Экологический типинг для адаптации ярового ячменя в Северо-Западной Европе
Зерновые культуры, такие как яровой ячмень, очень чувствительны к экстремальным климатическим явлениям, что делает их уязвимыми в условиях изменения климата. Существующая элитная зародышевая плазма имеет ограниченное генетическое разнообразие, что затрудняет селекцию высокоурожайных и устойчивых сортов. Поэтому важно изучить взаимодействие генотипа и окружающей среды (ГЭОС), чтобы выявить факторы, влияющие на урожайность.
Цели исследования
Данное исследование двухрядного ярового ячменя, который является экономически важной культурой с коротким циклом, имело две основные цели:
1. Выявить основные ковариаты окружающей среды (КОС) — климатические переменные, влияющие на генетическую изменчивость урожайности.
2. Охарактеризовать адаптацию генотипов ярового ячменя в европейском регионе, где он выращивается для производства пива.
Методология
Исследование базировалось на данных о 112 элитных генотипах ярового ячменя, протестированных в 121 среде с 2015 по 2022 год. Для анализа использовалась откалиброванная модель CERES-Barley, которая позволила рассчитать 91 значение экологического типа (EC) для каждой среды. Эти значения были проанализированы для оценки их влияния на генотипно-окружающую среду взаимодействия (GEI).
Также была проведена классификация основных факторов GEI на 1450 участках, включая как испытанные, так и неиспытанные поля в пределах производственной зоны.
Результаты
1. Основные климатические факторы:
- Повышенная температура во время удлинения стебля ячменя.
- Интенсивность солнечного излучения и доступность воды во время налива зерна.
- Температурная амплитуда в период цветения.
Эти факторы были определены как ключевые для влияния на генетическую изменчивость урожайности ячменя.
2. Классификация экологических типов (ET):
В ходе анализа были выделены три типа среды в целевой совокупности сред (TPE), которые различались по:
- Пространственному распределению.
- Повторяемости.
- Температуре во время вегетативного роста и доступности воды.
3. Адаптация генотипов:
Генотипы ярового ячменя продемонстрировали либо специфическую адаптацию (приспособленность к одному типу среды), либо широкую адаптацию (к нескольким типам среды). Это позволило получить ценную информацию для характеристики эффективности зародышевой плазмы и оптимизации критериев селекции.
Выводы
Исследование показало, что контроль над факторами генетической изменчивости с помощью экологического типинга (энвиротипирования) повышает предсказуемость полевых испытаний, улучшает интенсивность отбора и способствует генетическому приросту и стабильности урожайности.
Для дальнейшего совершенствования селекционных процессов необходимо интегрировать генетическую чувствительность к факторам изменчивости в методы геномной селекции. Это позволит повысить точность селекции зерновых культур и создать более устойчивые к изменению климата сорта ярового ячменя.
Таким образом, результаты исследования могут быть полезны для селекционеров и агрономов, стремящихся адаптировать яровой ячмень к изменяющимся климатическим условиям и повысить его урожайность.
Исследование:
Field Crops Research
- Эффективное использование водных ресурсов в условиях дефицита: Мульчирование полиэтиленовой плёнкой как решение
- Патогенные грибы используют способность растений распознавать фосфаты с помощью эффекторов гидролазы Nudix
- Подкормка кукурузы. Сроки и способы их внесения
- Как выбор, сделанный при посадке, влияет на здоровье ячменя и пшеницы
- Влияние засухи на кукурузу и сою
- Наноуправляемое высвобождение фитогормонов расширит возможности их применения в защите растений
- Новые стратегии повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к тепловому стрессу
- Взаимодействие калия и цинка при внесении в почву влияет на урожайность подсолнечника
- Оптимизация урожайности сельскохозяйственных культур при минимизации воздействия на окружающую среду за счет глубокого внесения азотных удобрений
- Концентрация солёной воды определяет путь восстановления для усвоения овсом фосфора
- Оценка внесения частиц в условиях многопроходного перекрытия с помощью центробежных разбрасывателей удобрений с переменной нормой внесения для точного земледелия
- Точное внесение удобрений - это часть головоломки
- Создание системы редактирования генома для получения ароматной зародышевой плазмы сахарного сорго
- Взаимодействие температуры и режима полива при формировании репродуктивной урожайности и качества семян рапса
- Оценка кукурузы для определения приоритетов сбора урожая
- Осмоустойчивые бактерии, способствующие росту растений, смягчают неблагоприятное воздействие засухи на рост пшеницы
- Совместное влияние различных режимов орошения и способов внесения азотных удобрений на изменение массы зерна после цветения
- Цианобактерия: микроорганизмы, которые улучшают рост растений
- Профиль интенсивности осадков вызывает изменения в поверхностном и подземном стоке и потере почвы в зависимости от типа растительного покрова
- Азот: фундаментальный элемент жизни растений. Структура, источники и динамика в почве.
- Прямое внесение удобрений – прорыв