Видовий склад і класифікація пшениць

Тема: Генетика пшениці, тритикале, ячміню.

1. Класифікація, систематика, генографія видів, каріотипи і геномний склад пшениці.
2. Генетика ознак, генетичний потенціал мінливості, генофонд пшениці та його використання в селекції.
3. Генетична характеристика та особливості селекції тритикале.
4. Класифікація, каріотип, генетика ознак, генетичний потенціал мінливості, генофонд ячменю та його використання в селекції.

Видовий склад і класифікація пшениць.

Пшениця є однією із головних зернових культур на Землі. Її вирощують на всіх континентах у більшості країн світу від північних полярних районів до півдня Африки і Америки. Батьківщиною пшениці є Передня Азія включаючи Закавказзя і частково Дагестан. В Україні П. появилася в культурі у 4 — 3 тисячолітті до н.е. (тверда П. і поширений колись вид П. — полба); у 6 в. до н.е. і згодом П. була важливим предметом експорту з південної України до Греції і Риму. У ранню княжу добу П. втратила своє значення порівняно з просом і житом, пізніше — порівняно з житом. Щойно після розорювання Степу і поширення на ньому посівів П. вона стала у 19 ст. головною зерновою культурою України і найважливішою з експортних. В 1913 посівна площа П. займала на території УРСР 8,9 млн га (ячменю 5,8 млн га, жита 4,5 млн га), або 31,8'% всієї посівної площі і 36,0% зернових; у тому числі озима П. становила 3,1 і яра 5,8 млн га. Загальний збір озимої П. становив 3,6, ярої — 4,3 млн т. На Правобережній і Західній Україні була поширена майже винятково озима П., на Лівобережжі й у Степу переважала яра, в Криму озима. З другої половини 1920-их pp. площа П. зазнала збільшення через зменшення посівів ячменю, а ще більше менш урожайного жита.

Види, що вирощуються в Україні. П. м'яка або звичайна (Triticum aestivum Linn.) використовується як основний компонент хлібних виробів. П. тверда (Triticum durum Desf.) використовується для виготовлення макаронного тіста та для покращення звичайних хлібних виробів.

В основу систематики пшениці, яка використовується у нашій країні лягли роботи Вавілова і Фляксбергера. В теперішній час рід Triticum L. включає два підроди (Triticum і Boeoticum) шість секцій і 27 видів об’єднаних в десять груп. В систематиці також враховано специфічність геномів і рівень поліплоїдності. В основі виділення в даній системі двох підродів Triticum і Boeoticum лежить ідея походження тетраплоїдних видів, згідно якої першими аллополіплоїдами в процесі еволюції були дикі полби: Triticum dicoccoides – з геномами А і В і Triticum araraticum – з геномами А і G (джі). Поділ на секції визваний результатом геномного аналізу, а на групи адаптивними ознаками (плівчастіть і голозерність).

Серед хлібних злаків рід Triticum виділяється найбільшим поліморфізмом (різноманітністю). Чітку характеристику видам пшениць дав підрахунок кількості хромосом, який дозволив виділити три рівні плоїдності диких і культурних пшениць.

Геном – сукупність генів, локалізованих у галоїдному наборі хромосом даного виду. Геном характеризує види, а не окрему особину. Геномний аналіз в генетиці рослин є одним із розділів генетичного аналізу, розкриває ступінь спорідненості геномів і хромосом, тобто походження видів і родів. Результати геномного аналізу дозволяють прогнозувати успіх віддаленої (міжвидової і міжродової гібридизації), яка має велике значення для практичної селекції.

До диплоїдних видів (2n = 14), які містять геном А відносяться:

Однозернянка дика беотійська (T. boeoticum), Дика однозернянка Урарту (T. urartu), Однозернянка культурна (T. monococcum), Пшениця Сінської (T. sinskajae). Ці види характеризуються наступними цінними для селекції ознаками: мають високий вміст білку в зерні від 24,7% (T. urartu) до 37% (T. boeoticum). Багато зразків T. boeoticum мають високу стійкість до бурої і жовтої іржі. Рослини T. monococcum характеризується високою імунністю до грибкових хвороб, стійкі до вилягання. Фляксбергер відмічав, що соломина у однозернянки культурної тонкостінна, виповнена, гнучка, еластична, зовсім не вилягає

До негативних ознак, які обмежують використання цих видів в селекційній практиці, відносяться ламкість колосового стрижня, труднощі при обмолоті і низька насіннєва продуктивність.

Пшениця Сінської (T. sinskajae) є новим видом пшениці виділеним Філатенко і Куркієвим (1975 р.) в зразку T. monococcum, який привіз Жуковський в 1926 р. із Турції. Цей вид є голозерним мутантом культурної однозернянки. Так як і культурна однозернянка він характеризується стійкістю до грибкових хвороб, вилягання і містить в зерні підвищений вміст білку.

До тетраплоїдних плівчастих видів з геномами АВ відносяться:

Полба дика (T. dicoccoides), Полба звичайна, еммер (T. dicoccum), Полба колхідська (T. paleo-colchicum) і Полба ісфаханська (T. ispahanicum). Важливими селекційними ознаками у цієї групи є: – високий вміст в зерні білку від 18,8% (Полба колхідська) до 30,6% (Полба дика ). ТакожПолбадика і колхідська містить в білку до2,38 і 2,91% лізину. Більшість із цих видів є невибагливими до умов вирощування. Фукасава в своїх роботах відмічає, що дика полба відновлює фертильність у гібридів, які мають цитоплазму пшениці Тімофєєва і ядро твердої пшениці.

До негативних ознак відносять сильну ламкість колосового стрижня і трудність при обмолоті а також наявність форм, які пошкоджуються грибковими хворобами. Також небажаною ознакою у Полби ісфаханської є те, що зерно має властивість проростати в колосі.

До тетраплоїдних голозерних видів з геномами А і В відносять:

Пшеницю тургідум (T. turgidum), – багато зразків цього виду мають високу продуктивністю і не дивлячись на високорослість не вилягають. Деякі форми характеризуються скоростиглістю. Вид в цілому імунний до грибкових хворобі і більшості рас бурої і жовтої іржі. До негативних ознак відносять високорослість. У більшості форм висота рослин сягає 2 м. М.І. Вавілов відмічав, що у горах Азербайджану і Дагестану зразки T. turgidum – гіганти серед всіх пшениць світу. Вид в цілому високовимогливий до вологи, характеризується низькою зимостійкістю і порівняно низьким вмістом білку.

Пшениця тверда (T. durum) – має важливе виробниче значення і займає друге місце у світі (після м'якої) за посівними площами і є основною сировиною для макаронного виробництва.

Пшениця туранська (T. turanicum). Морфологічно подібна до пшениці твердої. Маса 1000 зерен сягає 60 г. Окремі зразки містять до 22,7 % білку. Деякі форми характеризуються скоростиглістю і добрими макаронними властивостями. Разом з тим зерно має добрі хлібопекарські властивості. До негативних властивостей відносять низьку зимо і посухостійкість, схильні до вилягання, сприятливість до більшості поширених хвороб.

Пшениця ефіопська (T. aethiopicum). Деякі зразки цього виду стійкі до кореневих гнилей, стеблової і частково до бурої іржі. Вміст білку в зерні сягає 25,6 %.

До негативних ознак можливо віднести низьку продуктивність колоса, низьку кущистість, відсутність посухостійких форм і підвищену схильність до відкритого цвітіння, сприятливість до твердої головні, борошнистої роси.

Пшениця полонікум (T. polonicum) – характеризується скоростиглістю і крупнозерністю (маса 1000 зерен досягає 80 г). Вид в цілому стійкий до осипання і відносно стійкий до грибкових хвороб. Вміст білку в зерні сягає до 26,9 %. До негативних господарсько цінних ознак відносять: високорослість, низьку урожайність, сприятливість до стеблової іржі і сажки.

Пшениця перська, дика, карлатинська (T. persicum). До корисних селекційних ознак відносять: стійкість до низьких температур як на початку росту так і при дозріванні, скоростиглість, стійкість до проростання зерна в колосі і у валках. Характеризується високою стійкість до борошнистої роси і до різних видів іржі. Вміст у зерні білка сягає до 23 %. До негативних властивостей відносять низьку посухостійкість, дрібнозерність, низькі хлібопекарські якості.

До Гексаплоїдних плівчастих видів з геномами АВD відносяться:

Пшениця маха (T. macha). До селекційно цінних ознак цього виду відносять вологовиносливість (за цією ознакою пшениця маха може бути використана для селекції в районах з надмірним зволоженням). Також даний вид характеризується великою листковою масою, що є цінною ознакою при селекції кормової пшениці, міцну соломину і стійкістю до вилягання і різних видів сажки.

До негативних ознак відносять: трудність при обмолоті зерна, ламкість колоса, пізньостиглість, низька зимостійкість і посухостійкість. Спосіб життя озимий.

Пшениця спельта (T. spelta). Характеризується невибагливістю, стійкістю до перезволоження. Вміст білку у деяких зразків сягає 24,8 %.

До негативних ознак відносять трудність при обмолоті зерна, ламкість колосового стрижня, низька насіннєва продуктивність, відносно довгий вегетаційний період, низька посухостійкість, сприятливість до борошнистої роси, бурої і жовтої іржі.

Пшениця Вавилова (T. vavilovii). Характеризується високою посухо -і жаростійкістю. Значно пошкоджується різними видами іржі, сажки, борошнистою росою, шведською і гессенською мухами. М.І. Вавілов назвав цю пшеницю акумулятором інфекції. Цей вид можна успішно використовувати для штучного інтенсивного інфекційного фону при випробуванні селекційного матеріалу на стійкість до грибкових хвороб.