Особливості будови колоса пшениць однозернянок

Abstract

Твердохліб О.В., Богуславський Р.Л., Бондаренко Ю.О., Рожков Р.В., Марюха Д.С., Турчинова Н.П. Порівнюється будова колоска і колоса в цілому диплоїдних пшениць дикого плівчастого виду Triticum boeoticum Boiss., плівчастого культурного виду T. monococcum L., та голозерного мутантного виду T. sinskajae A. Filat.et Kurk. Суцвіття пшениці представлене складним колосом, який складається з головної осі і колосків. Кожна з цих структур розвивається з певного типу спеціалізованих меристем. У пшениці після переходу від вегетативної до репродуктивної фази апікальна меристема пагона перетворюється на меристему суцвіття. Флоральна меристема ініціює вторинні аксіальні меристеми, які ініціюють колоскові меристеми. У подальшому колоскові меристеми ініціюють квіткові меристеми, які утворюють квітки. Колосок має від однієї до кількох квіток, залежно від виду. Кожна квітка дає початок лише одній зернівці, а загальна кількість фертильних квіток суцвіття визначає потенційне число зернин. Диплоїдні пшениці в середній частині колоса мають різну кількість фертильних квіток. Види T. monococcum та T. boeoticum з верхньої та нижньої сторони колоса мають по одній зернівці, тоді як у T. sinskajae у нижній та верхній частині колоса зернівок немає. Свідомий добір упродовж століть призвів до втрати третьої квітки у колоску T. monococcum за рахунок збільшення розміру зернівок. Таким чином, культурні однозернянки мають лише дві зернівки. За результатами наших досліджень, за сприятливих умов диплоїдні пшениці можуть мати від трьох до одного зерна в середній частині колоса залежно від виду. В селекційних програмах доцільно використовувати диплоїдні види пшениць, враховуючи особливості будови їх колоса. T. boeoticum доречно використовувати для збільшення зернівок у колосі. Але основний недолік – ламкість колоскового стрижня, можна подолати перенесенням генів міцності колосового стрижня від T. monococcum. Голозерність однозернянкам можна надати, використовуючи у селекційних програмах голозерний мутантний вид T. sinskajae, у якого наявний ген м'якої луски sog (2Am S)(soft glume).

O.V. Tverdokhlib, R.L. Boguslavskiy, Y.O. Bondarenko, R.V. Rozhkov, D.S. Mariukha, N.P. Turchynova. The article compares the structure of the spikelet and the spike of the diploid wheats as a whole, specifically wild hulled species Triticum boeoticum Boiss., hulled cultivated species T. monococcum L. and naked mutant species T. sinskajae A. Filat.et Kurk. Wheat inflorescence is represented by a complex spike consisting of the main axis and some spikelets. Each of these structures develops from a certain type of specialized meristems. In wheat, after the transition from the vegetative to the reproductive phase, the apical meristem of the shoot turns into the inflorescence meristem. The floral meristem initiates secondary axial meristems that initiate spike meristems. Subsequently, spike meristems initiate flower meristems that form flowers. A spikelet has from one to several flowers, depending on the species. Each flower gives rise to only one seed, and the total number of the fertile flowers of the inflorescence determines the potential grain number. In the middle part of the spike, the diploid wheat has different number of the fertile flowers. The species T. monococcum L. and T. boeoticum Boiss have one grain each on the upper and lower side of the spike, while in T. sinskajae A. Filat.et Kurk, there are no grains in the lower and upper part of the spike. The conscious selection over the centuries has led to the loss of the third flower in the spikelet of T. monococcum by increasing the size of the grains. Thus, the cultivated monograins have only two grains. According to our research, under favorable conditions, the diploid wheat can have from three to one grain in the middle part of the spike depending on the species. In breeding programs it is advisable to use diploid wheat species taking into account the peculiarities of the structure of their spike. T. boeoticum should be used to increase grain number in the spike. But the main disadvantage is the fragility of the spikelet axis (brittle rachis); it can be overcome by transferring the genes of spikelet axis strength from T. monococcum. The nakedness of the monograins can be provided by using a naked mutant species of T. sinskajae in breeding programs, which has the soft scale gene sog (2Am S) (soft glume).

Е.В. Твердохлеб, Р.Л. Богуславський, Ю.А. Бондаренко, Р.В. Рожков, Д.С. Марюха, Н.П. Турчинова. Сравнивается строение колоска и колоса в целом диплоидной пшеницы дикого пленочного вида Triticum boeoticum Boiss., пленочного культурного вида T. monococcum L., и голозёрного мутантного вида T. sinskajae A. Filat.et Kurk. Соцветие пшеницы представлено сложным колосом, который состоит из главной оси и колосков. Каждая из этих структур развивается из определенного типа специализированных меристем. У пшеницы после перехода от вегетативной к репродуктивной фазы апикальная меристема побега превращается в меристему соцветия. Флоральная меристема инициирует вторичные аксиальные меристемы, которые инициируют колосковую меристемы. В дальнейшем, колосковые меристемы инициируют цветочные меристемы, которые образуют цветки. Колосок имеет от одного до нескольких цветков, в зависимости от вида. Каждый цветок дает начало только одной зерновке, а общее количество фертильных цветков соцветия определяет потенциальное число зерен. Диплоидные пшеницы в средней части колоса имеют разное количество фертильных цветков. Виды T. monococcum и T. boeoticum с верхней и нижней стороны колоса имеют по одной зерновке, тогда как у T. sinskajae в нижней и верхней части колоса зерновок нет. Сознательный отбор на протяжении столетий привел к потере третьего цветка в колоске T. monococcum за счет увеличения размера зерновок. Таким образом, культурные однозернянки имеют только две зерновки. По результатам наших исследований, при благоприятных условиях диплоидные пшеницы могут иметь от трех до одной зерновки в средней части колоса в зависимости от вида. В селекционных программах целесообразно использовать диплоидные виды пшеницы, учитывая особенности строения их колоса. T. boeoticum уместно использовать для увеличения количества зерновок в колосе. Но основной недостаток – ломкость колосков стержня, можно преодолеть переносом генов прочности колосовых стержней от T. monococcum. Голозерность однозернянкам можно обеспечить, используя в селекционных программах голозерный мутантный вид T. sinskajae, у которого имеется ген мягкой чешуи sog (2Am S) (soft glume).