Направления и основные результаты селекции озимой пшеницы (Triticum aestivum L.) в Республике Беларусь

Creation of new varieties of winter wheat is one of the primary and decisive roles in increasing the genetic potential of productivity and obtaining high-quality grain. According to global trends, the main directions are clearly defined when creating new varieties of this culture in the Republic of Belarus: increasing winter resistance, resistance to disease, lodging, stressful environmental factors, increasing the baking and forage qualities of grain. Currently, new short-stemmed, highly productive varieties of Belarusian selection are offered for agricultural production: Elegy, Ode of Augustine, Mroya, Etude, Girlianda, Amelia, which are characterized by high genetic productivity potential. New varieties have significantly increased environmental stability, general adaptability to adverse environmental factors, baking and forage advantages. During creation of new varieties, new approaches and selection methods were developed and improved, a number of fundamental problems were solved. Thanks to development and practical application of molecular genetic methods, the selection process has been accelerated. A number of genes responsible for various economically useful traits are localized for wheat. Creation of new varieties of winter wheat using modern breeding-and-genetic methods, development and improvement of breeding methods are strategically significant areas both in relation to fundamental developments, and in practical terms, to ensure food security in conditions of hard competition from Western and Eastern Europe.Создание новых сортов озимой пшеницы – одна из первостепенных и решающих ролей в повышении генетического потенциала урожайности и получении высококачественного зерна. Согласно мировым тенденциям четко определены основные направления при создании новых сортов данной культуры в Республике Беларусь: повышение зимостойкости, устойчивости к болезням, полеганию, стрессовым факторам среды, повышение хлебопекарных и кормовых достоинств зерна. В настоящее время для сельскохозяйственного производства предлагаются новые короткостебельные, высокопродуктивные сорта белорусской селекции: Элегия, Ода, Августина, Мроя, Этюд, Гирлянда, Амелия, которые характеризуются высоким генетическим потенциалом продуктивности. У новых сортов значительно возросла экологическая стабильность, общая адаптивность к неблагоприятным факторам среды, хлебопекарные и кормовые достоинства. В процессе создания новых сортов разработаны новые и усовершенствованы существующие подходы и методы селекции, решен ряд фундаментальных проблем. Благодаря развитию и применению на практике молекулярно-генетических методов ускорен процесс селекции. Для пшеницы локализован ряд генов, ответственных за различные хозяйственно полезные признаки. Создание новых сортов озимой пшеницы с использованием современных селекционно-генетических методов, разработка и усовершенствование методов селекции являются стратегически значимыми направлениями как в отношении фундаментальных разработок, так и в практическом плане обеспечения продовольственной безопасности в условиях жесткой конкуренции со стороны стран западной и восточной Европы

Молекулярно-генетическая характеристика образцов озимой мягкой пшеницы в связи с селекцией на устойчивость к полеганию

The objective of the study was to analyze the genomic structure and allelic composition of the dwarfing Rht-B1, Rht-D1 and Rht8 genes in 37 varieties and breeding samples of soft winter wheat in connection with breeding for lodging resistance in the Republic of Belarus. The molecular cytogenetic marking (C-banding) and DNA typing of genotypes were used. As a result, the analysis of the chromosomal composition of the breeding material showed that 21 winter wheat samples are characterized by the standard karyotype with the genomic structure AABBDD (2n = 42). Five variants of translocations affecting the chromosomes 1B, 3B, 5B, 6B, and 7B were revealed in the karyotypes of the remaining samples. It was found that the chromosomes of the 2nd and 4th homologous groups, in which the main dwarfing genes (Rht-B1, Rht-D1, and Rht8) are localized, did not undergo structural changes. Genotyping showed that 45.9 % of the samples contain one of the dwarfing alleles (Rht-B1b, Rht-D1b, Rht8c) in their genotype. A combination of two commercially significant alleles (Rht-B1b and Rht8c) in the genotype were identified in one of the winter wheat samples. The genotype with a combination of the Rht-B1a, Rht-D1a and Rht8b alleles occurred with the highest frequency (37.8 %) in the analysed breeding material. The Rht-B1b, Rht-D1a, Rht8b; Rht-B1a, Rht-D1a, Rht8a genotypes showed the frequency of 16.2 %. The Rht-B1a, Rht-D1a, Rht8c; Rht-B1a, Rht-D1b, Rht8b; Rht-B1a, Rht-D1b, Rht8j genotypes were identified in 5.4 % of the samples; the Rht-B1a, Rht-D1b, Rht8а genotypes – in 8.1 % of the samples. The analysis of the plant height, taking into account the karyotyping and genotyping data showed that the targeted selection of the most efficient allelic combinations of dwarfing genes is important for the cultivation region. The studies carried out allow us to suggest that the selection by the overwintering level can contribute to the fixation of the Rht8b allele in the breeding material, which is apparently associated with better winter hardiness in the conditions of Belarus.Цель – анализ геномной структуры и аллельного состава генов короткостебельности Rht-B1, Rht-D1 и Rht8 у 37 сортов и селекционных образцов озимой мягкой пшеницы в связи с селекцией на устойчивость к полеганию в Республике Беларусь. Методы. Молекулярно-цитогенетическое маркирование (С-бэндинг) и ДНК-типирование генотипов. Результаты. В ходе анализа хромосомного состава селекционного материала установлено, что 21 образец озимой пшеницы характеризуется стандартным кариотипом с геномной структурой AABBDD (2n = 42). В кариотипах остальных образцов выявлено пять вариантов транслокаций, затрагивающих хромосомы 1В, 3В, 5В, 6В и 7В. Установлено, что хромосомы 2-й и 4-й гомеологичных групп, в которых локализованы основные гены короткостебельности Rht-B1, Rht-D1 и Rht8, не подверглись структурным изменениям. В результате генотипирования показано, что 45,9 % образцов содержат в генотипе один из аллелей короткостебельности (Rht-B1b, Rht-D1b, Rht8с). Сочетание в генотипе двух коммерчески значимых аллелей короткостебельности Rht-B1b и Rht8с выявлено у одного образца озимой пшеницы. С наибольшей частотой (37,8 %) в проанализированном селекционном материале встречался генотип с комбинацией аллелей Rht-B1а, Rht-D1а и Rht8b. С частотой 16,2 % присутствовали генотипы Rht-B1b, Rht-D1а, Rht8b; Rht-B1а, Rht-D1а, Rht8а. Генотипы Rht-B1а, Rht-D1а, Rht8с; Rht-B1а, Rht-D1b, Rht8b; Rht-B1а, Rht-D1b, Rht8j выявлены у 5,4 % образцов, генотип Rht-B1а, Rht-D1b, Rht8а – у 8,1 % образцов. Заключение. Анализ высоты растения с учетом данных кариотипирования и генотипирования показал важность целенаправленного подбора наиболее эффективных для региона возделывания сочетаний аллелей генов короткостебельности. Проведенные исследования позволили предположить, что отбор по уровню перезимовки может способствовать закреплению в селекционном материале аллеля Rht8b, ассоциированного, по-видимому, с лучшей зимостойкостью в условиях Беларуси