ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПАСПОРТИЗАЦИЯ ГЕНОФОНДА ПШЕНИЦЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИИ АЗЕРБАЙДЖАНА


elxan_eliyevАлиев Э.Б., к.б.н. Мамедов З.А.,к.с/х н.,доцент. Дж. М. Талаи к.б.н., доцент. Азербайджанский Научно — Исследовательский Институт Земледелия, г. Баку.  

В последние годы в разных литературных источниках все чаще встречаются сообщения о генетической или экологической паспортизации сортов отдельных сельскохозяйственных растений в пределах конкретного вида (1-6).

На разных организменных уровнях «паспортизация генотипа», будь это генетическая или экологическая по своей актуальности, имеет большую теоретическую и практическую значимость в решении проблем самого широкого спектра. Неслучайно, что работы, проводимые в этой области сегодня выходя за рамки исследовательских лабораторий, высоко поддерживаются такими авторитетными международными организациями, как ISTA, IPGRI и даже Советом Национальной Безопасности и Обороны ряда стран на благо обеспечения биологической безопасности населения и территории государств (7).

Несмотря на то, что фундаментальные исследования по паспортизации организмов имеют не такую давнюю историю, тем не менее, полученные результаты и их внедрение в этом направлении уже нашли свое научное применение в самых различных сферах жизнедеятельности человека.
В настоящее время глобальные изменения, происходящие на планете, стремительное расширение и увеличение генофонда многих культурных растений требуют неотлагательной идентификации и регистрации с последующей паспортизацией сортов сельскохозяйственных растений.

Первые исследования по экологической оценке генотипов различных растений, в зависимости от факторов окружающей среды, относятся к работам Turessona к началу 20-ых годов прошлого века. Именно ему принадлежит термин «экотип», под которым понимаются формы, приспособленные к специфическим экологическим условиям (8). Несколько позже Hayen (1923) и Engledow (1925), убедившись в невозможности одинаково высокой адаптации одних и тех же генотипов к различным условиям выращивания, предлагают вывести формы, приспособленные к определенным экологическим условиям (8).

Значительный вклад в понимание экологической адаптации организмов внесли такие выдающиеся ученые с мировым именем как Северцов, Кольцов, Дубинин, Филипченко, Серебровский, Шмальгаузен и др.
Но особая роль, несомненно, принадлежит Вавилову, чье наследие стало основой многим современным фундаментальным исследованиям. Наверное, не ошибемся, если подчеркнем, что первая экологическая паспортизация сортов культурных растений связана с его именем.
Являясь автором эколого-географического учения, Вавилов экспериментально показал, что сорта одних и тех же растений в разных экологических зонах проявляют неодинаковую чувствительность к болезням и вредителям. Результаты исследования позволили ему наряду с универсальными сортами выделить локальные формы, которые были приспособлены только к конкретным экологическим условиям и тем самым дали возможность создать экологическую паспортизацию каждого сорта по холодо- и засухоустойчивости, по устойчивости к болезням и другим экстремальным факторам внешней среды. В целом аналогичные выводы были сделаны относительно иммунной системы растений, которая, как подчеркивал Вавилов, зависит не только от генотипа организма, но также от факторов окружающей среды. Таким образом, в отличие от своих современников Вавилов, испытав растения в разных экологических условиях, сделал очень важное заключение, что развитие растительного организма одинаково зависит как от генетических факторов, так и от факторов условия выращивания.
За истекшие годы многими исследователями было собрано достаточное количество экспериментальных материалов, свидетельствующих о значительной роли различных факторов внешней среды в реализации определенных признаков и свойств генотипа.
В настоящее время, экологическая зависимость генотипа, иначе говоря, реакция конкретного организма на разные экологические условия, требует еще большего расширения исследовательских работ по экологической паспортизации сортов, широко возделываемых в сельском хозяйстве. Задача по экологической паспортизации сортов культурных растений, особенно важна для тех стран, территория которых характеризуется широким спектром разнообразия географических и экологических зон.
С этой позиции территория Азербайджана, с присущим ей разнообразием почвенно-климатических регионов и многообразием экологических условий, дает уникальную возможность для осуществления экологической паспортизации генотипов, основных сельскохозяйственных культур, возделываемых в Республике.
Прежде чем перейти к изложению поставленной цели, необходимо отличить экологическую паспортизацию организма от генетической. При экологической паспортизации генотипа следует понимать расшифровку тех приспособительных признаков и свойств генотипа, которые обладают наибольшей чувствительностью, а их развитие в значительной степени зависит от факторов внешней среды. Что же касается генетической паспортизации, то здесь, включая и приспособительные свойства, имеется в виду совокупность всех признаков и свойств организма. Таким образом, нетрудно заметить, что экологическая паспортизация является составной частью генетического паспорта и содержит информацию о тех признаках, которые обеспечивают потенциал адаптивной способности организмов к факторам внешней среды конкретных экологических условий. Из этого следует, что при определении каждого адаптивного признака или признаков, составляющих экологический паспорт можно дополнительно расширить информацию генетического паспорта организма.
Так или иначе, можно с уверенностью сказать, что паспортизация генотипов и их использование в качестве экспериментального материала – это качественно новый подход к решению многих теоретических и практических задач, стоящих перед современной селекцией.
Учитывая актуальность проблемы и уникальное географическое расположение территории Азербайджана, а также преемственность возделывания многих культурных растений, в том числе зерновых, в разных по контрастности экологических регионах, нами были разработаны направления исследований по экологической паспортизации сортов злаковых, в частности, пшеницы.
Экологическая паспортизация сортов пшеницы неслучайно занимает приоритетное положение в наших исследованиях, ибо, являясь основной сельскохозяйственной культурой Республики, она возделывается во всех экологических регионах, начиная с Кура-Араксинской низменности, ниже 20 метров над уровнем моря, кончая на высоте около 2220-2300 тыс.метров предгорного Малого Кавказа (Сары-Талинское село Таузского района). Естественно, что такое разнообразие экологических условий выращивания в первую очередь требует достаточно правильной экологической оценки и точного подбора сортов для конкретной местности.
Известно, что некоторые сорта в силу своей высокой пластичности способны реализовать гарантированный урожай в различных экологических зонах при самых контрастных по климатическим условиям вегетациях. Однако какая бы не была пластичность таких сортов, их потенциально-максимальный урожай и высокие показатели других хозяйственно-ценных признаков могут развиваться только в конкретных «комфортных» для них экологических условиях. В отличие от пластичных сортов, не пластичные, другими словами сорта, приспособленные только к определенному экологическому региону, могут оказаться достаточно эффективными, превосходя первые по многим ценным признакам, в том числе по урожайности за счет специфической адаптационной способности к факторам отдельного региона. В этом случае преимуществом обладают региональные сорта с соответствующим экологическим паспортом, присущим только локальному экологическому району.
Экологическая паспортизация генотипов основывается на результатах исследований экологической генетики того или иного приспособительного свойства, иначе говоря, каждый адаптивный признак и приспособительные свойства организма составляют конкретный элемент экологического паспорта определенного генотипа. Все это означает то, что, проводя эксперименты по экологической генетике, одновременно удается установить генетический контроль за развитием адаптивных признаков, которые в свою очередь позволяют составить экологический паспорт организма.
Несомненно, сорта с определенным экологическим паспортом являются наиболее надежным гарантом для достижения высоких урожаев при возделывании их в конкретных экологических зонах.

В настоящее время богатый генофонд мягких и твердых пшениц, насчитывающих десятки тысяч сортов и пополняющийся с каждым годом за счет создания все новых сортов селекционерами республики и интродукции сортообразцов из международных центров CIMMYT, IKARDA и других организаций требует идентификации и регистрации, другими словами паспортизации по основным хозяйственно- и селекционно-ценным признакам. 

Как было выше отмечено, для Азербайджанской Республики осуществление экологической паспортизации сортов пшеницы представляет особую значимость и потому решению этой проблемы уделяется пристальное внимание, и она среди исследовательских направлений занимает центральное место.
В наших экспериментах экологическая оценка сортов в разных по контрастности условиях выращивания не ограничивается только результатами фенотипической выраженности адаптивных признаков в один год вегетации. Для достоверной оценки приспособительных механизмов эксперименты повторяются как минимум три года с последующим генетическим анализом изученных признаков. В исследовании в первую очередь вовлечены сорта местной селекции и интродуцированные сортообразцы, широко используемые в селекционной программе.
Хотя экологический паспорт сортов включает достаточно широкий спектр различных адаптивных признаков, таких как физиологические, морфологические, биохимические, геохимические, а также свойства устойчивости к температурному, световому режимам и водному дефициту, но мы в наших экспериментах пока довольствовались наиболее важными из них – устойчивости к температуре, болезням и вредителям конкретного региона, водному дефициту и реакцией на короткий фотопериодический режим.
После экологического испытания сорта, проявившие желаемую фенотипическую выраженность и стабильную адаптацию, подверглись генетическому анализу с целью выявления генетического контроля исследуемых адаптивных признаков. При полном совпадении результатов фенотипической выраженности признаков с данными генетических анализов составляется экологический паспорт генотипа по изученному свойству, после чего сорта ранжируются по экологическим регионам.
В настоящее время эксперименты по экологической паспортизации сортов пшеницы находятся на начальных этапах исследования, но мы надеемся, что в скором времени аналогичные работы будут проводиться с привлечением сортов ячменя и тритикале.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.А.Созинов, Ф.А.Попереля, А.И.Стаханова. «Использование электрофореза глидианов в селекции на качество». Вестник с.-х.науки, 1974, 7: 99-108.
2. А.А.Созинов, Ф.А.Попереля. Полиморфизм глиадина и возможности его использования. Растительные белки и их биосинтез. М.: Наука, 1975: 65-76.
3. А.А.Созинов. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции. М.: Наука, 1985.
4. А.В.Конарев, В.Г.Конарев, Н.К.Губарева, Т.И.Пенева. Белки семян как маркеры в решении проблем генетических ресурсов растений, селекции и семеноводстива. «Цитология и генетика», 2000, т.34, № 2, с. 91-104.
5. Э.Б.Алиев, З.А.Мамедов, Д.М.Талаи, А.Д.Мусаев, К.К.Алиева. Генетическая паспортизация сортов мягких и твердых пшениц Азербайджанской местной селекции. В жур. «Аграрная наука Азербайджана». Баку, 2006, №7-8, с.60-61.
6. Э.Б.Алиев, З.А.Мамедов. Генетическая паспортизация – надежная гарантия познания генотипов. «Проблемы прикладной биологии». Материалы Республиканской научной конференции, БГУ, 2007, с.115-116.
7. См. сайт http://for-ua. сom/ukraine /2007/11/15/143640.html.
8. Ахундова Э.М. Экологическая генетика. Баку, «Тахсил», НПМ, 2004, 263 с.
SUMMARY
Ecological certification of a genofund bread wheat and prospects of its use in selection in Azerbaijan
Aliev E.B., Mamedov Z.A. The Azerbaijan Scientific research institute of Agriculture, оf Baku
In article the history of researches of genotypes of grades of cultural plants is shortly described, depending on various ecological conditions. Value of ecological certification of a genofund of separate plants is shown.
Taking into account variety of ecological zones of territory of Azerbaijan, and take cultivation of grades of the same cultural plants, in particular, cereals. In different on contrast ecological regions, prospects of purposeful researches on ecological certification of a genofound, soft and bread wheat are developed. Use of results of ecological certification is planned at removing highey adaptation grades to the concrete ecological zones possessing economic — valuable attributes.

Advertisements