Мировые площади под тритикале достигли почти 4 млн га, а исследователи продолжают усилия по разведению этой ценной зерновой культуры со специфическими селекционными особенностями.
Международная ассоциация тритикале, International Triticale Association, отмечает рост спроса на это зерно по нескольким направлениям: хлебопекарная промышленность, корма для скота и биоэтанол. В целях поддержки культуры и тех, кто занимается ее разведением, International Triticale Association публикует статью о селекции тритикале с основными вехами развития: «Несмотря на то, что первое систематическое разведение тритикале началось лишь в 1960-х годах, производство выросло с менее чем 4 миллионов тонн в конце 1980-х годов до более чем 17 миллионов тонн в 2014 году. 90% в мировом производстве тритикале — это доля Польши, Германии, Китая и Франции, 21% производится в США.
Тритикале (x Triticosecale Wittmack) представляет собой искусственный межродовой гибрид родительской женской особи пшеницы (Triticum spp.) и родительской мужской особи ржи (Secale spp.). В среднем прибавка урожая тритикале по сравнению с пшеницей составляет 11 процентов.
Что делает историю и эволюцию тритикале как вида столь уникальной по сравнению с другими злаками, такими как пшеница или рожь, так это то, что ее эволюция происходила в течение последних 140 лет и почти полностью управлялась людьми.
Происхождение тритикале восходит к 1873 году, когда шотландский ботаник Уилсон провел первое скрещивание пшеницы и ржи. Однако полученные растения были стерильны, и дальнейшее размножение было невозможно.
Первый «настоящий» аллополиплоидный тритикале по сегодняшнему определению был выведен в 1888 г. известным немецким селекционером Римпау, которому удалось создать частично фертильный гибрид пшеницы и ржи. В 1921 году другой селекционер, Мейстер, наблюдал спонтанное опыление растений пшеницы пыльцой ржи с соседних участков. Однако, эти гибриды были в основном мужскими стерильными, и редко фертильный гибрид создавался спонтанным удвоением хромосом.
Во время этих ранних исследований тритикале ученые зависели от этого спонтанного удвоения хромосом для получения жизнеспособных семян.
Следующее фундаментальное достижение произошло в 1937 году, когда ботаники узнали, что колхицин может «удваивать» хромосомы во вновь формирующихся клетках. Внедрение методов химической обработки колхицином для двойных хромосом позволило систематически получать жизнеспособные семена. С тех пор плодородие тритикале больше не зависело от естественного случая.
Тритикале проявляет амфиплоидию по отношению к геномам пшеницы (AABBDD) и ржи (RR).
Первые тритикале были получены с использованием мягкой пшеницы, их потомство называется октоплоидным (AABBDDRR; 2n = 8x = 56), и они сочетают в себе A-, B-, D-геномы Triticum aestivum с R-геномами ржи.
Другой тип тритикале был создан в 1948 году, когда Дж. Г. О'Мара скрестил твердую пшеницу с рожью, в результате чего получился гексаплоидный тритикале (AABBRR; 2n = 6x = 42). Эти тритикале состоят из геномов A- и B- пшеницы и R-геномов ржи.
Руководствуясь верой в то, что гексаплоидные версии будут превосходить своих октоплоидных собратьев, ученые создали множество первичных гексаплоидов, которые в конечном итоге представляли гораздо более широкую генетическую базу, чем у октоплоидов.
Кроме того, селекционеры различают «первичные» и «вторичные» тритикале. Первичный тритикале относится к аллополиплоидам, вновь синтезированным из пшеницы и ржи с использованием удвоения хромосом. Вторичные тритикале включают все генотипы, полученные в результате скрещивания первичных тритикале с другими первичными тритикале или с генотипами пшеницы или ржи.
В 1950-х и 1960-х годах несколько европейских исследователей также изучали тритикале. В Испании Э. Санчес-Монж вывел сорт (Качируло), который был запущен в производство в 1969 г.
В Венгрии, на основании ежегодных повторных скрещиваний и тестирования потомства, селекционер Кисс пришел к выводу, что гексаплоидный тип является оптимальным уровнем плоидности для тритикале. Поэтому он произвел скрещивание октоплоидов и гексаплоидов тритикале, и полученные вторичные гексаплоиды явно превосходили свои родительские линии.
Затем программы селекции тритикале были начаты в Мексике (CIMMYT), Польше и Франции в 1960-х годах, а также в Бразилии, Португалии и Австралии в 1970-х годах.
Эти ранние тритикале были исключительно питательны: их зерна содержали гораздо больше белка и лизина (незаменимой аминокислоты), чем пшеница. Однако оказалось, что они имеют много агрономических недостатков, в том числе низкую урожайность зерна, плохую завязываемость семян, сморщенное зерно, чрезмерную высоту, ведущую к полеганию, и низкие хлебопекарные качества.
Для преодоления этих ограничений была проделана большая работа. В Мексике горстка ученых CIMMYT, занимающихся пшеницей, поддерживала жизнеспособную программу исследований тритикале, став бенефициарами счастливой случайности.
В 1967 году растение тритикале было случайно опылено пыльцой, занесенной ветром с близлежащих участков карликовой мягкой пшеницы. После нескольких поколений селекции в результате появилась новая линия разведения под названием Armadillo (Армадилло). Этот новый тритикале имел лучшую фертильность (завязывание семян) и урожайность, растение было нечувствительно к длине дня, короткостебельной, с жесткой соломой, ранним созреванием. Зерно было сморщено лишь слегка.
Таким образом, одним махом решились многие агротехнические проблемы тритикале. К 1970 году практически каждый тритикале в CIMMYT включил Armadillo в свою родословную, и по всему миру несколько оставшихся селекционеров тритикале включили материалы Armadillo в свои собственные штаммы с новой надеждой.
Кроме того, многие из ранних тритикале были скрещены друг с другом, а также с мягкой пшеницей. Низкая плодовитость и урожайность улучшились за счет систематической селекции и последовательного отбора. Восприимчивость к полеганию, которое обычно вызывается чрезмерной высотой растений, была снижена за счет введения доминантных генов карликовости от пшеницы и ржи.
В настоящее время тритикале имеет высоту растений, сравнимую с пшеницей и рожью, а также урожайность зерна, конкурентоспособную с пшеницей в оптимальных условиях или даже превосходящую ее в стрессовых условиях. Эти многообещающие новые типы все чаще привлекают внимание аграриев.
Сегодня два типа вторичных гексаплоидных тритикале являются наиболее коммерчески выращиваемыми тритикале во всем мире: полные тритикале, которые несут все семь пар неизмененных хромосом ржи, и замещенные тритикале, у которых одна или несколько хромосом ржи заменены хромосомами D-генома гексаплоидной пшеницы.
Имеются некоторые свидетельства того, что сорта тритикале различаются по своей устойчивости в зависимости от количества присутствующих хромосом ржи, при этом сорта с большим количеством хромосом ржи обладают лучшей устойчивостью.
Обычные селекционные программы тритикале требуют относительно много времени (10-12 лет), так как основаны на нескольких раундах скрещивания, инбридинга и отбора гибридов. Но у современных ученых есть прогрессивные технологии молекулярной селекции, например, двойная гаплоидная селекция, геномная вспомогательная селекция.
Производство двойных гаплоидов позволяет ускорить процесс размножения. Изменчивость на генетическом уровне можно зафиксировать в короткие сроки с помощью метода удвоенных гаплоидов для получения полностью гомозиготных линий из гетерозиготного исходного материала. Этот метод считается незаменимым инструментом в программах разведения тритикале.
Кроме того, применение генетических ДНК-маркеров является частью современной селекции растений. Выявление маркеров, сцепленных или расположенных внутри целевых генов, определяющих ценные признаки, способствует повышению эффективности разведения.
Чтобы облегчить идентификацию маркеров агрономически важных признаков, а также генетических и геномных характеристик тритикале, создана первая карта сцепления сверхвысокой плотности для генома тритикале. Ученые используют геномное предсказание для получения оценочной племенной ценности, которая впоследствии используется для отбора кандидатов. Селекция тритикале все еще развивается, но очевидно, что у культуры большое будущее».
(Источник: triticale.org. Фото из открытых источников).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.