Учёные-зерновики Казахстана ищут генетические факторы для создания новых сортов твердой пшеницы

Ученые Научно-производственного Центра зернового хозяйства имени Бараева проводят углубленные исследования генетического разнообразия твердой пшеницы, передает агентство АПК Новости.
 
В рамках выполнения проекта грантового финансирования «KASP-маркеры при создании и изучении тетраплоидной пшеницы с повышенным содержанием каротиноидов и улучшенным качеством клейковины» на 2024–2026 годы, проведены исследования генетического разнообразия твердой пшеницы Казахстана. Работа выполнена на базе Научно-производственного центра зернового хозяйства им. А.И. Бараева и направлена на поиск генетических факторов, определяющих качество зерна и перспективы создания новых конкурентоспособных сортов твердой пшеницы.

«Сегодня твердая пшеница является одной из важнейших сельскохозяйственных культур в мире. Именно она используется для производства макаронных изделий, крупы и других продуктов, где особенно важны высокое содержание белка, прочная клейковина и стабильные технологические свойства зерна. В условиях изменения климата, засух и температурных стрессов перед селекцией стоит задача создания сортов, сочетающих высокое качество зерна с устойчивостью к неблагоприятным условиям среды», - сообщили учёные.

В частности, работа посвящена анализу проламиновых локусов — генов, контролирующих синтез глиадинов и глютенинов, от которых напрямую зависят качество клейковины, прочность теста и технологические свойства зерна твердой пшеницы.
 
«Было изучено 181 образец тетраплоидной пшеницы из Казахстана и мировой коллекции, а также 26 селекционных линий селекции НПЦ ЗХ им. А.И. Бараева. Использование нативного и денатурирующего SDS-электрофореза позволило идентифицировать широкий спектр аллелей локусов и установить их связь с содержанием белка, клейковины, индексом клейковины и SDS-седиментацией», - пояснили в Центре.

Исследование показало, что казахстанская пшеница обладает большим генетическим разнообразием. Были обнаружены редкие и ценные комбинации генов, которые помогают формировать более крепкую и качественную клейковину. Для ряда локусов выявлены редкие и уникальные аллели, характерные именно для евразийской группы образцов. Некоторые из них особенно хорошо проявили себя даже в сложных погодных условиях — при засухе и высокой температуре.

Как оказалось, компоненты γ45 и аллель Glu-A3a положительно связаны с повышенными показателями индекса клейковины и SDS-седиментации — ключевых критериев качества твердой пшеницы для макаронной промышленности. Тогда как аллель Glu-B3b демонстрировал отрицательное влияние на отдельные технологические параметры.
 
Учёные также сообщили, что генофонд яровой твердой пшеницы Казахстана является важным источником ценных генетических ресурсов для мировой селекции твердой пшеницы.

«Важно отметить, что работа проводилась в контрастных агроклиматических условиях 2022–2024 годов — от сильной засухи до благоприятного по влагообеспеченности сезона. Это позволило оценить стабильность проявления качественных признаков в условиях климатической изменчивости, что особенно актуально для современного земледелия», - отметили в НПЦ.

Полученные результаты имеют не только фундаментальное, но и практическое значение:
• ускорение селекции сортов с высоким качеством зерна;
• создание исходного материала для макаронной промышленности;
• сохранение и использование редких аллелей;
• развитие маркер-ориентированной селекции в Казахстане и Центральной Азии;
• повышение конкурентоспособности отечественных сортов на мировом рынке;
• расширение возможностей использования молекулярных маркеров в практической селекции.

«Современная селекция уже невозможна без молекулярной генетики и глубокого понимания белкового комплекса зерна. Именно такие исследования формируют научную основу сортов нового поколения — высокопродуктивных, адаптивных и конкурентоспособных в условиях меняющегося климата. Казахстанская наука сегодня не только сохраняет уникальный генетический потенциал пшеницы, но и создает базу для развития устойчивого и
высокотехнологичного сельского хозяйства будущего», - подытожили в Центре.