Пшеница

   К настоящему времени разработаны стандартные методы, облегчающие перенос генов от видов, не имеющих родственных геномов с мягкой пшеницей. Одни из них основаны на методах хромосомной инженерии, другие – на методах генетического контроля мейотической рекомбинации, третьи – на методах генной инженерии. Результатом этого является тот факт, что из более чем 40 известных на сегодняшний день генов устойчивости пшеницы к листовой ржавчине – 30 интрогрессированы из родственных видов. Более 300 сортов мягкой пшеницы несут 1В/1R хромосомную транслокацию, определяющую устойчивость к фитопатогенам и продуктивность.

   В селекции мягкой пшеницы на устойчивость к листовой ржавчине используют скрещивания гексаплоидных и октоплоидных тритикале с пшеницей с целью получить 1ВL/1RS транслокацию, которая детерминирует устойчивость к болезням. При скрещивании тритикале с пшеницей спонтанно происходит процесс, получивший название misdivision, заключающейся в одновременном присутствии унивалентных хромосом 1В и 1R, разрыва их по центромерам и слияния в новую 1В/1R хромосму. Однако в результате подобных скрещиваний случаются и другие транслокации, которые могут приводить к появлению нежелательных признаков.

   Мутагенез.

   Для успешного развития селекции желательно повышение разнообразия источников хозяйственно-ценных признаков. Поэтому индуцированный мутагенез, и в первую очередь химический как наиболее эффективный, играет важную роль при создании исходных популяций для отбора.

   В исследованиях Института биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН под действием этиленимина были получены на мягкой озимой пшенице некоторые селекционно-ценные признаки, не характерные для этой культуры. В работах Института при оптимальном сочетании мутагена, его доз и исходного сорта озимой мягкой пшеницы, было выделено значительное количество мутантов, устойчивых к листовой ржавчине – до 12% по отношению ко всем выделенным мутантам. В результате возникновения множественных мутаций обнаружены формы, сочетающие в одном мутанте устойчивость к двум и нескольким фитопатогенам на фоне иных ценных мутантных признаков: высоких адаптивных свойств, высокой урожайности, высоких хлебопекарных качеств, устойчивости к полеганию. Особую ценность представляют мутанты, обладающие комплексной устойчивостью к трем-пяти фитопатогенам, включающим помимо устойчивости к облигатным фитопатогенам устойчивость к сапрофитам (расонеспецифическая устойчивость). Данные мутанты представляют интерес не только как источники каких-либо признаков. Они служат также непосредственным исходным материалом при создании новых сортов. В ряде случаев данный материал не нуждается в селекционной доработке и является готовым сортом, требующим только размножения.

   Применение химического мутагенеза для создания доноров новых и редких признаков у озимой мягкой пшеницы, а также для непосредственного использования мутантов с комплексами ценных признаков в виде хозяйственно-ценного исходного материала при создании новых сортов без существенной доработки этого материала сокращает селекционный процесс на 3-4 года.

   Методы биотехнологии.

   Генетическая трансформация – еще одна возможность введения новых генов в геном культурных форм, дополняющая традиционные методы селекции.

   Отдаленная гибридизация культурных злаков с дикорастущими сородичами имеет целью перенос единичных генов или небольших фрагментов хромосом от дикорастущих в геном культурных видов. Но для этого необходимо преодолеть барьер несовместимости – отсутствие конъюгации хромосом в мейозе. У пшеницы в хромосоме 5В были обнаружены гены, влияющие на конъюгацию хромосом, и, таким образом, выявлена возможность в определенной степени управлять этим процессом. Удаляя или нейтрализуя в гибридном ядре ген, ингибирующий конъюгацию негомологичных хромосом, вызывают их спаривание и кроссинговер. Таким путем в Институте селекции растений (Кембридж, Великобритания) был перенесен из генома эгилопса (A. comosum) в геном пшеницы ген, определяющий устойчивость к ржавчине и создан устойчивый высокопродуктивный сорт Compair.