Lodging in wheat: genetic and environmental factors and ways of overcoming

E V Ageeva,I N Leonova,I E Likhenko

doi:10.18699/vj20.628

Abstract

Полегание является одной из основных проблем снижения урожайности и качества зерна озимой и яровой пшеницы. Устойчивость этой культуры к полеганию в значительной степени зависит от факторов внешней среды, биологических и морфологических особенностей стебля и корневой системы. Селекция сортов на устойчивость к полеганию актуальна во многих странах мира, и в данном направлении получен ряд достижений. Высота растений – важный морфологический признак, связанный с устойчивостью к полеганию. Основным направлением для снижения риска возникновения полегания стало выведение сортов, несущих гены короткостебельности (Rht). Гены Rht-B1b, Rht-D1b, Rht8, Rht11 получили широкое распространение во всем мире среди сортов мягкой пшеницы благодаря значительному влиянию на хозяйственно ценные признаки, включая полегание. Немаловажным оказалось изучение анатомо-морфологических особенностей и химического состава тканей стебля, которые дополняют оценку устойчивости к полеганию и позволяют более полно характеризовать изучаемый сортовой материал. Особенно большую роль в прочности стебля многие исследователи отводят толщине стенок междоузлий и их анатомическому строению. Диаметр соломины, ее толстостенность и вес, большое количество сосудистых пучков и широкое кольцо механических тканей коррелируют с устойчивостью к полеганию. Важными структурными компонентами, обеспечивающими прочность стебля у пшеницы, являются содержание лигнина, кремния и целлюлозы. Большое значение в выявлении генетической основы взаимоотношений между анатомическими и морфофизиологическими признаками стебля и корневой системы и полеганием имеют молекулярно-генетический анализ и картирование генов и локусов количественных признаков. Генетические факторы, отражающие корреляции между полеганием и толщиной стенки стебля, числом проводящих пучков и другими параметрами, были картированы в хромосомах 1А, 1B, 2A, 2D, 3A, 4B, 4D, 5A, 5D, 6D и 7D. Установлено, что локусы с высоким фенотипическим эффектом в отношении толерантности к полеганию колокализуются с локусами, ответственными за высоту растения, диаметр и прочность стебля. Для повышения устойчивости к полеганию необходимы разработка комплекса агротехнических методов, снижающих влияние почвенноклиматических факторов, и создание толерантных к полеганию сортов.

Highlights

Введение Полегание – один из главных факторов, влияющих на урожайность пшеницы, качество зерна и содержание в нем питательных веществ
В подтверждение такого вывода го ворят факты массового распространения полегания во влажных районах с обильными естественными осадками (Niu et al, 2016)
Для снижения риска возникновения полегания необходимо учитывать не только анатомо-морфологические и физиологические особенности сорта, такие как длина и толщина стебля, длина междоузлий, содержание лигнина и целлюлозы и др., но и климатические особенности ре гион ов, на территории которых культивируются генотипы

Summary

Introduction

Введение Полегание – один из главных факторов, влияющих на урожайность пшеницы, качество зерна и содержание в нем питательных веществ. Анализ многочисленных работ (Носатовский, 1965; Те рентьев, 1974; Иванов, Дохунаев, 1979; Лелли, 1980; Захаров и др., 2014; Packa et al, 2015; Shah et al, 2017; Khobra et al, 2019) позволяет сделать заключение, что полегание – это по существу физиологическая реакция растений на определенные условия внешней среды: недостаток света, структуру почвы, ее избыточную влажность, влажный с высокой температурой микроклимат воздуха, высокое содержание азота и других минеральных составляющих (Mavi et al, 2004; Dahiya et al, 2018).

Results

Conclusion