Система для оценки адаптации пшеницы (Triticum aestivum) в разных средах к тепловому стрессу

Адаптация пшеницы к тепловому стрессу является одной из ключевых задач в селекции, особенно в условиях изменчивого климата. В последние десятилетия изменения климата значительно повлияли на сельское хозяйство, особенно в таких странах, как Австралия, где условия для выращивания зерновых культур становятся всё более непредсказуемыми. Тепловой стресс — это одна из самых серьезных угроз, с которыми сталкиваются агрономы и селекционеры, поскольку он может негативно сказаться на урожайности и качестве зерна.

Проблема теплового стресса

В условиях переменного климата тепловой стресс может проявляться неравномерно: в одни годы он может быть выражен значительно, а в другие — практически отсутствовать. Это создает сложности для селекционеров, которые стремятся отобрать сорта, способные адаптироваться к таким условиям. Основная задача заключается в том, чтобы выявить генетические маркеры, которые позволят селекционерам прогнозировать, как различные сорта пшеницы будут реагировать на тепловой стресс.

Мультисредовая система оценки

В данном исследовании была разработана мультисредовая система для оценки адаптации пшеницы к тепловому стрессу. В рамках этой системы было проанализировано 1225 удвоенных гаплоидных линий, отобранных из пяти различных популяций. Исследование проводилось в шести различных средах, три из которых были выбраны с учетом контрастных температурных условий в периоды цветения и налива зерна в течение двух сезонов подряд.

Для каждой линии и каждой среды были собраны данные о температурных условиях в критические периоды роста растений. Это позволило провести глубокий анализ влияния теплового стресса на производительность и адаптивные способности различных генотипов.

Результаты анализа QTL

С помощью анализа QTL (количественные наследуемые признаки) на уровне всего генома было выявлено 199 QTL, которые отвечают за адаптацию пшеницы к тепловому стрессу. Из них 60 QTL связаны с производительностью, а 139 — с реакцией на стрессовые условия. Это открытие имеет большое значение для селекции, так как позволяет выделить как стабильные, так и адаптивные характеристики.

Интересно, что 99 из выявленных QTL не зависят от 21 QTL, отвечающего за дату цветения. Это означает, что селекционеры могут использовать эти маркеры для отбора сортов, которые не только устойчивы к тепловому стрессу, но и могут адаптироваться к различным срокам посева.
Значение для селекции

Оценка адаптации к тепловому стрессу как сочетание производительности и отзывчивости дает селекционерам возможность выбирать сорта, которые будут устойчивы к нестабильным условиям окружающей среды. Это особенно важно в условиях, когда изменение климата становится нормой. Система, разработанная в этом исследовании, предоставляет мощные инструменты для улучшения сортов пшеницы, что в конечном итоге может привести к повышению урожайности и устойчивости сельского хозяйства.

Заключение

Адаптация пшеницы к тепловому стрессу — это сложная задача, требующая комплексного подхода и глубокого понимания генетических основ. Мультисредовая система оценки, представленная в данном исследовании, открывает новые горизонты для селекции и может сыграть ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности в условиях изменчивого климата. С помощью современных методов анализа и селекции мы можем создать сорта пшеницы, способные выживать и приносить урожай даже в самых сложных условиях.

Полный вариант статьи: Springer