BREEDING ASPECTS OF THE USE OF GPC-B1 GENE IN TRIPLE CROSSES WITH AND INVOLVEMENT OF GENES FROM AEGILOPS TAUSCHII IN COMPLEX CROSSES WITH LOCAL VARIETIES
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.10.2024.16Keywords:
soft winter wheat, genetic diversity, protein, breeding, yieldAbstract
The article discusses the selection of soft winter wheat using genetic materials containing the GPC-B1 gene and genes from Aegilops tauschii. One of the current issues in modern breeding is the development of wheat varieties with high protein content, increased yield, and improved baking properties. Utilizing genetic diversity effectively enhances grain quality and creates more resilient varieties to biotic and abiotic environmental factors. The field research was conducted at the Breeding and Genetic Institute. The study objects were wheat lines created through triple crosses using lines carrying the GPC-B1 gene and genes from Aegilops tauschii. The protein content in the grain was determined using the Kjeldahl method and infrared spectroscopy. The physicochemical properties of the grain were examined using the sedimentation method. 3200 lines were studied, of which 216 lines showed an increased protein content compared to standard varieties. The most promising lines exceeded the standard protein content by 10–15%, with better physicochemical properties, including sedimentation and baking properties. The use of GPC-B1 and Aegilops tauschii genes resulted in stable genotypes that combine high yield with superior grain quality. For the first time, a comprehensive study was conducted on the use of GPC-B1 and Aegilops tauschii genes in soft wheat breeding. The results can be used to develop new varieties with increased protein content and improved baking properties, which is essential for food security and the agricultural sector.
References
Бурлака О.М., Сорочинський Б.В. Біофортифікація сільськогосподарських рослин. Біотехнологія. 2010. № 5. С. 31–42.
Діденко С.Ю., Реліна Л.І., Усова З.В., Вечерська Л.А., Богуславський Р.Л., Моцний І.І. Створення ліній пшениці озимої м’якої з залученням генетичної плазми Thinopyrum intermedium. Генетичні ресурси рослин. 2017. № 20. С. 21–31.
ДСТУ 3768–2010. Пшениця. Технічні умови. Держспоживстандарт України. 2010. С. 14.
Забарна Ю.В. Понятійно-категорійна сутність глобальної продовольчої безпеки. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Сер.: Економіка, аграрний менеджмент, бізнес. 2013.
Малахова Л.В. Шляхи подолання прихованого голоду як складової глобальної продовольчої проблеми. Вісник Харківського національного університету імені ВН Каразіна. Серія: Міжнародні відносини. Економіка. Країнознавство. Туризм. 2013. № 1086. Вип. 2. С. 86–89.
Моцний І.І., Нарган Т.П., Наконечний М.Ю., Лифенко С.П., Молодченкова О.О., Міщенко Л.Т. Різноманіття похідних віддаленої гібридизації озимої пшениці за стійкістю до хвороб та іншими чужинними ознаками. Вісник Одеського національного університету. Біологія. 2021. № 26 (2). С. 51–72. https://doi.org/10.18524/2077-1746.2021.2(49).246884.
Моцний І.І., Молодченкова О.О., Нарган Т.П., Наконечний М.Ю., Лифенко С.П., Фанін Я.С., Міщенко Л.Т. Оцінка похідних віддаленої гібридизації пшениці за агрономічними ознаками в посушливих умовах півдня України. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2022. № 31. С. 71–76. https://doi.org/10.7124/FEEO.v31.1487.
Наконечний О.А., Жиляков Д.В. Удосконалення методів контролю оптичних характеристик цільного зерна пшениці із застосуванням ближнього інфрачервоного спектру. Технічна творчість. Зб. наук. праць Хмельницький. ХНУ. 2017. № 6. С. 53–56.
Рибалка О.І., Червоніс М.В., Парфентьєв М.Г., Аксельруд Д.В. Пат. № 17023 Україна, (2006) А01Н 1/04. Спосіб непрямої оцінки «сили» борошна – седиментація SDS-30. Селекційно-генетичний інститут. № u200610062; заявл. 06.02.2006; опубл. 15.09.2006; Бюл. № 9.
Основи наукових досліджень зі зберігання та переробки продукції рослинництва: навч. посіб. Скалецька Л.Ф., Подпрятов Г.І., Завадська О.В. Київ : НАУ, 2006. 204 с.
Пшениця: біологія, селекція, морфологія, насінництво. Шелепов В.В., Гаврилюк Н.Н., Вергунов В.А. К. : Логос, 2013. 498 с.
Cantu D., Pearce S.P., Distelfeld A., Christiansen M.W., Uauy C., Akhunov E., Fahima T., Dubcovsky J. Effect of the down-regulation of the high Grain Protein Content (GPC) genes on the wheat transcriptome during monocarpic senescence. BMC Genomics. 2011. № 12. Р. 492–509. https://doi.org/10.1186/1471-2164-12-492.
Cox T., Wu J., Wang Sh., Cai J., Zhang Q., Fu B. Comparing two approaches for introgression of germplasm from Aegilops tauschii into common wheat. The Crop Journal. 2017. Vol 5. P. 355–362. https://doi.org/10.1016/j.cj.2017.05.006.
Distelfeld A., Uauy C., Olmos S., Schlatter A.R., Dubcovsky J., Fahima T. Microcolinearity between a 2-cM region encompassing the grain protein content locus Gpc-6B1 on wheat chromosome 6B and a 350-kb region on rice chromosome 2. Funct. Integr. Genomics. 2004. Vol. 4. Р. 59–66. https://doi.org/10.1007/S10142-003-0097-3.
Fox S.L., Townley-Smith T.F., Humphreys D.G., Mc. Callum B.D., Fetch T.G., Gaudet D.A., Gilbert J.A., Menzies J.G., Noll J.S., Howes N.K. Somerset hard red spring wheat. 2005. [Електронний ресурс] URL: http://www.pgdc.ca/pdfs/wrt/ cultivardescriptions/Somerset.pdf. (дата звернення 10.10.2024).
Gorafi Y., Kim J.-S., Elbashir A., Tsujimoto H. A population of wheat synthetic derivatives: an effective platform to explore, harness and utilize genetic diversity of Aegilops tauschii for wheat improvement. Theor. Appl. Genet. 2018. Vol. 131. P. 1615–1625.
Ribarov Stefan R., Petyo G. Bochev. A chemiluminescent method for measurement of activated oxygen forms in biological fluids and homogenates. Journal of Biochemical and Biophysical Methods. 1983. Vol. 8.3. P. 205–212.
