GENETIC VARIABILITY OF SPRING COMMON WHEAT VARIETIES IN ALUMINUM TOLERANCE
Abstract
Spring common wheat varieties display broad genotypic diversity in response to the stress impact of aluminum ions. The investigated set of varieties contained no sensitive ones. Moderately tolerant varieties constituted about 63 %, and highly tolerant, about 25,5 %. The remaining 11,5 % of varieties were moderately sensitive to aluminum treatment. Accessions of spring common wheat have different levels of aluminum tolerance irrespective of sampling locality. The set of wheat varieties showed a significant genetic diversity in the manifestation of the response of chloroplast pigments to the stressor. The structure-functional rearrangement of the leaf pigment apparatus was variety-specific. It showed no strong relation to the level of aluminum tolerance in the root systems. Cluster analysis divided the entire set of varieties into 5 groups with different combinations of root length and plant vigor both in the control and in the presence of aluminum. The authors suggest that the increase in aluminum tolerance in spring common wheat varieties occurs indirectly alongside the breeding aimed at increasing plant resistance to abiotic environmental factors.
About the Authors
E. M. Lisitsyn
Rudnitsky North-East Agricultural Research Institute, Kirov, Russia
Vyatka State Agricultural Academy, Kirov, Russia
Russian Federation
Russian Federation
O. S. Amunova
Rudnitsky North-East Agricultural Research Institute, Kirov, Russia
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Асхадуллин Д-л.Ф., Асхадуллин Д-р.Ф. Фоны для отбора в селекции озимой пшеницы // Развитие научного наследия Н.И. Вавилова в современных селекционных исследованиях: Матер. Всерос. науч.-практ. конф., по свящ. 125-летию со дня рождения Н.И. Вавилова. Казань: Центр инновационных технологий, 2012. С. 54–59.
2. Баталова Г.А., Лисицын Е.М. О селекции овса на устойчивость к эдафическому стрессу // Селекция и семеноводство. 2002. № 2. С. 17–19.
3. Глуховцев В.В. Особенности адаптивной селекции зерновых культур в Среднем Поволжье в свете учения Н.И. Вавилова // Развитие научного наследия Н.И. Вавилова в современных селекционных исследованиях: Матер. Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 125-летию со дня рождения Н.И. Вавилова. Казань: Центр инновационных технологий, 2012. С. 29–37.
4. Давыдова Н.В. Селекция яровой пшеницы на урожайность и качество зерна в условиях центра нечерноземной зоны Российской Федерации: Автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Немчиновка, 2011. 54 с. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения. М.: ФБГНУ «Росинфоагротех», 2011. 148 с.
5. Иванов М.В. Биотехнологические основы создания исходного материала ярового ячменя. СПб.-Пушкин: Изд-во ГНЦ ВИР, 2001. 205 с.
6. Крупнов В.А. Генетическая сложность и контекст-специфичность признаков урожая пшеницы в засушливых условиях // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2013. Т. 17. № 3. С. 524–534.
7. Лисицын Е.М. Методика лабораторной оценки алюмоустойчивости зерновых культур // Докл. РАСХН. 2003. № 3. С. 5–7.
8. Лисицын Е.М., Баталова Г.А., Щенникова И.Н. Динамика посевных площадей и продуктивности ячменя и овса в различных регионах Европейской России, имеющих кислые дерново-подзолистые почвы // Создание сортов овса и ячменя для кислых почв. Теория и практика. Palmarium Acad. Publ., Saarbrucken, Germany, 2012. C. 11–28.
9. Половинкина С.В., Клименко Н.И. Эмбриогенез растений мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) в условиях Сибири. Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2013. 136 с.
10. Способ оценки кислотоустойчивости сельскохозяйственных растений: Пат. RU 2505958. № 2011149832/10; Заяв. 07.12.2011, Опубл. 10.02.2014. Бюл. № 4. 7 с.
11. Танделов Ю.П. Плодородие кислых почв земледельческой территории Красноярского края. Красноярск, 2012. 161 с.
12. Танделов Ю.П., Ерышова О.В. Отношение сортов сельскохозяйственных культур к почвенной кислотности // Агрохим. вестник. 2005. № 4. С. 30–32.
13. Шакирова Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция. Уфа: Гилем, 2001. 160 с.
14. Ganança J.F.T., Abreu I., Sousa N.F., Paz R.F., Caldeira P., dos Santos T.M.M., Costa G., Slaski J.J., Pinheiro de Carvalho M.Â.A. Soil conditions and evolution of aluminium resistance among cultivated and wild plant species on the Island of Madeira // Plant Soil Environ. 2007. V. 53. Nо. 6. P. 239–246.
15. Hede A.R., Skovmand B., Ribaut J.-M., González-de-León D., Stølen O. Evaluation of aluminium tolerance in a spring rye collection by hydroponic screening // Plant Breeding. 2002. V. 121. P. 241–248.
16. Kosakivska I.V. Biomarkers of plants with different types of ecological strategies // Gen. Appl. Plant Physiol. 2008. Spec. Iss. V. 34 (1/2). P. 113–126.
17. Lichtenthaler H.K., Bushmann C. Chlorophylls and carotenoids: measurement and characterization by UVVIS spectroscopy // Curr. Prot. Food Analyt. Chem. 2001. F4.3.1–F4.3.8.
18. Navacode S., Weidner A., Varshney R.K., Lohwasser U., Scholz U., Roder M.S., Borner A. A genetic analysis of aluminium tolerance in cereals // Agric. Conspec. Sci. 2010. V. 75. No. 4. P. 191–196.
19. Sawaki Y., Iuchi S., Kobayashi Y., Kobayashi Y., Ikka T. et al. STOP1 regulates multiple genes that protect Arabidopsis from proton and aluminum toxicities // Plant Physiol. 2009. V. 150. P. 281–294.
20. Sofalian O., Chaparzadeh N., Dolati M. Genetic diversity in spring wheat landraces from northwest of Iran assessed by ISSR markers // Not. Bot. Hort. Agrobot. 2009. No. 37. Р. 252–256.
21. Yang J.L., Zheng S.J., He Y.F., Matsumoto H. Aluminium resistance requires resistance to acid stress: a case study with spinach that exudes oxalate rapidly when exposed to Al stress // J. Exp. Bot. 2005. V. 56. Nо. 414. P. 1197–1203.
Review
Views:
769
Email this article 