Электронный атлас "Биоразнообразие животного и растительного мира Сибири"

Межсортовые замещенные линии пшеницы

Межсортовые замещенные линии мягкой пшеницы представляют собой гентипы, в которых пара хромосом одного сорта, называемого реципиентом, замещена на гомологичную пару от другого сорта, назваемого донором. Необходимым условием получения замещенных линий является наличие наборов анеуплоидных (моносомных или монотелосомных) линий по сорту-реципиенту. Первое скрещивание с анеуплоидной линией по интересующей хромосоме позволяет ввести донорскую пару хромосом в генотип линии. Далее, путем нескольких беккроссов на анеуплоидную линию, проводят насыщение генотипа замещенной линии генетическим материалом сорта-реципиента, при этом донорская хромосома остается нерекомбинировавшей, интактной.

Наборы замещенных линий, в соответствии с конкретными целями исследований, созданы в различных странах, наибольшее их число создано Тони Ворландом в Центре Джона Иннеса, в г. Норидже, Великобритания. Следует отметить, что создание серий замещенных линий очень трудоемко и длительно и под силу только большим, высокопрофессиональным коллективам.

В отличие от анеуплоидов, межсортовые замещенные линии имеют нормальное для пшеницы число хромосом (2n=42), хорошо размножаются и не требуют особых условий при выращивании.

Межсортовые замещенные линии используются в генетических исследованиях для определения вклада конкретной хромосомы в детерминацию различных признаков, в том числе, количественных. Так, например, с помощью серии замещенных линий Cappelle-Desprez/Mara был установлен генетический контроль полукарликовости, характерной для пшениц Италии и других средиземноморских сортов. Серия замещенных линий Chinese Spring/Cheyenne была впервые использования для исследования роли отдельных хромосом в определении технологических качеств зерна и муки. Межсортовые замещенные линии также использовались для поиска аллелизма по генам яровости, озимости и зимостойкости.

Использование межсортовых замещенных линий в генетических исследованиях позволяет разложить сложно контролируемый полигенный признак (какими часто являются агрономически важные признаки) на более простые составляющие генетические компоненты. Поэтому значение этого цитогенетического материала особенно возросло в последние годы, когда были разработаны биотехнологические методы анализа геномов. На основе замещенных линий получают рекомбинантные замещенные линии, которые используют для картирования локусов количественных признаков QTL.

Создание межсортовых замещенных линий Диамант/Новосибирская 67 (Дм/Н67) по хромосомам 1 и 6 гомоеологической группы было обусловлено расположением на этих хромосомах генов запасных белков, глютенинов и глиадинов, являющихся главными компонентами клейковины зерна пшеницы. Их аллельный состав, как установлено, во многом определяет ее качество, что, в свою очередь, влияет на хлебопекарные качества муки. Реципиентный и донорский сорта этой серии замещенных линий являются контрастными по технологическим качествам зерна. При этом сорт-реципиент Дм имеет высокое содержание клейковины, но низкое ее качество, а сорт-донор Н67 - это сильный сорт пшеницы, улучшитель муки, имеющий достоверно более низкое содержание клейковины. Они различаются почти по всем аллельным вариантам высоко- и низкомолекулярных глютенинов и глиадинов.

Целью исследования было установить вклад различных аллелей запасных белков на отдельные хлебопекарные свойства и их связь с содержанием клейковины. В данной коллекции замещенные линии Дм/Н67 охарактеризованы по ряду технологических свойств, с тем, чтобы проиллюстрироать эффекты межсортового замещения по хромосомам 1 и 6 гомеологических групп мягкой пшеницы. Приведены данные двух полевых вегетаций, 1996 и 1999 годов, которые различаются по погодным условиям. В первом случае созревание зерна происходило в условиях избытка осадков и пониженных температур, что привело к частичному прорастанию зерна на корню. Особенно это было характерно для белозерного сорта-донора Н67. Другой полевой сезон характеризовался недостатком влаги и повышенными температурами в начале и середине вегетационного периода.

Полная серия межсортовых замещенных линий Саратовская 29/Янецкис Пробат (С29/ЯП) создана Р.Ф. Гайдаленок в лаборатории генетики пшеницы ИЦиг СО РАН в 80-е годы. Реципиентом является сорт, имеющий высокие хлебопекарные свойства, засухоустойчивый и приспособленный к широкому спектру экологических условий. Однако сорт имеет невысокое содержание клейковины и требует больших затрат при возделывании, т.к. является сортом экстенсивного типа. Донор - сорт продуктивный, интенсивного типа, но имеет более низкие хлебопекарные свойства. В мире существует очень мало примеров исследований технологических свойств зерна и муки с помощью подобного материала. К ним относится серия Chinese Spring/Cheyenne, а также реципрокные замещенные серии по сортам Wichita и Cheyenne. Подобные исследования указывают на вовлеченность хромосом из различных гомеологических групп в генетический контроль отдельных технологических параметров.

Полная серия линий (кроме линий по хромосомам 6D и 7А) высевалась в 2000 году. Сезон характеризовался избыточным количеством осадков в период формирования и налива зерна.

К технологическим качествам зерна и муки относятся мукомольные и хлебопекарные показатели. Мукомольные показатели характеризуют зерно с точки зрения возможности получения наибольшего выхода муки при помоле и содержания клейковины или белка в зерне. Считается, что чем больше в зерне клейковины, тем лучшие технологические свойства она обнаружит в процессе использования. Однако это правила не всегда соблюдается, примером чего служит сорт-реципиент Дм, имеющий низкие хлебопекарные свойства при высоком содержании клейковины.

Прямым способом определения качества муки является пробная выпечка, когда определяют объем выпеченного хлеба. Однако, чтобы изучить, почему сорт имеет низкий или высокий объем хлеба, хлебопекарные свойства исследуют более детально косвенными методами, характеризующими физические свойства теста еще до выпечки. Для этого используются такие приборы как альвеограф и фаринграф. Первый из них характеризует эластичность теста, а второй - его поведение при замесе.

В данной работе приведены результаты следующих исследований (в скобках - сокращения, принятые в таблицах): содержание клейковины (СК) в %, диаметр частиц муки (ДЧ) в микронах, сила муки (СМ) в единицах альвеографа (е.а.), отношении упругости к растяжимости теста (P/L), стабильность теста при замесе (СТ), в секундах, разжижение (Р), в единицах фаринографа (е.ф.) и объем хлеба (ОХ), в мл, выпеченного из 100 граммов муки.

Коваль В.С.

Головная страница Сибирское отделение