Шерепітко Валентин Васильович. Генетичні основи адаптивної селекції сої: Дис... д-ра с.-г. наук: 03.00.15 / Інститут агроекології та біотехнології УААН. - К., 2002. - 328арк. - Бібліогр.: арк. 280-320.
Анотація до роботи:
Шерепітко В.В. Генетичні основи адаптивної селекції сої.- Рукопис. Дисертація на здобуття доктора сільськогосподарських наук зі спеціальності 03.00.15.-генетика, Інститут агроекології та біотехнології УААН, Київ, 2002.
Обґрунтовано генетичні основи створення високопродуктивних сортів сої з коадаптованим асоціюванням генів холодо-, посухо-, жаро-, патогеностійкості, пластичності та стабільності шляхом удосконалення та розробки нових методів ідентифікації генотипів за морфофізіологічними та молекулярними критеріями на рівні спорофіту і гаметофіту. Встановлено, що фенотипні відмінності в прояві кожної з таких цінних кількісних ознак рослини, як маса бобу, маса бобів з продуктивного вузла, маса насінин в бобі у досліджуваних генотипів культурної (Glycine max) та дикої уссурійської (G.soja) сої зумовлюються ефектом 4 або 5 незалежно успадковуваних головних генів (олігогенів). Виявлено, що у диких генотипів порівняно високий ступінь стабільності зернової продуктивності рослин супроводжується зростанням варіабельності (пластичності) її компонентів. Отримано дані, які свідчать про відносну незалежність у цієї культури генотипних факторів, що контролюють холодостійкість на стадіях проростання насіння, росту і розвитку сходів та формування бобів. Розроблено методичні підходи добору термостійких генотипів на основі інгібіторно-протеїназного та пероксидазного тестів. Виявлено можливість проведення мікрогаметофітного добору у сої за стійкістю до екстремальних температур та ураження патогенами. Показано, що ідентифікація генотипного різноманіття сої на основі маркерів поліморфізму ДНК (ISSR маркери) розкриває нові перспективи цілеспрямованого добору вихідного матеріалу для адаптивної селекції, включно серед культурної (G.max) та дикої (G.soja) сої. В процесі досліджень створено 8 нових сортів сої, з яких 3 сорти (Подільська 1, Подолянка і Подільська 416) занесені до реєстру сортів України.
1.Удосконалено методологію та напрацьовано нові методичні підходи, що базуються на розкритті генетичних основ створення високопродуктивних, холо-до-, жаро-, посухо- та патогеностійких сортів сої, адаптивний потенціал яких орієнтований на підвищення рівня стабільності зернової продуктивності цієї цінної високобілкової та олійної культури в нашій державі.
2. Дані гібридологічного аналізу демонструють, що із 20 пар хромосом, які містить генотип як культурних сортів (G.max), так диких форм (G.soja) сої, чотири або п'ять пар виявляють головний вплив на фенотипний прояв кожної з таких кількісних ознак рослини, як маса бобу, маса бобів з продуктивного вузла та маса насінин в бобі. Розглядаючи проаналізовані ознаки у взаємозв'язку з іншими цінними ознаками рослини, можна обґрунтовано вважати доволі складною задачею досягнення потрібного поєднання генотипних факторів та бажаного ефекту їх фенотипної реалізації навіть при міжсортових (внутрішньовидових) схрещуваннях у сої.
3. Виявлено, що рослини дикої сої (G.soja) в порівнянні з культурною володіють вищим ступенем стабільності (гомеостатичності) зернової продуктивності за умови зростання пластичності (варіабельності) таких її компонентів, як число продуктивних вузлів, число бобів та число насінин на рослині. Тому залучення до гібридизації форм дикої сої, які порівняно легко схрещуються з культурною соєю, має важливе значення з точки зору отримання рекомбінантних за ознаками продуктивності та пристосованості до несприятливих факторів середовища генотипів.
4. При використанні диких форм в селекційній практиці міжвидові гібриди у більшості випадків доцільно розглядати як вихідний матеріал для подальших зворотних (беккросних) схрещувань, в результаті яких буде зменшуватися частка генетичного матеріалу дикого типу у гібридних генотипів. В результаті беккросних схрещувань окремих компонентів G.max і G.soja є можливість отримання гібридних рослин, у яких збільшення середнього числа насінин в бобі зумовлюється як зростанням кількості 3- та 4-насінних бобів, так і появою 5- насінних бобів.
5. Гетерозис за ознаками продуктивності у гібридів першого покоління збільшується при умові філогенетичної віддаленості вихідних компонентів схрещування. Крім того, найвищий його ефект у окремих комбінаціях схрещування свідчить про доцільність роботи по створенню гібридної сої. Доведено, що у гібридів першого покоління, отриманих від схрещування G.max Х G.soja, подібність значень окремих кількісних ознак рослини по відношенню до культурного компоненту схрещування зростає за умови зближення кривих розподілу фактичних значень цих ознак у вихідних компонентів схрещування.
6. В дослідженнях стійкості різних генотипів культурної сої до знижених температур отримано дані, які свідчать про відносну незалежність генотипних факторів, що контролюють холодостійкість сої на стадіях проростання насіння, росту і розвитку сходів та формування бобів. Тому оцінку та добір перспективного за холодостійкістю вихідного матеріалу необхідно проводити диференційовано з метою поєднання вказаних властивостей на рівні одного генотипу.
7. Виявлені закономірності зміни активності інгібіторів трипсину (АІТ) в органах зародку насінин сої дозволяють розцінювати інгібіторно-протеїназну систему як важливу складову адаптивної здатності рослинного організму до дії знижених температур. Встановлено, що генотипні відмінності за холодостійкістю у сої на ранніх стадіях онтогенезу проявляються в розподілі інгібіторів трипсину між органами зародку (сім'ядольна та несім'ядольна частини) насінин в стані спокою, а також в метаболізмі інгібіторів сім'ядолей та зародкових корінців пророслих насінин. Порівняно стійкі до знижених температур генотипи, на відміну від чутливих, характеризуються вищим рівнем АІТ в несім'ядольній частині зародку (насінини в стані спокою), ніж в сім'ядолях: холодостійкі – на 12–35%, чутливі – на 0–2%. При зниженій температурі в корінцях пророслих насінин холодостійких генотипів відбувається зниження АІТ на 36-40%, а нехолодостійких – на 6–25% від початкового рівня.
8. Результати аналізу мінливості ізоферментних спектрів та активності окремих ізоформ пероксидази за оптимальних та підвищених температур дозволяють розглядати даний фермент як важливий компонент адаптивної здатності культури до високотемпературної дії. Різким зниженням активності у відповідь на дію стресових температур відзначаються низькомолекулярні ізоформи пероксидази з відносною електрофоретичною рухомістю (ВЕР) 0,52–0,54. В свою чергу високомолекулярні ізоформи пероксидази з ВЕР 0,08–0,25 стабільно утримують або здатні підвищувати активність при високотемпературній дії, тобто електрофоретичні спектри пероксидази включають функціонально нерівнозначні з точки зору жаростійкості лабільні і стабільні зони. Зміна активності ізопероксидаз, яка спричиняється високотемпературним впливом, демонструє адаптивну перебудову окислювально-відновлювальних ізоферментних систем рослини, зумовлену генотипом. Швидкість та направленість зміни активності і термостабільності пероксидази та її ізоформ дозволяють виявляти генотипні відмінності у сої за стійкістю до підвищених температур, а також проводити добір генотипів за цією ознакою.
9. Локуси, контролюючі субодиничний склад конгліциніну (7-S глобуліну), можуть бути використані для ідентифікації генотипів сої. Однак значно ширші можливості відкриваються при використанні в ролі молекулярних маркерів ди- та тринуклеотидних послідовностей мікросателітних повторів (Inter-Simple Segucnce Repeat) ДНК для цілеспрямованого добору вихідного матеріалу, включно серед культурного та дикого різноманіття сої.
10. У сої виявлена можливість проведення мікрогаметофітної оцінки та добору генотипів за холодо- та жаростійкістю. Як знижені (8оС), так і підвищені (52оС) температури не в однаковій мірі впливають на мікрогаметофітні процеси залежно від генотипу. Пророщування пилкових зерен in vitro, коли компонентом поживного середовища виступає такий фітотоксин, як фузарієва кислота, сприяє прояву генотипних відмінностей у цієї культури за фузаріозостійкістю.
11. Виявлено, що рослини сої у період сходів проявляють регенераційну (відновлювальну) здатність як компенсаційний ефект після пошкоджуючої низькотемпературної (–4оС) дії. Стійкість рослин до низькотемпературного пошкодження у фазі сім'ядольних листків вища, ніж у фазі примордіальних листків. Холодне пророщування насіння сприяє підвищенню стійкості сходів до пошкодження низькотемпературним стресом. Існування позитивного кореляційного зв'язку між числом репродуктивних пагонів, що утворюються з адвентивних бруньок пазушних меристем, і зерновою продуктивністю рослини свідчить про доцільність добору сої за пагоноутворюючою здатністю.
12. З'ясовано, що температурні умови у період набухання та проростання насіння є визначальними стосовно тривалості досходового періоду у сої. Зниження середньодобової температури з 7 до 3оС сприяє кращому прояву генотипних відмінностей за холодостійкістю у період проростання насіння. Ступінь холодостійкості генотипів у період сходів доцільно визначати на основі таких показників, як тривалість досходового періоду и частота появи сходів. Знижені температури за умов раннього строку сівби сприяють диференціації генотипів сої за фузаріозостійкістю.
13. Отримано дані про наявність у сої генотипних відмінностей за холодо-, посухо-, жаростійкістю та відновлювальною здатністю на стадіях репродуктивного розвитку. Істотні генотипні відмінності у цієї культури проявляються в здатності рослин формувати боби за холодних температурних умов (14/14, 17/12оС, день/ніч). Виявлено, що не всі порівняно стійкі до дії водного дефіциту та підвищених температур сорти володіють високою відновлювальною здатністю у післястресовий період. Цінними з позицій адаптивної селекції є генотипи, що поєднують порівняно високу термо- та посухостійкість з високою відновлювальною здатністю у період післядії стресових факторів.
14. Отримані дані свідчать про можливість проведення у окремих високопродуктивних сортів молдавської селекції внутрішньосортового добору за холодостійкістю у період сходів на основі такого критерію, як довжина зародкового корінця в умовах холодного температурного режиму пророщування насіння. Крім того, ефективним є використання екзогенного впливу гамма-променів з метою розширення спектра мінливості за холодостійкістю у міжсортових гібридів сої.
15. В процесі досліджень виділено перспективний з позицій адаптивної селекції вихідний матеріал (геноносії, сім'ї, лінії, біотипи, гібридні та експериментальні популяції), на основі якого створено високопродуктивні сорти сої (Подільська 1, Подолянка, Подільська 416, Подільська 2000, Ватра, Кам'янчанка, К-001 і К-002), що характеризуються порівняно високою стійкістю до знижених і підвищених температур, водного дефіциту та ураження хворобами. Рослини цих сортів відзначаються оптимальною довжиною вегетаційного періоду, високорослістю, стійкістю до вилягання, технологічністю вирощування.
Публікації автора:
Монографія
Шерепитко В.В., Жакотэ А.Г., Павлова Л.С., Простакова Ж.Г., Балашов Т.Н., Бардиер Н.Г., Бронштейн А.И., Будак А.Б., Корецкая Л.С., Коцофан И.Д., Суружиу А.И. Соя: Аспекты устойчивости, методы оценки и отбора.-Кишинев: Штиинца, 1990.-179 с.- Тираж 500 экз. (особистий внесок здобувача полягає в постановці завдання, одержанні експериментальних і зборі літературних даних, їх аналізі, формуванні висновків та написанні передмови, трьох підрозділів і заключення, в тому числі. с. 3–4, 5–30, 65–79, 91–109, 144–145).
Статті в наукових виданнях
Балашов Т.Н., Шерепитко В.В. О селекции сои на холодоустойчивость// Генетические основы селекции сельскохозяйственных культур в Молдавии. -Кишинев: Штиинца, 1986.- С.114-121.
Sichkar V.I., Sherepitko V.V., Balashov T.N. Varietal differences of soybeans sensitivity to low temperatures during germination// Soybean Genetics Newsletter.-1987.-14.-P.286-293.
Суружиу А.И., Шерепитко В.В. Новые подходы в селекции сои на холодоустойчивость// Известия АН МССР. Сер.биол.наук.-1988.-№3.-С.23-26.
Шерепітко В.В. Характер успадковування маси бобу та маси насінини гібридами F1-F3 при схрещуванні G.max X G.soja// Агроекологія і біотехнологія: Зб.наук.пр. Інституту агроекології та біотехнології УААН.-Київ, 1998.- Вип.2.- С.238-245.
Шерепітко В.В. Міжсортові відмінності у сої за стабільністю проявлення господарсько-цінних ознак// Збірник наукових праць Подільської державної аграрно-технічної академії - Кам'янець-Подільський, 1999.- Вип.7.- С.64-66.
Глазко В.И., Дубин А.В.,Календарь Р.Н., Глазко Г.В., Шерепитко В.В., Созинов А.А. Генетические взаимоотношения между сортами сои, оцененные с использованием ISSR маркеров// Цитология и генетика.-1999.- 33, №5.-С.47-51.
Шерепитко В.В. Межсортовые различия сои по холодоустойчивости в период прорастания семян// С.-х. биология.- 1999.-№5.-С.66-69.
Шерепитко В.В. Характер наследования некоторых признаков продуктивности у сои// Селекция и семеноводство.-1999.- №2-3.- С.26-30.
Шерепітко В.В. Абіотична стійкість, зернова продуктивність та ідентифікація нового сорту сої Подільська 1 за білковими маркерами// Селекція і насінництво: Міжвідомчий тематичний науковий збірник.- 1999, Харків.- Вип.82.-С.127-133.
Шерепітко В.В., Шерепітко Н.А. Вираженість кількісних ознак у гібридних рослин першого покоління при схрещуванні компонентів культурної і дикої сої// Збірник наукових праць Подільської державної аграрно-технічної академії. - Кам'янець-Подільський, 2000.-Вип.8.- С.77-79.
Шерепітко В.В., Шерепітко Н.А. Результати селекційної роботи по сої на Поділлі// Вісник аграрної науки. - 2000.- №10.- С.34-36.
Петриченко В.Ф., Шерепітко В.В., Іванюк С.В., Темченко І.В. Кількісний метод оцінки елементів продуктивності генотипів сої// Збірник наукових праць Вінницького державного аграрного університету. -Вінниця, 2000.-Вип.7–С.3-9.
Шерепітко В.В., Шерепітко Н.А., Жакоте А.Г. Стійкість сої до водного дефіциту та підвищених температур/ Агроекологія і біотехнологія: Зб.наук.пр. Інституту агроекології та біотехнології УААН.- Київ, 2000.-Вип.4.-С.157-160.
Шерепітко В.В. Наукові підходи селекції сої на підвищену адаптивність в Лісостепу України// Збірник наукових праць Вінницького державного аграрного університету. - Вінниця, 2001.-С.72-78.
Шерепитко В.В., Балашов Т.Н. Средняя выраженность и изменчивость биологических признаков сои при разных сроках сева. Сообщение 1.Число бобов на растении// Ин-т экологической генетики АН МССР. - Кишинев, 1990.-13с.-Деп. в ВИНИТИ 31.08.90, №4849-В90.
Шерепитко В.В., Балашов Т.Н. Средняя выраженность и изменчивость биологических признаков сои при разных сроках сева. Сообщение 2.Число семян на растении// Ин-т экологической генетики АН МССР. - Кишинев, 1990.-13с.-Деп. в ВИНИТИ 31.08.90, №4850-В90.
Павлова Л.С., Шерепитко В.В. Изоферменты в генетике и селекции сои (обзор)// Ин-т экологической генетики АН МССР. - Кишинев, 1990.-24с.- Деп. в ВИНИТИ 08.10.90, №5283-В90.
Шерепитко В.В., Балашов Т.Н. Средняя выраженность и изменчивость биологических признаков сои при разных сроках посева. Сообщение 3. Высота растения и высота прикрепления нижних бобов// Ин-т генетики АН МССР. - Кишинев, 1991.-13с.-Деп. в ВИНИТИ 13.05.91, №1908-В91.
Шерепитко В.В., Балашов Т.Н. Средняя выраженность и изменчивость биологических признаков сои при разных сроках посева. Сообщение 4. Масса семян с растения и масса 1000 семян// Ин-т генетики АН МССР. - Кишинев, 1991.-18с.-Деп. в ВИНИТИ 13.05.91, №1909-В91.
Глазко В.И., Дубин А.В., Календарь Р.Н., Глазко Г.В., Шерепитко В.В., Созинов А.А. Полиморфизм ISSR маркеров у сои (G.max и G.soja) //Агроекологія і біотехнологія: Зб.наук.пр. Інституту агроекології та біотехнології УААН.- Київ, 1998.- Вип.2.- С.194-198.
Павлова Л.С., Шерепитко В.В., Балашов Т.Н. Способ отбора холодоустойчивых сортов и линий сои// Описание изобретения к авторскому свидетельству №1593590 А1 от 22.05.1990.- М: ВНИИПИ государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 1990.- 4с. – Тираж 438 экз. (особистий внесок здобувача полягає в постановці завдання, одержанні експериментальних і зборі літературних даних їх аналізі, та формуванні висновків).
Шерепітко В.В, Созінов О.О., Бабич А.О., Петриченко В.Ф., Антохов А.Й., Шерепітко Н.А., Болоховська Т.О., Крітенко С.П., Будак О.Б., Глущак А.Г. Авторське свідоцтво № 404 на сорт рослин сої Подільська 1. – Заявка №92018017 від 26.11.93.- Сорт зареєстровано в Реєстрі сортів України в 1997 р. (основний внесок здобувача полягає в доборі вихідного матеріалу та створенні сорту).
Шерепітко В.В, Созінов О.О., Бабич А.О., Петриченко В.Ф., Антохов А.Й., Шерепітко Н.А., Крітенко С.П., Глущак А.Г., Іванюк С.В. Авторське свідоцтво № 743 на сорт рослин сої Подолянка. - Заявка №94018004 від 31.10.94.- Сорт зареєстровано в Реєстрі сортів України в 1999 р. (основний внесок здобувача полягає в доборі вихідного матеріалу та створенні сорту).
Шерепітко В.В, Созінов О.О., Бабич А.О., Петриченко В.Ф., Шерепітко Н.А., Антохов А.Й., Іванюк С.В., Темченко І.В. Авторське свідоцтво № 1100 на сорт рослин сої Подільська 416. – Заявка №96018003 від 21.10.96.- Сорт зареєстровано в Реєстрі сортів України в 2001 р. (основний внесок здобувача полягає в доборі вихідного матеріалу та створенні сорту).
Матеріали наукових конференцій
Шерепитко В.В. Перспективы селекции сои на повышение экологической устойчивости// Экологическая генетика растений и животных: Тез. докл. ІІ Всесоюз.конф.- Кишинев, 1987.-С.279.
Шерепитко В.В., Бардиер Н.Г., Будак А.Б. Влияние гамма-облучения растений сои на изменчивость полевой всхожести семян в условиях температурного стресса// Тез. докл. ІІ Всесоюз. конф.- Кишинев, 1987.-С.89-90.
Павлова Л.С., Шерепитко В.В. Изменчивость ингибиторов протеаз семян контрастных по холодоустойчивости сортов сои при воздействии пониженной температуры на ранних стадиях прорастания// Тез. докл. У съезда МОГИС.- Кишинев, 1987.- С.226.
Шерепитко В.В., Будак А.Б., Черней Р.М. Оценка средней выраженности и изменчивости некоторых признаков сои в условиях центральной и южной зон Молдавии// Методы отбора по комплексам признаков в селекции растений: Материалы Всесоюз. конф. – Симферополь, 1989.-С.132-133.
Шерепитко В.В., Балашов Т.Н. Изменчивость хозяйственно-ценных признаков сои при различных фонах выращивания // Онтогенетика высших растений: Тез.докл. Всесоюз. конф.- Кишинев: Штиинца, 1989.- С.115.
Шерепитко В.В., Будак А.Б., Черней Р.М. Изменчивость семенной продуктивности новых линий сои в зависимости от условий выращивания// Онтогенетика высших растений: Тез. докл. Всесоюз. конф.- Кишинев: Штиинца, 1989.- С.253-254.
Шерепитко В.В., Балашов Т.Н. Изменчивость хозяйственно-ценных признаков сои при разных сроках посева// Тез. докл. научно-производственной конф. по возделыванию, переработке и использованию сои для решения проблемы белка и растительного масла. - Винница, 1990.- С.65-66.
Павлова Л.С., Шерепитко В.В., Секирова Л.С. Влияние пониженной температуры на изозимные спектры пероксидазы и глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы растения сои// Тез. докл. научно-производственной конф. по возделыванию, переработке и использованию сои для решения проблемы белка и растительного масла. - Винница, 1990.- С.61-62.
Шерепітко В.В., Созінов О.О. Основні напрямки і результати генетико-селекційних досліджень по сої в Кам'янець-Подільську// Соя: генетика, селекция, технология выращивания и использования на пищевые и кормовые цели: Материалы І всеукраинской конф. по сое. - Одесса, 1993.-С.8-9.
Шерепітко В.В., Созінов О.О., Шерепітко Н.А. Особливості фенотипного проявлення господарсько-цінних ознак у сої// Соя: генетика, селекция, технология выращивания и использования на пищевые и кормовые цели: Материалы І всеукраинской конференции по сое. - Одесса, 1993.-С.10-11.
Шерепітко В.В., Шерепітко Н.А.,Созінов О.О. Стійкість і продуктивність колекційних сортозразків сої та інших бобових культур// Сучасні проблеми виробництва і використання кормового зерна і сої: Матеріали І всеукраїнської (міжнародної) конф. -Вінниця, 1993.- В 3-х томах, Т.-С.18-19.
Шерепітко В.В., Антонов А.Й., Созінов О.О. Вплив екологічних умов вирощування на компоненти продуктивності сої// Сучасні проблеми виробництва і використання кормового зерна і сої: Матеріали першої всеукраїнської (міжнародної) конф. -Вінниця, 1993.- В 3-х томах, Т.2.".-С.55-56.
Критенко С.П., Шерепитко В.В. Криобелки семян в связи с холодоус-тойчивостью сои на стадии проростания// Молекулярно-генетичекие маркеры в селекции растений: Материалы конф. -Киев, 1994.- С.37-38.
Шерепітко В.В., Антохова Л.М. Особливості стійкості сої до патогенів в умовах природного зараження// Тез. допов. науково-методичної конф. професорсько-викладацького складу Кам'янець-Подільського СГІ.- Кам'янець-Подільський, 1994.- В 2-х томах, Т.1.- С.39-40.
Шерепітко В.В., Антохов А.Й. Холодостійкість колекційних та селекційних сортозразків сої// Тез. допов. науково-методичної конф. професорсько-викладацького складу Кам'янець-Подільського СГІ.- Кам'янець-Подільський, 1994.- В 2-х томах, Т.1.- С.37-38.
Шерепітко В.В., Шерепітко Н.А. Продуктивність та її компоненти у селекційних номерів сої// Тез. допов. науково-методичної конф. професорсько-викладацького складу Кам'янець-Подільського СГІ.- Кам'янець-Подільський, 1994.- В 2-х томах, Т.1.- С.43-44.
Шерепітко В.В., Созінов О.О., Крітенко С.П. Комплексність прояву різних типів ознак у сої// Матеріали І всеукраїнської (міжнародної) конф. по проблемі "Корми і кормовий білок" .-Вінниця, 1994.- с.80-82.
Шерепітко В.В. Характер проявлення ознак у батьківських форм та гібридів F1 сої// Матеріали І всеукраїнської (міжнародної) конф. по проблемі "Корми і кормовий білок" .-Вінниця, 1994.- с.130-131.
Шерепітко В.В., Шерепітко Н.А. Зміна спектра генотипної мінливості ознак продуктивності у F1 при гібридизації культурних сортів з напівкультурними та дикими формами сої// Материалы международной конф. по агробиотехнологии растений и животных. – Киев, 1997.- С.40.
Шерепітко В.В., Нікітенко А.М., Антохов А.Й. Вплив води опроміненої ЕМВ НВЧ на схожість сої// Електромагнітні випромінювання в біології та практичне використання їх позитивних ефектів: Матеріали І науково-виробничої конф., 14-15.травня.1996.-Біла Церква, 1999.-С.38-39.
