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
- Семиохимический потенциал летучих веществ растений, индуцированных элиситорами, усиливает защиту пшеницы и повышает эффективность биологической борьбы с розовой стеблевой совкой с помощью трихограммы.
- Повышение эффективности алгоритмов машинного обучения для обнаружения отдельных вредителей и полезных насекомых с помощью методов отбора признаков
- Влияние фитогормона салициловой кислоты на пороговые значения солёности для прорастания семян и роста проростков масличной культуры Рыжик посевной
- Исследование гомозиготных мутантных популяций ячменя: достижения и перспективы
- Цитогенетическая характеристика и разработка молекулярных маркеров новой дисомной линии пшеницы Thinopyrum ponticum 5E (5D) с устойчивостью к мучнистой росе и линейной ржавчине
- Прямое внесение удобрений – прорыв
- FHBDSR-Net: автоматизированное измерение поражённости колосков фузариозом на колосьях пшеницы
- Необходим лучший глобальный баланс азотных удобрений в зерне
- Сочетание широкой полосы посадки саженцев с более высокой плотностью растений приводит к увеличению урожайности озимой пшеницы
- Функциональная регрессия генов LOFSEP при формировании цветочных органов у ячменя
- Идентификация длинных инсерций и делеций с помощью повторного секвенирования всего генома для точной картирования qIF05-1 содержания изофлавонов в семенах сои
- Оптимальное внесение азотных и калийных удобрений повышает устойчивость стебля к полеганию и урожайность масличного льна за счет усиления биосинтеза лигнина.
- Выработка сухого вещества после цветения и распределение азота в листьях связаны с градиентом цитокинов, вырабатываемых корнями риса
- Система для оценки адаптации пшеницы (Triticum aestivum) в разных средах к тепловому стрессу
- Снижение уровня абиотического стресса у сельскохозяйственных культур с помощью обогащённых микоризой биоудобрений, адаптированных к изменению климата
- Совместное выращивание зерновых культур с сидератами при пониженном содержании химического азота в почве увеличивает запасы почвенного углерода за счет оптимизации структуры почвы в оазисных орошаемых районах
- Соясапонин β-глюкозидаза обеспечивает устойчивость сои к соевой плодожорке
- Удобное и высокоэффективное мультиплексное редактирование генома аутотетраплоидной люцерны
- RING-доменная убиквитинлигаза E3 OsRGLG6 регулирует количество зёрен и урожайность риса посредством опосредованной убиквитинированием деградации OsOTUB1
- Генетика сорняков: изучение генетических особенностей сорняков для улучшения сельскохозяйственных культур
- Инокулянты Rhizobium снижают остаточное воздействие гербицидов на кукурузу при прорастании сои