Идентификация генов качества зерна среди сортов озимой мягкой пшеницы

   В настоящее время на рынке агропродукции представлен широкий ассортимент сортов озимой пшеницы отечественной селекции. Однако в связи с потеплением климата и усилением частоты засушливых лет актуальным является создание сортов с широкой адаптивностью, высоким потенциалом урожайности и качества зерна.

   Цель исследований – выявление новых генетических источников озимой мягкой пшеницы с комплексом благоприятных аллелей генов, контролирующих признаки качества зерна.

   В 2022–2023 гг. изучена коллекция из 26 сортов озимой мягкой пшеницы из селекционных учреждений Ростовской области и Краснодарского края с применением общепринятых селекционных методик. Проведен анализ технологических признаков качества и идентификация локусов, ассоциированных с данными признаками, с использованием KASP-маркеров, разработанных в Институте биологии и биотехнологии растений (Казахстан). Сорта селекции Федерального Ростовского АНЦ сформировали наибольшую урожайность (341 г/м²) при меньшем накоплении белка и клейковины (14,2 и 29,5 %), и напротив, сорта АНЦ «Донской» и Национального центра зерна имени П. П. Лукьяненко характеризовались более высокими показателями белка и клейковины (15,5–15,7 и 33,2–34,4 %), но меньшей урожайностью (244–276 г/м²). Сорта Донской Маяк, Конкурент, Находка, Ростовчанка 7, Дуплет и линия К 18918 отличались лучшими технологическими признаками зерна (белок >15 %, клейковина > 30 %, индекс глютена > 85 % и седиментация ≥ 53 %) и большим количеством благоприятных аллелей SNP локусов, сопряженных с этими признаками. Сорта Донна, Золушка, Донская Лира превзошли по урожайности стандарт Омская 4 (368–378 г/м²), но аллельные варианты выявленных маркеров у них ниже. Выделены сорта с максимальным числом благоприятных аллелей (10–11), сопряженных с технологическими признаками качества, рекомедуемые для улучшения сортов озимой пшеницы по качеству зерна: Донна, Золушка, Донская Лира (Федеральный Ростовский АНЦ), Донской Маяк, Конкурент, Находка, Ростовчанка 7 (АНЦ «Донской»), Дуплет, линия К 18918 (Национальный центр зерна имени П. П. Лукьяненко).

1. Галимова А. А., Кулуев А. Р., Исмагилов К. Р., Кулуев Б. Р. Генетический полиморфизм локусов высокомолекулярных субъединиц глютенина у сортообразцов мягкой пшеницы Предуральской степной зоны // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023. Т. 27 (4), С. 297–305. DOI: 10.18699/VJGB-23-36

2. Каракотов С. Д., Карлов Г. И., Прянишников А. И., Дивашук М. Г., Хверенец С. Е., Титов В. Н., Попова В. М. К использованию алгоритмов маркерной селекции для улучшения сортов озимой пшеницы // Вестник аграрной науки. 2022. Т. 3 (96), С. 8–17. DOI: 10.17238/issn2587-666X.2022.3.8

3. Лагуновская, Е. В. Оценка гомозиготности и аллельного состава генов, ассоциированных с хозяйственно ценными признаками, у диний удвоенных гаплоидов пшеницы и тритикале // Молекулярная и прикладная генетика. 2023. Т. 34, С. 28–40.

4. Никитина Е. А., Архипов А. В., Минькова Я. В., Яновский А. C., Коробкова В. А., Самарина М. А., Черноок А. Г., Крупин П. Ю., Карлов Г. И., Дивашук М. Г. Конкурентная аллель-специфичная ПЦР (KASP): особенности, интерпретация результатов // Известия ТСХА. 2022. Вып. 6. С. 79–93.

5. Потоцкая И. В., Шаманин В. П., Шепелев С. С., Пожерукова В. Е., Моргунов А. И. Фенотипическая и генотипическая оценка линий гексаплоидной синтетической пшеницы с геномом Ae. tauschii (AABBDD) по параметрам зерновки в условиях Западной Сибири // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55, № 1. С. 15–26. DOI: 10.15389/agrobiology.2020.1.15rus

6. Сандухадзе, Б. И. Селекция озимой пшеницы – важнейший фактор повышения урожайности и качества // Достижения науки и техники АПК. 2010. № 11. С. 4–6.

7. Шаптуренко М. Н., Вакула С. В., Корзун В., Хотылева Л. В. SNP-анализ генетического разнообразия пшениицы Беларуси // Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2016. Т. 60 (4), С. 98–103.

8. Amalova A., Yermekbayev K., Griffiths S., Abugalieva S., Babkenov A., Fedorenko E., Abugalieva A., Turuspekov Y. Identification of quantitative trait loci of agronomic traits in bread wheat using a Pamyati Azieva× Paragon mapping population harvested in three regions of Kazakhstan // PeerJ. 2022. Vol. 10, Article number: e14324.

9. Cha J.-K., Park H., Kwon Y., Lee S.-M., Oh K.-W., Lee J.-H. Genotyping the High Protein Content Gene NAM-B1 in Wheat (Triticum aestivum L.) and the Development of a KASP Marker to Identify a Functional Haplotype // Agronomy. 2023. Vol. 13, Article number: 1977. DOI: 10.3390/agronomy13081977

10. Kaur B., Mavi G. S., Gill M. S., Saini D. K. Utilization of KASP technology for wheat improvement // Cereal Research Communications. 2020. Vol. 48, P. 409–421. DOI: 10.1007/s42976-020-00057-6