ограниченную генетическую изменчивость, однако для обеспечения устойчивого прогресса в селекции важно поддерживать и расширять его, поскольку генетическое разнообразие исходного материала является основным условием для улучшения. сельскохозяйственных культур.
У тритикале генетическая изменчивость является результатом рекомбинации полных геномов как пшеницы, так и ржи. Один из способов увеличить эту изменчивость - ввести новый и эффективный генетический пул. Новые генотипы с более благоприятными характеристиками, чем исходные формы, могут быть получены посредством межвидовых, межродовых и межштаммовых скрещиваний и при поддержке культур in vitro. Благодаря межвидовому и межобщинному скрещиванию мы передаем полезные черты и увеличиваем биоразнообразие.
Дикие виды, относящиеся к культивируемым видам, обладают множеством полезных свойств, которые можно использовать в сельском хозяйстве. Они характеризуются, среди прочего, высокая устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам. Используя скрещивание и хромосомную инженерию, мы можем передавать полезные и интересные гены как от культурных, так и от диких форм. Генетическая изменчивость злаков, полученных дистанционным скрещиванием, приводит к формированию многих форм повышенной стрессоустойчивости. В случае этого типа работы молекулярная генетика очень важна для изучения исходных форм и, прежде всего, молекулярных маркеров, которые идентифицируют гены устойчивости и позволяют отслеживать их перенос, а также протеомики, которая определяет изоферменты и метаболомику, среди прочего.
1.4 Дикие виды рода Aegilops как источник новой изменчивости тритикале
В ходе селекции и селекции сорта гексаплоидной пшеницы потеряли многие свойства качества и устойчивости, поэтому среди них трудно найти ценные источники изменчивости тритикале. Поэтому селекционеры используют дикие виды, включая эгилопсов, для улучшения сортов.
Первый шаг к введению желаемых генов диких видов в сорта - это скрещивание и получение гибридов первого поколения. Следующий этап работы по пересадке - обратное скрещивание, гибриды с пшеницей. Мы идентифицируем гибриды цитологически, морфологически или молекулярно. При сравнении родительских форм и полученных гибридов хорошо видно, что морфологические признаки имеют косвенный характер.
Одним из методов внедрения генетического материала от эгилопса в пшеницу является перенос генома козы в геном пшеницы, что приводит к образованию амфиплоидов. Получение такого амфиплоида облегчает перенос генов. Другой способ - создать дополнительные линии в результате обратного скрещивания пшеницы и амфиплоидов. На основе добавочных линий создаются замещающие линии, которые характеризуются большей стабильностью и генотипическим разнообразием. Третий путь - гомеология генов или гомология. Таким образом, передача гена происходит на основе кроссинговера. Другой возможностью является транслокация, которая используется, когда хромосома козла не гомеологична хромосоме пшеницы