Формирование генетических ресурсов и их использование в селекции ячменя

Образцы с высокой массой 1000 зерен сформировали кластер по признаку сходства-различия по урожайности, в который вошли образцы из ИКАРДА, Казахстана, Дании, Украины, Германии, Чехии, России.

Как известно, зерно ячменя обладает кормовыми достоинствами и является основным сырьем для пивоваренной промышленности. В связи с этим важен анализ генетического разнообразия по качественным показателям зерна, таким как протеин и крахмал. Содержание протеина - основной показатель при опре-делении технологического типа использования ячменя. Диапазон изменчивости протеина зерна изучаемых образцов составлял от 9,8% до 19,9%.

Таблица 8 - Распределение образцов коллекции ярового ячменя по содержанию протеина в зерне

Третья часть изученного материала ячменя представляла образцы с содержанием протеина выше 15%, в т.ч., образцы Казахстана, Сирии, Турции, Чехии, Великобритании и др. со значениями этого показателя более 18% (таблица 8). Более 56,0% номеров с содержанием белка 12-15% дифференцированы как исходный материал для селекции ячменя по крупяному назначению. Только около 7% образцов изученной коллекции или 62 номера может быть отнесено к пивоваренному типу с содержанием протеина менее 12%. Таким образом, изучение образцов ярового ячменя мировой коллекции, районированных сортов и номеров селекции КазНИИЗР позволили выделить перспективные номера по ряду важных хозяйственно-ценных признаков.

5.2 Изучение диких сородичей - образцов ячменя экспедиционных сборов

В 2007 году изучено 6 образцов вида Hordeum vulgare subsp. Spontaneum, собранных на территории Казахстана международной экспедицией, организо-ванной ИКАРДА в 2000 году. Всхожесть колебалась от 20 до 90%, было отмечено поражение образцов желтой (5-40%) и бурой ржавчиной (до 100%). Яровым посевом был установлен тип развития образцов - факультативный, либо озимый, в течение вегетации образцы оставались на стадии кущения.

5.3 Коллекционное и селекционное изучение ярового ячменя

В 2006-2008 году по селекции кормового и пивоваренного ячменя проведена работа по полной схеме селекционного процесса в условиях орошения и полуобеспеченной богары на стационаре КазНИИ земледелия и растениеводства. Коллекционный питомник. В 2006-2008 гг. в коллекционном питомнике изучено 450 сортообразцов ячменя различного эколого-географического происхождения (рисунок 7). В результате полевых и лабораторных иссле-дований выделены 102 номера по продуктивной кустистости, длине колоса, числу зерен в колосе и массе 1000 зерен из образцов европейских стран и 13 образцов - из стран азиатского региона, которые наряду с продуктивностью превосходили стандарт по скороспелости и засухоустойчивости.

Исследования по изучению продолжительности отдельных фаз органогенеза показало, что для условий Казахстана представляют интерес ранние и раннеспелые сорта с несколько растянутым периодом от кущения до трубкования, которые созревают до наступления летней засухи, формируя более высокий урожай. В целом, исследуя коллекционный материал ячменя различного эколого-географического происхождения, выделены сортообразцы по комплексу ценных признаков, которые могут быть использованы в качестве родительских форм в программах гибридизации.

Рисунок 7 - Эколого-географическое происхождение образцов ярового ячменя

Конкурсный питомник. В составе конкурсного питомника за 2006-2008 годы изучено 208 номеров. Из них в 2008 году 32 номера пивоваренного ячменя - на поливе, 22 - кормового на полуобеспеченной богаре и 19 номеров озимого ячменя - на поливном фоне.

Из 32 номеров пивоваренного ячменя конкурсного питомника 25 номеров показали достоверное превышение урожайности зерна в сравнении со стандартом Арна от 2 до 19 ц/га, при урожайности стандарта 39,8 ц/га. По данным конкурсного питомника кормового ячменя, из 22 номеров в условиях полуобеспеченной богары 16 номеров показали урожайность зерна на 2-13 ц/га выше, чем стандарт Сауле - 24,5 ц/га. Характеристика лучших номеров пивоваренного ячменя КСИ за период 2006-2008 годы приведена в таблице 9.

Таблица 9 - Характеристика номеров КСИ пивоваренного ячменя за 2006-2008 годы (полив)

По результатам изучения пивоваренного ячменя в 2009 году выделились номера 122/99-1; 58/80-15; 99/99-7; 122/99-6; 99/99-9; 3/95-12, которые показали урожайность от 70 до 77 ц/га при урожайности стандарта 56 ц/га. По данным конкурсного питомника за 2006-2009 гг. передан на государственное испытание сорт ярового ячменя под названием КазСуффле 1 - пивоваренного направления.

5.4 Содержание в-глюкана в генетическом разнообразии ячменя

В мировой селекционной практике при отнесении ячменя к пивоваренным учитывается количество полисахарида - в-глюкана (Flamme et al, 1998, 1999; Лоскутов, 2006, Grando et al, 2008). Высокое содержание полисахарида в зерне повышает вязкость сусла, возникают проблемы при фильтрации, снижается, в целом, рентабельность производства пива.

Осуществлен скрининг по показателю «содержание -глюкана в зерне» коллекции ячменя. 151 образец ярового и озимого ячменя Казахстана и 183 образца селекции КазНИИЗР в урожае 2007 года репродуцированы в Сирии (Алеппо) при уровне осадков 211,7 мм (многолетнее 325 мм); 2006-2007 гг. - 261 мм. Для условий КазНИИЗР, соответственно, 2006 г. - 661 мм; 2007 г. - 634,7 мм при среднемноголетнем уровне - 414,5 мм.

По содержанию -глюкана в зерне диапазон изменчивости составил в условиях Алеппо 3,66-5,83%, а для казахстанских репродукций (183 образца) - 3,62-5,66%. Основная часть образцов характеризовалась средними значениями -глюкана (4,1-5,0%). Низкое содержание -глюкана (3,5-4,09%) отмечено для 0,7% генотипов (Алеппо) до 18% (КазНИИЗР). В наиболее жестких условиях выделились образцы: Арна - 3,98%, Robur/Miraj1 - 4,16% и Ким - 4,17%; селек-ционные номера КазНИИЗР: 99/99-7 (4,20%); 15/84-7 (4,07%); 38/84-11 (3,66%); 4/84-3 (4,16%). Значение -глюкана менее 4,0% установлено для семи образцов ярового ячменя (от 3,66 до 3,98%) и четырех образцов озимого (от 3,65 до 4,00%).

5.5 Изучение коллекции ярового ячменя Казахстана в засушливых условиях Сирии

Уровень урожайности образцов в условиях Сирии варьировал от 86,3 г/кв.м - для образца № 44238 до 1120 г/кв.м - для №33-85-12 относительно стандартов: min Crest-6 - 90,04 г/кв.м и max Harmal - 1628 г/кв.м. Шесть образцов харак-теризовались высокими данными урожайности (более 1000 г/кв.м) в изучаемых условиях - №53-99-3-1037 г/м², №21-98-20-1038 г/м², №45-80-2 -1053 г/м², №20-86-5 - 1093 г/м², №39088 - 1115 г/м², №33-85-12 - 1120 г/м² (таблица 10).

Таблица 10 - Характеристика коллекции ярового ячменя, изученного в условиях Сирии (2008 г.)

Масса 1000 зерен колебалась от 23,1 г до 38,1 г при минимальном значении стандарта W2291 - 24 г, и его максимальном проявлении для Harmal - 30,7 г. Высокой массой 1000 зерен отличились следующие казахстанские образцы: №92-99-1 - 32,0 г, №26-98-8 - 33,2 г, №102-80-2 - 32,8 г, № 0-99-1 - 38,1 г и др. Содержание протеина в зерне ячменя варьировало от 13,17% для образца №39088 и до 22,04% - для №45-84-4. Ряд казахстанских образцов характеризо-вался высоким показателем протеина, превышая как среднее значение, так и стандарт: №2-84-13- 21,01%, №118-99-1- 21,34%, №158-83-4- 21,38%, № 97-99-2 - 21,59%, № 99-99-2 - 21,78%, №36-86-11- 21,90%, № 45-84-4 - 22,04% и др.

Поиск сырья для производства биофортифицированной продукции является актуальным в мировой практике. Коллекция впервые изучена по содержанию Fe и Zn в зерне. Диапазон изменчивости содержания Fe составлял 30,4-52,6 мг/кг. Более высоким значением по сравнению со всеми стандартами обозначились более 34% образцов с показателем выше максимума стандарта Arta - 40,5 мг/кг. Наиболее высокими показателями по содержанию Fe в зерне отличались следующие генотипы: №53-86-20 - 47,9 мг/кг, №36-86-11 - 48,9 мг/кг, №104-99-6 - 49,4 мг/кг, №83-84-11 - 49,9 мг/кг, №38-84-11 - 50,9 мг/кг, №24-99-4 - 51,0 мг/кг, №92-99-4 - 51,4 мг/кг, №36-84-5 - 52,6 мг/кг и др.

Содержание Zn варьировало в более широких пределах от 30,8 мг/кг у №18-00-10 до 63,4 мг/кг - у №36-84-5 при данных st: минимум Arta - 30,9 и максимум для Crest-6 - 39,0 мг/кг. Более 34% образцов имели значение показателя выше, чем максимальное значение стандарта 39 мг/кг. Значительное превышение максимума стандарта - на 40% и более по этому показателю отмечены для следующих генотипов: №44-80-1 - 54,5 мг/кг, №44-80-20 - 57,7 мг/кг, №102-80-3 - 58,6 мг/кг, №83-84-11 - 60,7 мг/кг, №4-83-2 - 61,9 мг/кг, №36-84-5 - 63,4 мг/кг и др.

Таким образом, исследуя коллекционный материал ярового ячменя в засушливых условиях Сирии, выделены образцы по комплексу ценных признаков, которые могут быть использованы в качестве родительских форм в программах гибридизации на конкретный признак.

6 Дигаплоидные линии ярового ячменя как источник генетического разнообразия для селекции

В стратегиях селекционных программ на современном этапе определены место и значимость новых биотехнологий (Ницше, 1980; Шамина, 1984; Сидоров, 1990; Рахимбаев и др., 1992, 2010; Карабаев, 1994; Джардемалиев, 1984; Бутенко, 1999; Рябушкина и др., 2009; Шумный, 2010 и др.). Ускоренная стабилизация расщепляющихся линий и возможность ранней эффективной оценки гибридных популяций - основные преимущества гаплоидии in vitro (Наволоцкий, 1985, 1986, 1989; Devaux, 1988; Snape et al, 1981, 1986, 1992; Неттевич, 1989; Анапияев, 2000; Жамбакин, 2002; DePaum et al, 2010 и др.).

Нами создан ряд дигаплоидных линий ячменя (ДГ-линии) на основе F₂ гибридных комбинаций (Искаков и др., 1996, 1998, 1999; Сариев, Терлецкая и др., 1997): Одесский 100 х 5/84-2; Одесский 100 х 93/80-3; Г 1344/1355 х Одесский 100; Одесский 100 х 44/81-68; 44/81-68 х Одесский (таблица 11).

Таблица 11- Получение удвоенных гаплоидов ярового ячменя

6.1 Селекционно-генетическое изучение дигаплоидных линий ячменя

6.1.1 DUS-тестирование дигаплоидных линий, диких сородичей, перспективных форм ячменя

Созданные дигаплоидные линии идентифицированы нами по 33 морфологи-ческим признакам УПОВ, описывающих стебель, лист, зерно в балльной системе (Абугалиева А. и др., 2001). Отмечена константность для всех изученных образцов по 17 признакам. Разрешающая способность морфоло-гических показателей для дифференциации дигаплоидов была обусловлена 14 признаками. Уникальными по степени выраженности показателя «длина первого сегмента стержня колоса» оказались линии ДГ-26 (очень короткий, < 2 мм) и ДГ-32 (длинный, 4-5мм). Только зерновки линий ДГ-26 и ДГ-29 характеризовались «коротким типом опушения основной щетинки». Важным признаком, определяющим продуктивность колоса, является его плотность. ДГ-линии по этому показателю разбились на две группы: колос средний по плотности (ДГ-27, ДГ-29, ДГ-36) и колос рыхлый (ДГ-26, ДГ-32).

6.1.2 Электрофорез гордеина в идентификации дигаплоидных линий ячменя

Дигаплоиды идентифицированы электрофорезом запасного белка зерна - гордеина. Выявлено 9 типов спектров, обусловленных вариациями 49 компонентов -, -, - и - зон. Показана стабильность спектра гордеина в репродукциях, что является одним из свидетельств гомозиготности дигаплоидов. Частота встречаемости компонентов гордеина зерна внутри дигаплоидных линий варьирует в пределах от 49 (32 линия) до 61 (6, 26 и 29 линии) (Алимгазинова, Абугалиева А., 2001; Орозалиева и др., 2004). Сравнительно высокая изменчивость компонентного состава гордеина установлена для всех зон, но относительно ниже изменчивость была в -зоне (в основном, от 33 до 44). Биохимическая идентификация подтвердила гомозиготность полученного материала.

6.1.3 Изоферменты в описании дигаплоидов ячменя

В ряде исследований показана высокая разрешающая способность полиморфных ферментных систем в регистрации мировой коллекции различных культур (Matsuura, 1986; Абугалиева С., 1999). Сортообразцы и дигаплоидные линии ячменя анализировали по 9 энзимкодирующим локусам, ответственным за катодную пероксидазу (РRX), малатдегидрогенезу (МДН), алкогольдегидрогеназу (АДН), эстеразу (ЕSТ), 6-фосфоглюконатдегидрогеназу (6 - PGD) и -амилазу (-АМУ) (Туруспеков и др. 1999; Абугалиева А. и др., 1999; Aлимгазинова и др., 2001).

Информативность локусов для образцов была различна. Локусы Adh 1 и Est 1 были мономорфны для всех анализированных образцов. По Est 5, Prx, 6-Pgd 1 и 6-Pgd 2 обнаружен значительный уровень генетической изменчивости. Установлены два аллеля по локусу Prx 3. Для большинства линий и сортообразцов выявлен аллель “в”, а для 5/84-2 - “а”. Электрофорезом РRХ исходных форм Одесский 100 и 5/84-2 и их ДГ-линий установлена однородность ДГ-33 и ДГ-34. Оба аллельных варианта, с частотой встречаемости аллеля “а” - 0,14 и 0,17 обнаружены для ДГ-32 и ДГ-35, соответственно. Анализ спектров катодных изопероксидаз проростков ячменя показал однородность ДГ-35, наследовавшей аллель “в” от сортообразца 5/84-2. Остальные линии отличались высоким уровнем изменчивости PRX, электрофореграммы которых включали не только родительские варианты, но и имели гибридную природу для некоторых из них. В результате использования генетических маркеров-ферментов выявлена информативность PRX, EST и 6-PGD для определения однородности и идентификации, а также оценки рекомбинационной способности исходных форм.

6.1.4 Биохимическое изучение зерна дигаплоидов ячменя

Гаплоидные биотехнологии в селекции рассматривают как эффективный метод получения разнообразия ценного исходного материала. В лаборатории технологической оценки качества зерна КазНИИЗР нами проведено биохимическое изучение дигаплоидов ячменя методом БИК-спектроскопии (Abugalieva A. еt al., 1998; Alimgazinova, 1999; Абугалиева А. и др., 2001). Оценивался ряд биохимических показателей как содержание белка и его фракций (альбумин + глобулин, гордеин, глютелин), а также информативные для целей пивоварения данные амилозы, пленчатости, экстрактивности. Показана значительная вариабельность между дигаплоидами по содержанию гордеина (% к суммарному белку) - 11,6-29,1; глютелина - 22,2-32,8, амилозы (%) - 13,9-25,7, по показателю пленчатости (%) - 6,9-10,3 (таблица 12).

Таблица 12 - Размах варьирования биохимических показателей зерна дигаплоидных линий ячменя (КСИ, полив, 1996-1999 г.г.)

Выявлены коэффициенты корреляции между показателями качества зерна: экстрактивность - белок (-0,94); экстрактивность - гордеин (-0,94); экстрактив-ность - глобулин (-0,88); экстрактивность - пленчатость (+0,83); белок - гордеин (+0,80); белок - глютелин (+0,74). ДГ-линии, в целом, характеризова-лись благоприятным уровнем биохимических показателей, отвечающих требованиям пивоваренных ячменей. При сравнительно низком содержании белка (8,6-13,8%) наблюдается оптимальная экстрактивность (74,4-78,8%). Данные подтверждают перспективность технологии «бульбозум» для создания ценного исходного материала ячменя.

6.1.5 Селекционное изучение дигаплоидных линий ячменя в условиях юго-востока Казахстана

Выделенные дигаплоидные линии изучались в разных звеньях селекцион-ного процесса отдела зернофуражных культур и доведены до питомника конкурсного сортоиспытания (Искаков, Сариев и др., 1996; Искаков, Сариев, Терлецкая, 1996; Орозалиева и др., 2001). Большинство дигаплоидных линий ячменя значительно превосходили стандартные номера по уровню урожай-ности, что дало основания для дальнейшего изучения их на селекционную ценность, в т.ч. в других экологических зонах страны. В таблице 13 приведены данные конкурсного сортоиспытания по урожайности нескольких ДГ-линий ячменя за период 1998-2000 гг.

Урожайность линии ДГ-26 за годы испытаний была стабильной на уровне стандарта или превосходила его даже в неблагоприятный 2000 г. Из образцов, возделываемых на полуобеспеченной богаре, выделилась линия ДГ-29, достоверно превышавшая сорт-стандарт Сауле по этому показателю.

В результате исследований на государственное сортоиспытание передан в 2000 г. сорт ярового ячменя Акжол (ДГ-29) - дигаплоид, полученный из F₂ гибридной популяции Одесский 100 х 93/80-3 (Искаков и др., 1996; Сариев, 2007).

Таблица 13 -Урожайность дигаплоидных линий ярового ячменя (КСИ, ц/га)

6.1.6 Экологическое изучение дигаплоидов ячменя в условиях Западного Казахстана

В 2001-2007 гг. ДГ-линии ячменя проходили экологическое, конкурсное и производственное испытание на Актюбинской СХОС (Цыганков В. и др., 2001, 2007, 2008). По результатам испытаний в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур Республики Казахстан передан новый сорт ячменя Илек 34 совместной селекции КазНИИЗР и Актюбинской СХОС. Превышение урожая нового сорта ячменя Илек 34 над стандартом составило 3,6 ц/га (таблица 14). Наиболее высокий урожай за годы испытания сорт сформировал в условиях 2003 г. (36,9 ц/га).

Таблица 14 - Результаты производственного испытания новых сортов ярового ячменя селекции КазНИИЗР и Актюбинской СХОС (2000-2007 г.г.)

Таким образом, исследованиями продемонстрирована эффективность дигаплоидной технологии «бульбозум» для создания генетического разнообразия ячменя. Дигаплоиды идентифицированы электрофорезом гордеина, по изоферментам, морфологическим признакам УПОВ. Показана значительная вариабельность между дигаплоидами по ряду показателей зерна: содержание белка и его фракций, амилозы, пленчатость, экстрактивность. Проведена оценка дигаплоидных линий на селекционную ценность во всех звеньях селекции, в т.ч. в засушливой зоне Западного Казахстана. В результате в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур Республики Казахстан переданы два новых сорта - дигаплоиды: сорт Акжол (ДГ-29) и Илек 34 (ДГ-34). Новые сорта кормового направления, значительно превосходят стандартные по урожайности, устойчивы к полеганию, осыпанию, засухе. В итоге, впервые в Казахстане технология дигаплоидии «бульбозум» для ячменя в результате комплексной работы биотехнологов и селекционеров доведена до логического завершения - создания новых сортов.

7 Результаты селекционных исследований

7.1 Хозяйственно-биологическая характеристика созданных и передан-ных на государственное сортоиспытание сортов ярового ячменя

В результате проведения полевых и лабораторных оценок селекционного материала ячменя созданы и переданы на государственное сортоиспытание следующие сорта.

Сорт ярового ячменя Бастама. Пивоваренного направления, получен путем индивидуального отбора из сомаклонов сорта Одесский 100, селекционная линия А-526, разновидность - Hordeum vulgare disficum. Nutans, яровой. Характеристика сорта: вегетационный период - 94 дня; высота растения- 70,3 см; масса 1000 зерен - 52,7 г; выход зерна - 71,3 %; натура зерна- 675.3 г; содержание сырого протеина - 12,5 %; пленчатость - 8,9%; экстрактивность - 75%. За 1995-1997 гг. конкурсного сортоиспытания урожайность сорта составила в среднем 63,3 ц/га, что на 7,3ц/га выше, чем у исходной формы Одесский 100 - 56,0 ц/га.

Сорт ярового ячменя Акжол. Кормового направления, выведен путем индивидуального отбора из гибридной популяции F2 (Одесский 100х 93/80-3), селекционный номер ДГ-29, с использованием технологии «бульбозум», разновидность - Hordeum disficum. Субмедикум, яровой. Сорт, устойчив к полеганию, осыпанию, засухе, урожайный. Характеристика сорта: вегетационный период - 98-102 дня; высота растения- 53,9 см; продуктивная кустистость -1,9-2,4 шт; число зерен в колосе - 17-23 шт.; форма куста - прямостоячий; лист - без опушения, узколистный; колос - пирамидальный; масса 1000 зерен - 47,1 г; выход зерна - 73,1-75,2 %; содержание белка - 13,8%. За три года испытаний (1998- 2000г.г.) урожай зерна составил 45,6 ц/га при 41,8 ц/га стандарта Сауле, при 38,4 ц/га - стандарта Днепровский 435. Сорт рекомендован для возделывания на неполивных и богарных землях Казахстана, в 2006 году районирован.

Сорт ярового ячменя Илек 34. Кормового направления, выведен путем индивидуального отбора из гибридной популяции Одесский 100х5/84-2, селекционный номер р 927-03/1680-04 - ДГ-34, с использованием технологии «бульбозум», разновидность - Hordeum vulgare disficum. Nutans, яровой. Характеристика сорта: вегетационный период - 65-72 дней; высота растения - 71-74 см; продуктивная кустистость - 2,5-2,8 шт.; число зерен в колосе - 20-25 шт.; форма куста - прямостоячий; лист - без опушения, промежуточный, средней длины; колос - цилиндрический; масса 1000 зерен - 40,1-48,2 г; выход зерна - 80-85%; содержание белка - 13,9%. При испытании в составе конкурсного питомника показал среднюю урожайность за 2002-2004 гг. 28,1 ц/га при урожайности стандарта Донецкий 8 - 24,2 ц/га. Сорт засухоустойчив, вегетационный период на 2-3 дня короче по сравнению со стандартом, устойчив к полеганию, рекомендован для возделывания в Актюбинской, Западно-Казахстанской, Карагандинской областях.

Сорт ярового ячменя КазСуффле 1. Пивоваренного направления, выведен путем индивидуального отбора из гибридной популяции К-524115 х 24/80-3, разновидность - Hordeum disficum. Nutans, яровой. Характеристика сорта: вегетационный период - 82-85 дней; высота растения - 78-80 см; продуктивная кустистость - 2,4-2,7 шт.; число зерен в колосе - 27-28 шт.; форма куста - прямостоячий; лист - без опушения, узкий, средней длины; колос- пирамидальный; масса 1000 зерен - 50-52 г; выход зерна - 75-77%; содержание белка - 11,5%. При испытании в 2007-2009 гг. в составе конкурсного питомника в условиях полива показал среднюю урожайность 60,2 ц/га при урожайности стандарта Арна - 45,1 ц/га.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе сбора, анализа, оценки, унификации данных и отбора ценных категорий генетических ресурсов сельскохозяйственных культур впервые сформирован и заложен на краткосрочное хранение в соответствии с международными протоколами систематизированный и охарактеризованный генофонд более 15 тысяч образцов 29 сельскохозяйственных культур. Разработана «Стратегия развития генетических ресурсов растений Казахстана» и прогноз модели менеджмента деятельностью в области генетических ресурсов растений для республики.

2. Впервые в соответствии с международными дескрипторами создана Национальная электронная паспортная база данных по генетическим ресурсам растений, включающая информацию по более, чем 55 тысячам образцов, в т.ч. по 2680 образцам ячменя, фактически единая информационная сеть для эффективного обмена информацией и ресурсами между научно-исследовательскими учреждениями Казахстана и региона Средней Азии для повышения эффективности селекции.

3. Впервые определена конкурентоспособность генетического разнообразия озимого ячменя по ряду признаков. Установлена вариабельность коллекции озимого ячменя по элементам продуктивности, скороспелости, зимостойкости, выполненности, выравненности и крупности зерна, по биохимическим показателям, их максимальному проявлению и стабильности формирования, что послужило основанием для выделения форм в двурядном и шестирядном варианте как источников конкретных признаков для селекционных программ по озимому ячменю.

4. Изучена коллекция ярового ячменя по биологическим свойствам, элементам продуктивности и качеству зерна, установлена значительная степень вариабельности по продолжительности вегетационного периода, высоте растений, массе 1000 зерен, урожайности, технологическим параметрам (содержание белка и крахмала в зерне). Выделены перспективные образцы как исходный материал для селекции.

5. Впервые изучена по показателю «содержание -глюкана в зерне», как пивоваренного критерия, коллекция ячменя, представляющая сортовой гено-фонд в яровом и озимом варианте, селекционные и коллекционные образцы КазНИИЗР. Установлен диапазон изменчивости показателя от 3,62 до 5,83%. Выделены образцы с низким значением -глюкана: семь образцов ярового ячменя с показателями от 3,66 до 3,98% и четыре озимой формы - от 3,65 до 4,00%.

6. Испытаны 183 номера ярового ячменя контрольного и конкурсного питомников КазНИИЗР в экстремально засушливых условиях Сирии. Показан размах изменчивости образцов по массе 1000 зерен, уровню урожайности, содержанию протеина. Впервые образцы охарактеризованы по содержанию Fe и Zn в зерне. Диапазон изменчивости содержания Fe составлял 30,4-52,6 мг/кг, Zn - от 30,8 до 63,4 мг/кг. Выделены образцы по комплексу признаков, которые могут быть использованы в качестве родительских форм на конкретный признак.

7. На основании исследований показана эффективность дигаплоидной технологии «бульбозум» для создания генетического разнообразия ячменя. Дигаплоидные линии идентифицированы по морфологическим признакам УПОВ, по спектру белка зерна - гордеина для регистрации и подтверждения гомозиготности и стабильности в репродукциях. Выявлена информативность ферментов PRX, EST и 6-PGD для определения однородности и идентификации дигаплоидов. Показана значительная вариабельность между дигаплоидами по биохимическим показателям как содержание белка и его фракций (альбумин + глобулин, гордеин, глютелин), амилозы, пленчатость, экстрактивность. Выявлены линии с уровнем биохимических показателей, отвечающих требованиям пивоваренных ячменей. Проведена оценка дигаплоидных линий на селекционную ценность во всех звеньях селекции, в т.ч. в засушливой зоне Западного Казахстана.

8. Коллекции ярового и озимого ячменя ранжированы по технологической направленности (пивоваренное, кормовое, крупяное). Выделены 15-17% кол-лекции озимых форм как высокоамилозные, 17-25% - как низкопротеиновые, 23-46% - как высококрахмальные, перспективные для использования в пивоваренной промышленности; 40% двурядного и 30% шестирядного озимого ячменя с содержанием протеина более 15% как кормовые. Более 56% номеров ярового ячменя с содержанием белка 12-15% дифференцированы как образцы перспективные для селекции ячменя по крупяному назначению, а 7% образцов отнесено к пивоваренному типу с содержанием протеина менее 12%.

9. С использованием разнообразия генетических ресурсов при сочетании комплексной селекционной проработки и биотехнологических методов, биохимических и технологических показателей созданы и переданы в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур Республики Казахстан 4 новых сорта ярового ячменя, в т.ч. два - на основе технологии «бульбозум».

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Второй Национальный отчет о состоянии генетических ресурсов растений для продовольствия и сельского хозяйства в Казахстане представляет информацию по фактической реализации национальной задачи сохранения и развития генетических ресурсов растений, повышению эффективности селекции.

Критерии Национального механизма информационного обмена для мониторинга выполнения Глобального плана действий по генетическим ресурсам растений служат основой для анализа выполнения Казахстаном обязательств в рамках Конвенции о биологическом разнообразии (http://www.cac-biodiversity.org).

Электронная база данных генетических ресурсов сельскохозяйственных растений, в т.ч. ячменя - основа Национальной базы данных для оперативного обмена информацией и семенным материалом исследователями из различных регионов страны и Средней Азии для целенаправленной селекции.

Систематизированный и охарактеризованный генофонд более 15 тыс. образцов 29 сельскохозяйственных культур, заложенный на краткосрочное хранение в Казахском НИИЗР, служит основой коллекций генетических ресурсов растений для Национального генбанка Казахстана и может быть представлен для развития селекции различных культур.

В целях повышения эффективности селекции на продуктивность и качество в неблагоприятных экологических зонах Казахстана рекомендуется по озимому ячменю:

- использовать в качестве источников по отдельным хозяйственно-ценным признакам сорта и сортообразцы озимого ячменя:

- по длине вегетационного периода как наиболее стабильно скороспелые образцы двурядных форм: ОЯ-138; ОЯ-165; ОЯ-288, ОЯ-293, ОЯ-305; ОЯ-350; среди шестирядных: ОЯ-331; ОЯ-345; ОЯ-346 и ОЯ-484;

- по продуктивной кустистости со стабильно повышенной кустистостью образцы ОЯ-95 (3,3-4,3 шт.); ОЯ-350 (3,6-4,0 шт.) и ОЯ-325 (3,0-4,0 шт.) среди двурядных форм и ОЯ-335 (3,6-4,7 шт.); ОЯ-338 (3,7-4,3 шт.) и ОЯ-432 (3,3-5,0 шт.)- среди шестирядных;

- по натурной массе стабильные генотипы: среди двурядных форм - ОЯ-51 (602-609 г/л); ОЯ-312 (600-621 г/л); ОЯ-325 (577-578 г/л); ОЯ-350 (574-576 г/л); ОЯ-625 (584-621 г/л); шестирядных - ОЯ-338 (581-604 г/л); ОЯ-346 (546-554 г/л); ОЯ-354 (602-644 г/л);

- по содержанию крахмала: двурядные формы: ОЯ - 225; ОЯ - 288; ОЯ - 293; ОЯ - 305; ОЯ-312; ОЯ - 583 и шестирядные: ОЯ - 428; ОЯ - 484; ОЯ - 492;

- по содержанию амилозы со стабильно максимальным значением шестирядный образец ОЯ-747 и двурядный - ОЯ-625.

по яровому ячменю:

- образцы ярового ячменя, сочетающие высокое содержание протеина и уровень урожайности: М 53/82-3, 4052Н1, 29918, 520001, 520036, 520001, 520005, 520617, 520645, 6875, 26237;

- образцы с низким содержанием -глюкана: №99/99-7 (4,02%); №15/84-7 (4,07%); №38/84-11 (3,66%); №4/84-3 (4,16%);

- образцы с высокими показателями по содержанию Fe в зерне: №53-86-20-47,9 мг/кг, №36-86-11 - 48,9 мг/кг, №104-99-6 - 49,4 мг/кг, №83-84-11 - 49,9 мг/кг, №38-84-11 - 50,9 мг/кг, №24-99-4 - 51,0 мг/кг, №92-99-4 - 51,4 мг/кг, №36-84-5 - 52,6 мг/кг и др.;

- образцы с повышенным содержанием Zn в зерне: №44-80-1 - 54,5 мг/кг, №44-80-20 - 57,7 мг/кг, №102-80-3 - 58,6 мг/кг, №83-84-11 - 60,7 мг/кг, №4-83-2 - 61,9 мг/кг, №36-84-5 - 63,4 мг/кг и др.

Рекомендуется для возделывания на неполивных и богарных землях Казахстана допущенный к использованию сорт ярового ячменя Акжол, кормового направления, урожайный, устойчивый к полеганию, осыпанию, засухе.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Алимгазинова Б.Ш. Создание исходных форм зерновых культур нетрадиционными методами и их биохимическое изучение//Сб. науч. тр. КазНИИЗ «Генбанк растений и его использование в селекции». Алма-Ата: НИЦ «Бастау». - 1995. - С.190-196.

2 Алимгазинова Б.Ш., Искаков А.Р., Шегебаев О.Ш. Развитие биотехнологических исследований//Сб. науч. тр. КазНИИЗ «Научная деятельность КазНИИ земледелия им.В.Р.Вильямса». Алматы. - 1996. - С.25-33.

3 Искаков А.Р., Aлимгазинова Б.Ш., Орозалиева Ж., Мукашев А. Использование гаплоидии в селекции ячменя. Сообщение 1. Особенности получения гаплоидов ячменя с помощью гаплопродюссера Hordeum bulbosum L.//Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. - 1996. - №7. - С.28-31.

4 Искаков А.Р., Сариев Б.С., Aлимгазинова Б.Ш., Терлецкая Н.В. Сообщение 2.Селекционное изучение удвоенных гаплоидов ячменя//Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. - 1996. - № 9. - С.20-23.

5 Aлимгазинова Б.Ш. Использование биохимических показателей в биотехнологических исследованиях//Матер. респ. науч. конф. «Биологические основы селекции зерновых культур». Алматы. - 1996. - С. 80-85.

6 Уразалиев Р.А., Aлимгазинова Б.Ш. Использование биотехнологических методов в селекции растений //Биотехнология. Теория и практика. - 1997. - №3. - С.10-13.

7 Абугалиева А.И., Aлимгазинова Б.Ш. Биохимическая характеристика дигаплоидов ячменя//Биотехнология. Теория и практика. - 1997. - №3. - 87с.

8 Aлимгазинова Б.Ш. Клеточные технологии в селекции растений// Биотехнология. Теория и практика. - 1997. - №3. - С.89-90.

9 Сариев Б.С., Aлимгазинова Б.Ш., Терлецкая Н.В. Использование удвоенных гаплоидов в селекции ярового ячменя//Биотехнология.Теория и практика. - 1997. - №3. - С.108-109.

10 ?лiм?азинова Б.Ш., Искаков А.Р., Кожахметов К.К., Орозалиева Ж. Бидай мен арпаны? сырт?ы ортаны? ?олайсыз ?серлерiне т?зiмдiлiгiн арттыру ?шiн биотехнологиялы? т?сiлдер жасау//Жаршы. - 1997.- №9. - Б. 34-45.

11 Alimgazinova B. Using of cell technologies in wheat and barley breeding for tolerance to abiotic stresses//Abstr. of VII Int. conference “In vitro plant cell biology, biotechnology and germplasm preservation”. - Moscow. - 1997. -P.357.

12 Aлимгазинова Б.Ш. Использование биотехнологии in vitro в селекционном процессе зерновых культур//Матер. межд.. науч.-пр. конф. «Аграрная наука на рубеже веков». - Акмола. - 1997. -Т.3. - С. 6-7.

13 Алимгазинова Б.Ш., Искаков А.Р., Кожахметов К.К., Орозалиева Ж.Б. Нетрадиционные биотехнологии в селекции пшеницы и ячменя на устойчивость к абиотическим стрессам// Сб. науч. тр. КазНИИЗ «Повышение эффективности селекции полевых культур». - Алматы: РНЦ «Бастау». - 1997. - С. 29-39.

14 Abugalieva A.I., Alimgazinova B. Sh., Skokbaev S.O., Dracheva L.M., Savin W.N. Biochemical properties of barley DHL//Book of abstracts of 16 JCC conference “Cereal science - its contribution to health and well being”. 9-12 May, Vienna. - 1998. - Р.62.

15 Aлимгазинова Б.Ш. Перспективы биотехнологии in vitro в решении некоторых проблем агроэкологии//Матер.2 межд.. науч.-техн. конф. “Проблемы экологии АПК и охраны окружающей среды”. - Алматы: НИЦ “Бастау”. - 1998.- Ч.1. - С. 140- 143.

16 Aлимгазинова Б.Ш. Биотехнологические и биохимические аспекты селекции растений//Сб. науч. тр. КазНИИЗ “Физиология и биохимия - неотъемлемое звено в селекции”. - Алматы: РНИ “Бастау”. - 1998. - С. 23-27.

17 Туруспеков Е.К., Aлимгазинова Б.Ш., Абугалиева С.И., Абугалиева А.И. Дигаплоиды ячменя: генетические маркеры, качество зерна и урожайность// Известия МОН РК, НАН РК. Сер. биол. и мед. - 1999. - №5-6. - С.88-90.

18 Aлимгазинова Б.Ш. Нетрадиционные методы создания исходного материала для селекции//Матер. 7 респ. науч.-практ. конф. ”Физиолого-биохимические и генетические основы устойчивости и продуктивности растений”. - Алматы. - 1999. - С.128-129.

19 Alimgazinova B. Sh. Biochemical study of barley grain by NIRS//Abstracts of 37^th IUPAC Congress “Frontiers in Chemistry: Molecular basis of the life Sciences.” 14-19 August. - 1999. - Berlin. - Part. 2. -Р.5.

20 Aлимгазинова Б.Ш. Технологии in vitro для создания и сохранения генофонда растений//Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана.- 2000. - №7. - С.41-42.

21 Aлимгазинова Б.Ш. Биотехнологические подходы в сохранении биоразнообразия растений//Матер. межд. науч. конф.” Ботаническое ресурсо-ведение: достижения и перспективы развития”. Алматы. -2000. - С.109-110.

22 Iskakov A.R. Terletskaya N.V., Alimgazinova B. Sh. et.al. Application of in vitro methods in barley breeding//Papers of 8 ^th International Barley Genetics Symposium. 22-27 October. 2000. Adelaide, South Australia. - V.III. - P.22-23.

23 Tazhibaeva T.L., Alimgazinova B. Sh. Biotechnological and biochemical methods in plant breeding//Bulletin KSNU (natural science series). Almaty-Brussels. - 2000. - №3. - Р.26-29.

24 Aлимгазинова Б.Ш. Экологическая эффективность биотехнологических исследований в селекции растений//Вестник Акмолинского аграрного университета им.С.Сейфуллина.- 2001. - Т.3. - №1. - С.74-79.

25 Aлимгазинова Б.Ш., Абугалиева А.И. DUS-тест, белковые маркеры и селекционная ценность дигаплоидных линий ячменя//Вестник Акмолинского аграрного университета им.С.Сейфуллина.- 2001. - Т.3. - №2. - С.68-73.

26 Aлимгазинова Б.Ш. Клеточные системы в селекции растений //Материалхои Анчумани Якуми Хокшиносони Точикистон (Матер. первого съезда почвоведов Таджикистана). 2-3 ноября 2000. - Душанбе. - С. 75-76.

27 Aлимгазинова Б.Ш. Селекция ячменя: биотехнология «бульбозум»// Биотехнология. Теория и практика.- 2001. - № 3-4. - С.73-78.

28 Aлимгазинова Б.Ш. Селекция растений - нетрадиционные подходы// Вестник аграрной науки Узбекистана. - 2001. - № 4 (6). - С.118-119.

29 Aлимгазинова Б.Ш. Биотехнология и генная инженерия растений в растениеводстве Казахстана. Сообщение 1. Эффективность технологий in vitro в селекции растений//Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана.- 2002. - №1. - С.9-11.

30 Alimgazinova B. Sh. Biotechnology: perspectives, food security and safety // Матер. 4-й межд. науч. конф. «Проблемы экологии АПК и охрана окружающей среды». - Щучинск. - 2002. - С.41-42.

31 Сариев Б.С., Aлимгазинова Б.Ш. Экологическая селекция ячменя на юго-востоке Казахстана//Вестник Акмолинского аграрного университета им.С.Сейфуллина. - 2002. - Т.3. - №7. - С.330-332.

32 Aлимгазинова Б.Ш. Селекция растений: клеточные технологии// Теоретический и научно-практический журнал «Достижения науки и техники АПК». - Россия. - 2002. - №5. - С 35-36.

33 Alimgazinova B.Sh. Biotech for wheаt and barley improvement// Biotechnology approaches for exploitation and preservation of plant resources. -Yalta. - 2002. - Р.65.

34 Aлимгазинова Б.Ш. Биотехнология и генная инженерия растений: состояние, перспективы, проблемы//Матер. межд.. науч.- практ. конф. «Экология и здоровье человека», посвященной 90-летию академика Х.Ж.Жуматова. - Павлодар. - 2002. - С. 259-267.

35 Цыганков И.Г., Сариев Б.С., Aлимгазинова Б.Ш., Цыганков В.И. и др. Совершенствование технологии возделывания новых сортов ярового ячменя в засушливых условиях//Сб. науч. тр. к 10-летию независимости Казахстана и 45- летию Актюбинской СХОС «Использование достижений аграрной науки в стабилизации сельскохозяйственного производства Казахстана». - Актобе.-2003. - С.150-156.

36 Aлимгазинова Б.Ш. Биотехнология и генная инженерия в растениеводстве //Матер. межд. конф. «Научное обеспечение Государственной агропродовольственной программы РК на 2003-2005 г.г.».- Астана.- 24-25 апреля 2003 г. - С.85.

37 Alimgazinova B.Sh. State of agricultural plant biotechnology in Kazakhstan // YIII International Conference “The Biology of Plant Cells in vitro and Biotechnology». Abstracts. - Saratov. September 9-13, 2003 г. - P.18-19.

38 Aлимгазинова Б.Ш. Генетические ресурсы растений Казахстана//Матер. межд. конф. «Развитие ключевых направлений сельскохозяйственной науки в Казахстане: селекция, биотехнология, генетические ресурсы» - Астана: Бастау. - 4-6 августа 2004. - С.66-71.

39 Есимбекова М.А., Aлимгазинова Б.Ш., Ержанова С.Т. Создание ИБД по генетическим ресурсам растений: первые итоги. Creation of on information database on genetic resources of plants in Kazakhstan: the first results//Труды ИКАРДА . - Ташкент. - 2004. - С.122-125.

40 Aлимгазинова Б.Ш. Биоинженерные технологии-стратегически важные подходы в аграрном секторе Республики Казахстан //Сб. аналит. обзоров и статей «Решение проблем использования генетически модифицированных организмов как один из аспектов решения проблем биобезопасности в Республике Казахстан». - Астана:ЦНТИ.- 2004. - С.44-53.

41 Орозалиева Ж.Б., Aлимгазинова Б.Ш. Биохимическая идентификация зерна дигаплоидов ячменя//Биотехнология. Теория и практика. -2004. - № 3. - С.54-57.

42 Орозалиева Ж.Б., Сариев Б.С., Aлимгазинова Б.Ш. Морфо-биологическая и селекционная характеристика дигаплоидов ячменя//Биотехнология. Теория и практика. - 2004. - № 3. - С.48-53.

43 Aлимгазинова Б.Ш. Биотехнология растений в агропромышленном комплексе Казахстана: состояние и перспективы//Матер. Третьего Московского межд. конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития». - Москва. - 14-18 марта 2005. - Часть 1. - С.217.

44. Aлимгазинова Б.Ш. Генетические ресурсы сельскохозяйственных растений в Казахстане//Тр. 8-й межд. науч.-практ. конф. «Аграрная наука-сельскохозяйственному производству Сибири, Монголии, Казахстана и Кыргызстана». - 26-28 июля 2005г. - Барнаул. - Т. I. - С.309-312.

45 Aлимгазинова Б.Ш. Генетические ресурсы сельскохозяйственных растений в Казахстане: состояние и перспективы развития//Тез. стенд. докл. Второй Центрально-Азиатской конф. по зерновым культурам. 13-16 июня 2006 года, г. Чолпан-Ата. Иссык-Куль. - Бишкек. - 2006. - С.193-195.

46 Aлимгазинова Б.Ш., Есимбекова М.А., Ержанова С.Т., Мукин К.Б. Современное состояние базы данных генетических ресурсов растений Казахстана: анализ паспортной части//Матер. межд. конф. «Актуальные проблемы развития сельского хозяйства Казахстана, Сибири и Монголии». - Алмалыбак. - 2006. - С.108-109.

47 Aлимгазинова Б.Ш., Есимбекова М.А., Ер...