ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОЛЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ИЗ СРЕДНЕЙ АЗИИ, ВЫРАЩЕННОЙ В УСЛОВИЯХ КАЗАХСТАНА
DOI:
https://doi.org/10.26577/eb.2023.v96.i3.06Ключевые слова:
озимая мягкая пшеница, взаимодействие генотип × среда, компоненты урожаяАннотация
В данном исследовании проведено экологическое тестирование 139 образцов коллекции озимой пшеницы из Средней Азии, выращенных на опытных полях Казахского научно-исследовательского института земледелия и растениеводства (Алматинская область, юго-восток) и Красноводопадской сельскохозяйственной опытной станции (Туркестанская область, юг) в течение вегетационных периодов 2020-2021 и 2021-2022 годов. Коллекция была проанализирована по 12 признакам: время колошения, время созревания, вегетационный период, высота растения, длина верхнего междоузлия, длина колоса, количество продуктивных колосьев, количество зерен в колосе (КЗК), масса зерна с колоса, масса зерен с растения, масса 1000 зерен (МТЗ) и урожайность с 1 м2 (УМ2). Индекс корреляции по Пирсону показал положительную связь между признаками, связанными с урожайностью, в двух исследуемых регионах. Среди сортов коллекции 107 образцов превзошли по средним значениям УМ2 сорт-стандарт в Алматинской (Жетысу) и 134 образца сорт Память 47 в Туркестанской областях. Семь сортов (Karaspan, Mars 1, Pamyat, Dank, Zhamin, KYIAL и Talimi) продемонстрировали высокие показатели по трем признакам (КЗК, МТЗ, УМ2), связанным с урожайностью, в двух регионах. Дисперсионный анализ коллекции озимой пшеницы из Средней Азии показал влияние взаимодействия генотип × среда на изученные признаки в условиях Казахстана. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейших исследований, связанных с адаптацией и продуктивностью озимой пшеницы, в программе селекции для отбора лучших линий-кандидатов, а также для полногеномного ассоциативного анализа признаков, связанных с урожайностью.
Библиографические ссылки
Abugalieva A., Peña-Bautista R.J. (2010) Grain quality of spring and winter wheat of Kazakhstan, The Asian and Australasian Journal of Plant Science and Biotechnology, vol. 4, pp. 87-90
Amalova A., Yermekbayev K., Griffiths S., Winfield M.O., Morgounov A., Abugalieva S., Turuspekov Y. (2023) Population Structure of Modern Winter Wheat Accessions from Central Asia. Plants, vol. 12(12), p. 2233. doi: 10.3390/plants12122233
Collard B.C., Jahufer M.Z.Z., Brouwer J.B., Pang E.C.K. (2005) An introduction to markers, quantitative trait loci (QTL) mapping and marker-assisted selection for crop improvement: the basic concepts. Euphytica, vol. 142(1), pp. 169-196. doi: 10.1007/s10681-005-1681-5
Dospekhov B. Methods of field experience [Metodika polevogo opyta.]. Moscow: Kolos 1985, 350 p. [in Russian]
Duggan B.L., Domitruk D.R., Fowler D.B. (2000) Yield component variation in winter wheat grown under drought stress. Canadian Journal of Plant Science, vol. 80(4), p. 739-745. doi: https://doi.org/10.4141/P00-006
El-Feki W.M., Byrne P.F., Reid S.D., Haley S.D. (2018) Mapping quantitative trait loci for agronomic traits in winter wheat under different soil moisture levels. Agronomy, vol. 8(8), p. 133. doi: 10.3390/agronomy8080133.
Food and Agriculture Organization of the United Nations. Available online: https://www.fao.org/faostat/en/#home (accessed on 25 February 2022)
Foreign Agricultural Service of the US Department of Agriculture (USDA) https://fas.usda.gov/ (accessed on 20 February 2022)
Halder J., Gill H.S., Zhang J., Altameemi R., Olson E., Turnipseed B., Sehgal S. K. Genome‐wide association analysis of spike and kernel traits in the US hard winter wheat // The Plant Genome. – 2023. – P. e20300.
Kumar A., Mantovani E.E., Simsek S., Jain S., Elias E.M., Mergoum M. (2019) Genome wide genetic dissection of wheat quality and yield related traits and their relationship with grain shape and size traits in an elite non-adapted bread wheat cross. PLoS One, vol. 14(9), p. e0221826. doi: 10.1371/journal.pone.0221826.
Morgounov A., Gómez-Becerra H. F., Abugalieva A., Dzhunusova M., Yessimbekova M., Muminjanov H., Zelenskiy Y., Ozturk L., Cakmak I (2006). Iron and zinc grain density in common wheat grown in Central Asia, Euphytica, 2006, vol. 155(1-2), pp. 193-203. doi:10.1007/s10681-006-9321-2
Newbury H. J. (2003) Plant molecular breeding. CRC Press., 265 p.
Pang Y., Liu C., Wang D., Amand P.S., Bernardo A., Li W., Li L., Wang L., Yuan X., Dong L., Su Y., Zhang H., Zhao M., Liang Y., Jia H., Shen X., Lu Y., Hongming J., Wu Y., Li A., Wang H., Kong L., Bai G., Liu S., Liu S. (2020) High-resolution genome-wide association study identifies genomic regions and candidate genes for important agronomic traits in wheat. Molecular Plant, vol. 13(9), pp. 1311-1327. doi: 10.1016/j.molp.2020.07.008
Rozbicki J., Ceglińska A., Gozdowski D., Jakubczak M., Cacak-Pietrzak G., Mądry W., Golda J., Piechocinski M., Sobczynski G., Studnicki M., Drzazga, T. (2015) Influence of the cultivar, environment and management on the grain yield and bread-making quality in winter wheat. Journal of cereal science, vol. 61, pp. 126-132.
Shiferaw B., Smale M., Braun H.J., Duveiller E., Reynolds M., Muricho G. (2013) Crops that feed the world 10. Past successes and future challenges to the role played by wheat in global food security, Food Security, vol. 5(3), p. 291-317. doi: 10.1007/s12571-013-0263-y
Studio Team 2023. RStudio: Integrated Development for R. RStudio, Inc., Boston, MA URL http://www.rstudio.com/
Sukumaran S., Dreisigacker S., Lopes M., Chavez P., Reynolds M. P. (2015) Genome-wide association study for grain yield and related traits in an elite spring wheat population grown in temperate irrigated environments. Theoretical and applied genetics,vol. 128, №. 2, pp. 353-363
Tshikunde N.M., Mashilo J., Shimelis H., Odindo A. (2019) Agronomic and physiological traits, and associated quantitative trait loci (QTL) affecting yield response in wheat (Triticum aestivum L.): A review. Frontiers in plant science, vol. 10, pp. 14-28.
Tura H., Edwards J., Gahlaut V., Garcia M., Sznajder B., Baumann U., Shahinnia F., Reynolds M., Langridge P., Balyan H.S., Gupta P.K., Schnurbusch T., Fleury D. (2020) QTL analysis and fine mapping of a QTL for yield-related traits in wheat grown in dry and hot environments. Theoretical and Applied Genetics, vol. 133, №.1, pp. 239-257.
USDA (2019) "Kazakhstan - Republic of Grain and Feed Update Kazakhstan Grain and Feed July Report", p.11.
Vavilov N.I. (1926) Centers of origin of cultivated plants [Tsentry proiskhozhdeniya kul'turnykh rasteniy]. Proceedings on Applied Botany and Breeding,vol. 16. № 2., 248 p. [in Russian]
Xu Y., Li P., Yang Z., Xu C. (2017) Genetic mapping of quantitative trait loci in crops. The Crop Journal, vol. 5, №. 2, pp. 175-184.
