Международный селекционно-генетический центр
Научный руководитель центра - Шаманин Владимир Петрович
Центр объединяет две лаборатории:
- Учебно-научную лабораторию селекции и семеноводства полевых культур им. С.И. Леонтьева
- Научно-учебную лабораторию генетики зерновых культур
Направления исследований
Теоретические и практические решения вопросов адаптивного и экологического направления в селекции пшеницы, которое основано на концепции усиления генетического контроля способности растений эффективно использовать благоприятные факторы внешней среды и противостоять действию абиотических и биотических стрессов - "генотип доминирует над средой".
Комплексные исследования позволили теоретически и экспериментально обосновать технологию селекции яровой мягкой пшеницы на адаптивность, основные элементы которой включают:
- Поиск и использование в гибридизации генов, способствующих лучшей адаптации растений пшеницы к неблагоприятным факторам внешней среды и прежде всего к засухе и болезням;
- Оценка и отбор на провокационных фонах - засушник, ранние сроки сева, инфекционные фоны, экологические пункты, солонцовые почвы;
- Широкое экологическое испытание созданного исходного материала в различных пунктах Западно-Сибирского и Уральского регионов.
- Селекция полевых культур, сочетающих высокую продуктивность, устойчивость к биотическим и абиотическим стрессорам и качество зерна.
- Генетическое обоснование и совершенствование методов селекции новых сортов зерновых культур, устойчивых к негативным, биотическим и абиотическим факторам для условий Западной Сибири;
- Генетическое изучение физиологических процессов, в частности изучение механизмов устойчивости к засухе, защитных реакций на поражение распространенными вредителями и болезнями;
- Генетика развития растений;
- Генетика комплексов глиадина, для повышения качества сортов создаваемых в селекционном процессе;
- Генетика диких злаков, и диких сородичей яровой мягкой пшеницы, разновидностей Agropyrum, Aegilops;
- Разработка генетических методов идентификации генотипов и применение их в первичном семеноводстве зерновых культур;
- Идентификация генов устойчивости к болезням на основе ДНК-маркерной технологии с применением ПЦР;
- Изучение хозяйственно-ценных признаков, определяемых установленными локусами количественных признаков (QTL), у линий картирующей популяции яровой мягкой пшеницы;
- Уточнение основных генетических параметров и требований к сортам изучаемых культур в Западной Сибири в соответствии с условиями произрастания, современной экологической и экономической обстановкой;
- Создание исходного материала для селекции с использованием диких злаков, выявление доноров из коллекции СИММИТ, ВИР и других российских и зарубежных селекционно-генетических учреждений;
- Планирование и организация комплексных научных исследований по разработке и совершенствованию современных методов для селекции сортов зерновых культур.
Результаты исследований
Создано более 20 сортов яровой мягкой пшеницы, которые включены в Государственный реестр селекционных достижений по 4 регионам РФ, и возделываются на десятках миллионов гектаров.
Выявлены фенотипические и генетические источники для селекции на устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам среди линий синтетической пшеницы, полученных из Международного центра улучшения кукурузы и пшеницы (CIMMYT) и Японии (университет Киото), которые созданы путем скрещивания засухоустойчивых сортов твердой пшеницы из Украины, Румынии и США с образцами Ae. tauschii из района Каспийского бассейна (Иран, Азербайджан и Дагестан) и других эколого-географических регионов мира.
Установлена значимость синтетиков пшеницы в качестве источников устойчивости к болезням, что подтверждается высокой устойчивостью к бурой – 19 линий (12,9%) и стеблевой ржавчине – 36 шт. (24,5%), к мучнистой росе – 29 шт. (19,7%). Выделены линии с групповым иммунитетом ко всем трем патогенам: №14 Langdon / Ku-2075, №21 Langdon / Ku-20-9, №22 Langdon / Ig 48042, №33 Ukr-Od 1530.94 / Ae.sq. (629), №53 Langdon / Ku-2079, №65 Langdon / Ku-2105.
Идентифицированы эффективные, либо в комплексе при пирамидировании, гены устойчивости к бурой ржавчине: Lr10, Lr24, Lr34, в том числе привнесенные в геном синтетической пшеницы от Ae. tauschii – Lr21 и Lr39 (Lr41).
В качестве источников устойчивости к септориозу рекомендованы линии синтетической пшеницы: №29 Langdon / IG-126387, №31 Аisberg / Аe.sq.(369), №32 Аisberg / Аe.sq.(369), №33 Ukr-Od 1530.94 / Аe.sq.(629), №35 Ukr-Od 1530.94 / Аe.sq. (629), №37 Ukr-Od 1530.94 / Аe.sq.(310), №44 Ukr-Od 1530.94 / Аe.sq.(1027), №46 Ukr-Od 1530.94 / Аe.sq.(1027), №47 Langdon / Ku-2093, №48 Ukr-Od 1530.94 / Аe.sq.(1027) и №49 Ukr-Od 1530.94 / Аe.sq.(1027).
Выделены линии синтетиков, представляющие интерес в качестве исходного материала в селекции на улучшение признаков продуктивности растений:
- по продуктивной кустистости;
- по числу колосков с главного колоса; по массе главного колоса; по числу зерен в
- главном колосе; по общему числу зерен с растения; по массе зерна главного колоса; по массе зерна растения; по урожайности.
На основании оценки основных размеров зерновки, с использованием программы Smart Grain, выделены линии синтетиков, параметры, зерновки которых сопряжены с лучшими показателями натуры зерна и выхода муки.
Изучены закономерности адаптивности сельскохозяйственных растений, разработаны методы создания засухоустойчивых сортов полевых культур, предложены методы использования клеточных технологий в селекции и семеноводстве, созданы наборы анеуплоидных и изогенных линий пшеницы, осуществлен перенос в пшеницу ценных чужеродных генов, изучены эффекты генов, разработаны модели засухоустойчивых сортов яровой пшеницы, дан физиологический анализ продукционного процесса в посевах пшеницы, усовершенствованы методы оценки сортов на потенциальную продуктивность и устойчивость к стрессорам в полевых условиях.
