Анотація до роботи:

Усова З.В. Поліморфізм високомолекулярних глютенінів в селекції озимої м’якої пшениці на якість зерна для умов Лісостепу України – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 – селекція рослин. – Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр`єва УААН, Харків, 2008.

Робота присвячена вивченню інформаційної цінності алельних варіантів високомолекулярних глютенінів за якістю зерна озимої м’якої пшениці. Виявлено взаємозв’язок мiж варiантами блоків високомолекулярного глютеніну і технолого-біохімічними показниками якості зерна озимої м’якої пшениці. Ідентифіковані маркернi компоненти ознак високої якості зерна. Відкорегована шкала оцінки впливу алельних варіантів високомолекулярних глютенінів на показники якості зерна. Встановлено незалежний зв’язок гліадинів, високомолекулярних глютенінів та консистенції ендосперму у визначенні потенціалу якості пшеничних генотипів. Визначено характер успадкування алельних варіантів високомолекулярних глютенінів при внутрішньовидовій гібридизації озимої м’якої пшениці. Охарактеризовано 1060 сортів світового генофонду озимої м’якої пшениці за частотою зустрічальності алельних варіантів високомолекулярних глютенінів. Виявлено джерела високої якості зерна. Розроблені генетичні формули вивчених сортів за глютенінкодуючими локусами.

За результатами досліджень виділені кращі за ознаками якості зерна лінії, як вихідний матеріал для селекції озимої м’якої пшениці.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукового завдання, яке виявляється в визначенні інформаційної цінності алельних варіантів високомолекулярних глютенінів за якістю зерна, що підвищує ефективність добору цінних генотипів та надійність ідентифікації і паспортизації генофонду. Встановлено кодомінантний тип успадкування алельних варіантів високомолекулярних глютенінів у внутрішньовидових гібридів озимої м’якої пшениці. На основі виявлених закономірностей фенотипового прояву технолого-біохімічних показників якості зерна та встановленого генотипового їх маркування алельними варіантами високомолекулярних глютенінів, доведено можливість створення цінного вихідного матеріалу з стабільно високим рівнем прояву цих ознак. Розроблені генетичні формули 1060 сортів світового генофонду озимих пшениць за алельними варіантами високомолекулярних глютенінів. Створений цінний вихідний матеріал, що має важливе значення для селекції озимої пшениці.

1. Встановлено інформаційну цінність алельних варіантів високомолекулярних глютенінів за комплексом технолого-біохімічних ознак якості зерна озимої м’якої пшениці. Генетичними маркерами високого рівня прояву ознак є алельні варіанти 1А2*, 1В7+8, 1В17+18, 1В13+16, 1D5+10. Маркерами негативного впливу є алельні варіанти 1В6+8, 1В20, 1D2+12. Вплив алельних варіантів 1А1, 1АNull, 1В7+9, 1В14+15 залежить від кліматичних умов року вирощування.

2. Вперше для умов Лісостепу України визначено інформаційну цінність нових для цієї зони трьох алельних варіантів високомолекулярних глютенінів: 1В13+16, 1В14+15 та 1В20. Внесок в генетичний потенціал якості складає 3 бали для 1В13+16 та по 1,5 бали для 1В14+15 і 1В20.

3. Експериментально підтверджено незалежність успадкування консистенції ендосперму, структури спектрів гліадину та високомолекулярного глютеніну. Консистенція ендосперму відіграє другорядну роль у визначенні показників якості зерна, в порівнянні з субодиницями високомолекулярних глютенінів та блоками гліадинів.

4. Проведено ранжування алельних варіантів блоків високомолекулярних глютенінів у відповідності з їх інформаційною цінністю і на цій основі удосконалена класифікація сортів озимої м’якої пшениці за спадково обумовленим рівнем якості зерна, що спрощує процес визначення якісного потенціалу селекційного матеріалу та ідентифікацію і паспортизацію генофонду озимої м’якої пшениці.

5. Встановлено кодомінантний тип успадкування алельних варіантів високомолекулярних глютенінів та показано широкий спектр поєднань їх варіантів у генотипах.

6. Аналіз розщеплення за глютеніновими субодиницями в F₂ виявив монофакторний характер успадкування блоків компонентів високомолекулярних глютенінів за законами Менделя у співвідношенні 1:1:1:1.

7. Встановлено обмежену кількість субодиниць високомолекулярних глютенінових білків у сортів України і Росії (найбільшого поширення набули: (1А1, 1В7+9, 1D5+10), що свідчить про звужену генетичну основу генофонду озимої м’якої пшениці у цих країнах.

8. За складом алельних варіантів високомолекулярних глютенінів сорти озимої м’якої пшениці поділено на 11 груп. Перша, найбільша за обсягом група сортів має алельні варіанти 1А1, 1В7+9, 1D5+10; друга група – 1А2*, 1В7+9, 1D5+10; третя група – 1А Null; четверта група – 1 (2*), 7+8, 5+10; п’ята група пшениць – Null, 6+8, 5+10; шоста – дев’ята групи включають іноземні сорти з новими для нашої зони алельними варіантами, які контролюються хромосомою В1 - 13+16, 17+18, 20, 14+15, до десятої групи віднесені сорти з алельним варіантом 2+12 хромосоми D1, одинадцяту групу склали поліморфні сорти.

9. Визначено значний поліморфізм світового генофонду пшениць за алельними варіантами високомолекулярних глютенінів. 18,3 % вивчених сортозразків поліморфні за одним, двома, а в деяких випадках – трьома локусами.

10. За складом високомолекулярних глютенінових білків сорти розподілено на 3 кластери. До першого кластеру ввійшли сорти Росії, Болгарії, Югославії, Австрії, які характеризуються обмеженою кількістю алельних варіантів субодиниць Glu-1. До другого кластеру увійшли сорти більшості країн Європи, а також США і Канади, які характеризуються відносно високою частотою зустрічальності субодиниць хромосом А1, В1, D1. Третій кластер складають сорти озимої м’якої пшениці, які мають у спектрі високомолекулярних глютенінів практично всі ідентифіковані варіанти. Ці сорти мають значну цінність з точки зору включення в селекційний процес з метою розширення генетичного різноманіття вихідного матеріалу.

11. Частота зустрічальності алельного варіанту високомолекулярних глютенінів 1А1 у сортів озимої м’якої пшениці української і зарубіжної селекції вказує на можливість його використання як генетичного маркера високої адаптивності.

12. Сорти пшениць США, Мексики (SIMMYT), Франції, Італії, Індії, України, Румунії, Австралії несуть у спектрах високомолекулярних глютенінів асоціації алельних варіантів блоків, які маркують стабільно високий прояв комплексу технолого-біохімічних показників якості зерна. У більшості сортів Польщі, Чехії, Німеччини, Великобританії, Китаю алельні варіанти високомолекулярних глютенінів маркують прояв низького рівня цих ознак.

13. Методом внутрішньовидової гібридизації створено лінії (Еритроспермум 672-04, Лютесценс 683-04, Еритроспермум 687-04, Еритроспермум 690-04, Еритроспермум 692-04), які поєднують в собі комплекс господарсько цінних ознак: стійкість до вилягання, стійкість до основних хвороб на рівні стандарту, зимостійкість 8 балів, високу урожайність (0,52 - 0,748 кг/м²), якість зерна на рівні сильних пшениць. Ці лінії використовуються в селекційному процесі.

Публікації автора:

1. Пархоменко Р.Г., Панченко І.А., Усова З.В. Поліморфізм високомолекулярних глютенінів і їх селекційна цінність як маркерів якості зерна // Селекція і насінництво. – Х., 1996. – Вип. 76. – С. 12–21 (авторство складає 40 %, включає аналіз і узагальнення експериментальних результатів).

2. Усова З.В. Селекційна цінність за якістю деяких високомолекулярних глютенінових білків сортів озимої м’якої пшениці // Селекція і насінництво. – Х., 1998. – Вип. 80. – С. 43–48.

3. Rabinovich S.V., Leonov O.Yu., Panchenko I.A., Parchomenko R.G., Usova Z.V., Kushcenko A.A. A history of the ancient and modern Ukrainian wheat cultivar used in breeding of the Krasnodar winter wheat cultivar and an analysis of the structure their high – molecular – weight glutenins // Annual wheat newsletter. Kansas State University. - Manhattan, 2000. - Vol. 46. - P. 144–156 (авторство складає 35 %, включає виконання практичних досліджень, аналіз літературних i експериментальних даних).

4. Rabinovich S.V., Leonov O.Yu., Panchenko I.A., Parchomenko R.G., Usova Z.V. The history of winter wheat cultivar from the breeding and genetic institute of UAAN between 1912 - 2001: an analysis of their genealogy, HMW-glutenin composition, and ability for use in breeding new cultivars // Annual wheat newsletter. Kansas State University. – Manhattan, 2001. – Vol. 47. – P. 220–230 (авторство складає 35%, включає виконання практичних досліджень, аналіз літературних i експериментальних даних).

5. Лучной В.В., Панченко И.А., Усова З.В., Пархоменко Р.Г. Розповсюдження субодиниць гліадину і глютеніну серед сортів та ліній озимої пшениці // Селекція і насінництво. – Х., 2002. – Вип. 86.– С. 126–133 (авторство складає 40 %, включає проведення аналізів та узагальнення літературних і експериментальних даних).

6. Рабинович С.В., Власенко В.А., Коломієць Л.А., Леонов О.Ю., Панченко І.А., Усова З.В., Діденко С.Ю., Пархоменко Р.Г. Історія селекції, родоводи і склад високомолекулярних глютенінів миронівських пшениць створених у 1929-2004 рр. та їх нащадки у різних країнах світу // Науково-техничний бюлетень Миронівського інституту пшениці ім. В.Н. Ремесла. – Київ: "Аграрна наука". – 2004. - Вип. 4. – С. 58–126 (авторство складає 25 %, включає виконання практичних досліджень, аналіз експериментальних даних).

7. Звягін А.Ф., Діденко С.Ю., Усова З.В. Оцінка селекційного матеріалу озимої пшениці за морозостійкістю та якістю зерна методом електрофорезу запасних білків // Селекція і насінництво. - Х., 2006. – Вип. 93. – С. 138 – 151 (авторство складає 35 %, включає виконання практичних досліджень, аналіз експериментальних і літературних даних).

8. Панченко І.А., Усова З.В., Притула Н.М., Лучной В.В., Росанкевич О.М., Буряк Л.І. Інформаційна цінність та успадкування алельних варіантів блоків високомолекулярних глютенінів в селекції озимої пшениці на якість зерна // Селекція і насінництво.- Х., 2007. – Вип. 94. – С. 115–128 (авторство складає 50%, включає аналіз і узагальнення літературних і експериментальних даних, написання статті).

9. Усова З.В. Редкие аллельные варианты блоков HMW глютенинов в оценке технологического качества зерна озимой пшеницы // Проблеми фізіології рослин і генетики на рубежі третього тисячоріччя: Тези доповідей VII конференції молодих вчених. Київ, 18-20 жовтня 2000 р. – К., 2000. – С. 109.

10. Усова З.В. HMW глютенины в селекции озимой пшеницы на адаптивность // Агроекологія як основа стабільності сільського господарства: Матеріали Всеукраїнської конференції молодих вчених. Харків, 11-13 жовтня 2000 р. – Х., 2000. – С. 45 – 46.

11. Усова З.В. Глютенінові білки як генетичні маркери якості озимої пшениці // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений: Сборник тезисов международной конференции молодых ученых. Харьков, 2-7 июля 2001 г. – Х., 2001. – С. 71 – 72.