RAISE OF HIGH FROST-RESISTANT AGROPYRON–TRITICUM HYBRIDS

One way of obtaining high-frost-resistant varieties of winter wheat is a wide hybridization with wild relatives, in particular, certain species of wheatgrass. The most promising frost resistance donor is Agropyron glaucum (Desf. ex DC) Roem. & Schult. (=Syn. Thinopyrum intermedium (Host) Barkworth & D.R. Dewey). A large collection of Agropyron glaucum genotypes was derived from the original material collected in Eastern Kazakhstan, at an elevated site with little snow, which suggested that they had high frost resistance. A biotechnological approach to obtaining pure androgenous wheatgrass lines via anther culture and an efficient method for rapid analysis of frost resistance in winter wheat, wheatgrass and other crops were developed. The said approach gave rise to androgenous lines with various wheat cultivars, and subsequent backcrossing yielded a diversity of wheat-wheatgrass hybrids. This material is currently being used for creation of frost-resistant varieties of winter wheat and for increasing wheat biodiversity. The described technology shortens the time for production of frost resistant wheat-wheatgrass hybrids to 2–3 years. In addition, experiments on frost resistance transfer from wheatgrass to wheat by means of the leaf nurse method were conducted. When ripe, a few frost-resistant lines of winter wheat obtained displayed elevated productivity and altered morphology of ears, which had long awns, inherited in the progeny. This material is now being studied and propagated.

1. Гончаров Н.П., Гончаров П.Л. Методические основы селекции растений. Новосибирск: Акад. изд-во «Гео», 2009. 427 с.

2. Ницше В., Венцель Г. Гаплоиды в селекции растений. М.: Колос, 1980. 128 с.

3. Орлова А.М. Исследование генетической структуры восточно-казахстанской популяции пырея сизого Agropyron glaucum (Desf.) методом инбридинга: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Новосибирск, 1988. 16 с.

4. Размахнин Е.П. Закономерности гаплопродукции в культуре пыльников пырея сизого Agropyron glaucum (Desf.): Автореф. дис. … канд. биол. наук. Новосибирск, 2003.

5. Размахнин Е.П. Генофонд пырея сизого как источник расширения биоразнообразия пшеницы // Информ. вестник ВОГиС. 2008. Т. 12. № 4. С. 701–709.

6. Размахнин Е.П., Размахнина Т.М., Чекуров В.М. Эффект применения биостимуляторов в гаплоидной технологии // Матер. конф. «Биологические препараты растительного происхождения и их применение в технологии возделывания с.-х. культур». Бердск, 20–23 января 2004. Новосибирск, 2004. С. 67.

7. Размахнин Е.П., Размахнина Т.М., Чекуров В.М. Воздействие экстрактом из листьев пырея сизого увеличивает интенсивность роста и морозостойкость растений пшеницы // Матер. V Междунар. науч. конф. «Регуляция роста, развития и продуктивности растений». Минск, 28–30 ноября. 2007. С. 167.

8. Размахнин Е.П., Размахнина Т.М., Чекуров В.М., Козлов В.Е. Способ определения морозостойкости озимых зерновых культур. Патент № 2370942. Приоритет изобретения 04.06.2008. Опубл. 27.19.2009. Бюл. № 30.

9. Размахнин Е.П., Туллер Д.М., Велиев С.Н. и др. Влияние различных сред на выход каллюсов, эмбриоидов, альбиносных и зеленых растений в культуре пыльников пырея сизого Agropyron glaucum и удлиненного Agropyron elongatum // Онтогенетика высших растений: Тез. докл. Всесоюз. науч. конф. (17–18 октября 1989). Кишинев: Штиинца, 1989. С. 342.

10. Размахнин Е.П., Чекуров В.М. Разработка метода тестирования генотипов пырея сизого по параметрам гаплопродукции в культуре пыльников // Тр. междунар. науч.-практ. конф. «Приоритетные направления в селекции и семеноводстве с.-х. растений в XXI в.». Москва, 15–18 декабря, 2003а. С. 423–425.

11. Размахнин Е.П., Чекуров В.М. Применение гаплоидной биотехнологии и оригинальных биостимуляторов в отдаленной гибридизации пшеницы и пырея // Тр. междунар. конф. «Отдаленная гибридизация. Состояние и перспективы развития», посвященной 105-летию со дня рождения акад. Н.В. Цицина. Москва, 16–17 декабря 2003. М.: Изд. МСХА, 2003б. С. 208–212.

12. Размахнин Е.П., Чекуров В.М. Создание линейного материала пырея сизого для использования в отдаленной гибридизации с пшеницей // Фактори експериментальноi еволюцii органiзмiв: Зб. наук. пр. Т. 2 / За ред. М.В. Роiка. К. КВЦ, 2004. С. 248–253.

13. Размахнин Е.П., Чекуров В.М. Эффективность получения гомозиготных линий пырея сизого методом инбридинга и андрогенеза in vitro // Тр. междунар. науч.-практ. конф. «Инновационные технологии в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур». Москва, 7–9 августа. 2006а.

14. Размахнин Е.П., Чекуров В.М. Пути повышения морозостойкости пшеницы // Фактори експериментальноi еволюцii органiзмiв. Зб. наук. пр. / За ред. М.В. Роiка.-К. КВЦ, 2006б. С. 154–159.

15. Цицин Н.В. Озимые пшенично-пырейные гибриды // Теория и практика отдаленной гибридизации. М.: Наука, 1981. 160 с.

16. Чекуров В.М., Орлова А.М. Выделение гомозиготных линий пырея сизого для скрещивания с мягкой пшеницей // С.-х. биология. 1982. Т. 17. № 1. С. 55–61.

17. Чекуров В.М., Козлов В.Е. Низкий метаболизм и высокая морозостойкость – важные компоненты выживаемости озимой пшеницы в Сибири // Матер. 1-й Центр.-Азиат. конф. по пшенице. Алматы, 2003. С. 222.

18. Чекуров В.М., Размахнин Е.П. Эффект применения препарата Новосил в биотехнологии, отдаленной гибридизации, сельском и приусадебном хозяйстве // Тез. семинара-совещания «Средства защиты растений, регуляторы роста, агрохимикаты и их применение при

19. возделывании сельскохозяйственных культур». Анапа, 5–9 сентября 2005. С. 43–45.

20. Чекуров В.М., Размахнин Е.П., Размахнина Т.М. Эффект применения регуляторов роста в получении андрогенных линий пырея сизого Agropyron glaucum // Матер. I Междунар. конгр. «Биотехнология – состояние и перспективы развития». Москва, 14–18 октября, 2002. С. 130–131.

21. Chekurov V.M., Razmakhnin E.P. Effect of inbreeding and growth regulators on the in vitro androgenesis of wheatgrass,Agropyron glaucum // Plant Breeding. 1999. V. 118. P. 571–573.

22. Chuang Ch.-Ch., Ouyang T.-W. A set of potato media for wheat anther culture // Proc. Symp. on Plant Tissue Culture. Peking: Sci. Press, 1978. P. 51–56.

23. Galieva E.R., Razmakhnin E.P., Khristolubova N.B., Chekurov V.M. Ultrastructural organization of chloroplasts of green and albinous regenerant plants of wheatgrass // Proc. 1st Intern. Conf. Actual Problems of Agricult. Intensifi cation. 22–25 June, 1993. Shorthandy. P. 79.

24. Horovitz N. Breeding of hybrids between Triticum and Agropyron species // Boletin Genetico. Instituto de Fitotechia. Castelav, 1969. Nо 6. P. 11–19.

25. Ockendon D.J. Genetic manipulation in plant // Plant Breeding. Walter and Gruyter CO. Berlin; N.Y. Printed in Germany, 1986. P. 256–271.

26. Razmakhnin E.P. Transfer of the character of frost resistance from the wheatgrass to wheat by the method of leaf nurse // Abstr. of Intern. Conf. «Plant Genetics, Genomics and Biotechnology». Novosibirsk, June 7–10. 2010. P. 75.

27. Razmakhnin E.P., Chekurov V.M. Androgenesis in wheatgrass Agropyron glaucum anther culture. Inducing effect of various sugars and growth regulators // Proc. 2nd Russian Symp. Trends in Plant Biotechnolodgy, 18–20 May 1993. Puschino, 1993. P. 209.

28. Razmakhnin E.P., Chekurov V.M. Novel patented biological preparations from conifers and fungi: applications in biotechnology, distant hybridization and agriculture // Proc. 17th Intern. Conf. on Plant Growth Substances. 1–6 July, 2001. Brno. Czech Republic.

29. Razmakhnin E.P., Chekurov V.M. Development of haploid biotechnology for wheatgrass Agropyron glaucum (Desf.) // Abstr. 1st Central-Asian Wheat Conference. Almaty, June 10–13. 2003. P. 524.

30. Razmakhnin E.P., Razmakhnina T.M., Kozlov V.E. Infl uence of medium, physical and genetic factors on haplomorphogenesis in anther culture of the wheatgrass Agropyron glaucum (Desf.) // Abstr. of Intern. Conf. «Plant Genetics, Genomics and Biotechnology». Novosibirsk, June 7–10. 2010. P. 76.

31. Reinert J. Anther culture: haploid production and its significance (Applied and Fundamental Aspects of plant cell, tissue and organ culture /J. Reinert. 1977. P. 251–267.

32. Sopory S.K. Induction of haploids: achievements problems and possibilities // Sci. (India), 1983. V. 52. Nо 23. P. 1112–1113.