Wheatgrass (Th. intermedium) has been traditionally used in wheat breeding for obtaining wheat-wheatgrass hybrids and varieties with introgressions of new genes for economically valuable traits. However, in the 1980s in the United States wheatgrass was selected from among perennial plant species as having promise for domestication and the development of dual-purpose varieties for grain (as an alternative to perennial wheat) and hay. The result of this work was the creation of the wheatgrass varieties Kernza (The Land Institute, Kansas) and MN-Clearwater (University of Minnesota, Minnesota). In Omsk State Agrarian University, the variety Sova was developed by mass selection of the most winter-hardy biotypes with their subsequent combination from the population of wheatgrass obtained from The Land Institute. The average grain yield of the variety Sova is 9.2 dt/ha, green mass is 210.0 dt/ ha, and hay is 71.0 dt/ha. Wheatgrass is a crop with a large production potential, benef icial environmental properties, and valuable grain for functional food. Many publications show the advantages of growing the Kernza variety compared to annual crops in reducing groundwater nitrate contamination, increasing soil carbon sequestration, and reducing energy and economic costs. However, breeding programs for domestication of perennial crops are very limited in Russia. This paper presents an overview of main tasks faced by breeders, aimed at enhancing the yield and cultivating wheatgrass eff iciency as a perennial grain and fodder crop. To address them, both traditional and modern biotechnological and molecular cytogenetic approaches are used. The most important task is to transfer target genes of Th. intermedium to modern wheat varieties and decrease the level of chromatin carrying undesirable genes of the wild relative. The f irst consensus map of wheatgrass containing 10,029 markers was obtained, which is important for searching for genes and their introgressions to the wheat genome. The results of research on the nutritional and technological properties of wheatgrass grain for the development of food products as well as the differences in the quality of wheatgrass grain and wheat grain are presented.
Пырей средний (Th. intermedium) традиционно применялся в селекции пшеницы для получения пшенично-пырейных гибридов и сортов с интрогрессиями новых генов хозяйственно ценных признаков. Однако в 1980-х гг. в США из множества многолетних видов растений пырей был выбран для доместикации с целью создания сортов двойного направления использования – на зерно (альтернатива многолетней пшенице) и сено. В результате были выведены сорта пырея Kеrnza (The Land Institute, Канзас) и MN-Clearwater (Миннесотский университет, Миннесота). В Омском ГАУ из популяции Th. intermedium, полученной из The Land Institute, массовым отбором наиболее зимостойких биотипов с последующим их объединением создан сорт Сова. Средняя урожайность зерна сорта Сова составляет 9.2 ц/га, зеленой массы – 210.0 ц/га, сена – 71.0 ц/ га. Пырей средний – культура с большим производственным потенциалом, полезными экологическими свойствами и ценным зерном для функционального питания. Во многих публикациях показаны преимущества возделывания сорта Kеrnza по сравнению с однолетними культурами: сокращение стока нитратов в грунтовые воды, увеличение секвестрации почвенного углерода, снижение энергетических и экономических затрат. Однако в России селекционные программы, направленные на доместикацию многолетних культур, весьма ограниченны. В настоящем обзоре рассматриваются основные задачи, стоящие перед селекцией и направленные на повышение урожайности зерна и эффективности возделывания пырея среднего в качестве много- летней зерновой и кормовой культуры. Для их решения используются как традиционные, так и современные биотехнологические и молекулярно-цитогенетические подходы. Важнейшей задачей считается передача це- левых генов Th. intermedium в современные сорта пшеницы и сокращение дозы хроматина, несущего гены нежелательных признаков дикорастущего сородича. Получена первая консенсусная генетическая карта пы- рея среднего, содержащая 10 029 маркеров и представляющая интерес для поиска ценных генов и их интро- дукции в геном пшеницы. Представлены результаты исследований по оценке питательных и технологических свойств зерна пырея и полученных из него продуктов питания в сравнении с пшеницей.
Keywords: domestication; ecology; genes; perennial crop; selection; wheat.
Copyright © AUTHORS.