Сколько хромосом у озимой пшеницы
Обновлено: 18.09.2024
Хотя многие сорта пшеницы специально выведены селекционерами, тысячи других возникли спонтанно путем скрещивания культурных форм друг с другом и с дикорастущими травами. Вероятно, древнейшими культурными видами пшеницы являются эгилопсовидная (T. aegilopoides) и однозернянка (T. monococcum). Только в их клетках обнаружен диплоидный набор из семи пар хромосом. Центр распространения первого вида – Армения, Турция и Грузия, откуда он проник западнее. Пшеница-однозернянка, возможно, возникла на северо-востоке Турции и юго-западе Закавказья или немного южнее – на востоке Ирака. Считается, что она стала родоначальником почти всех современных сортов.
Следующим шагом в эволюции пшеницы стало появление тетраплоидных видов с 14 парами хромосом. В дикорастущем состоянии известен только один из них – полба, эммер, или пшеница-двузернянка (T. dicoccum), распространенная на юге Армении, северо-востоке Турции, западе Ирана, севере Израиля, Сирии и Иордании. Это также древнейший из культурных тетраплоидов, возделывавшийся некогда шире всех прочих типов пшеницы. Хотя у эммера, как и у однозернянки, ось колоса ломкая и чешуи не отстают от зерен при обмолоте, другие тетраплоиды стали первыми пшеницами, у которых колосья уже не разламывались, а зерно полностью вымолачивалось из чешуй. К таким видам относятся пшеница твердая, персидская, польская и тучная.
Самые молодые пшеницы – гексаплоиды с 21 парой хромосом. Это продукт гибридизации тетраплоидов с каким-то близким видом, у которого семь пар хромосом, скорее всего с дикорастущим злаком рода эгилопс (Aegilops). У двух гексаплоидных видов, включая спельту, бывшую когда-то основной центральноевропейской пшеницей, зерна, как у однозернянки и полбы, невымолачивающиеся (пленчатые) . На три других гексаплоида, называемых голозерными, т. е. на пшеницу летнюю, карликовую и шарозерную, приходится большая часть мировой продукции этой культуры.
По числу хромосом виды пшеницы делятся на четыре группы: с 14 (диплоидная), 28 (тетраплоидная), 42 (гексаплоидная) и 56 (октаплоидная) хромосомами в соматических клетках.
К гексаплоидной группе относятся культурные голозёрные и пленчатые виды. Голозерные виды:
1. Мягкая (обыкновенная) пшеница (Triticum aestivum). Стебли полые. Листья линейные, плоские, широкие, обычно голые. Колосья длинные, различной формы с прочным стержнем. Если наружная цветковая чешуя имеет ость - это остистая форма пшеницы, если ость отсутствует - безостая форма. Ее отличает значительное число разновидностей в зависимости от цвета колосьев, опушенности чешуй, цвета зерен, остистости колосьев. Известно свыше 250 разновидностей мягкой пшеницы и более 120 разновидностей твердой пшеницы. Большая часть сортов мягкой пшеницы относится к разновидностям эритроспермум, ферругинеум, лютесценс, мильтурум, а сортов твердой пшеницы - к гордеиформе и мелянопус. Выращивается по всему миру. Используется для производства муки, манной и пшеничной крупы, макарон, крахмала, спирта и для фуражных целей.
2. Плотноколосая или карликовая пшеница (Triticum compactum). Колос широкий, плотный, остистый. Зерно более короткое, чем у обыкновенной пшеницы. Трудно вымолачивается. В странах Азии выращивают как хлебную культуру. Из-за низкого содержания белка используется, в основном, в кондитерских изделиях.
3. Круглозерная пшеница (Triticum sphaeracoccum). Колосья напоминают карликовую пшеницу, но по ширине колоса похожа на мягкую пшеницу. Форма зерна практически шаровидная. Возделывается в Индии.
1. Пшеница Вавилова или ванская (Triticum vavilovii). Колосья пшеницы имеют ветвистую форму. Трудно обмолачивается. Произрастает в Армении.
2. Спельта (Triticum spelta). Встречаются как остистые, так и безостые формы. Широкие колосковые чешуи. Зерновка обычно стекловидная, реже мучнистая. Колосья ломкие.
3. Пшеница маха (Triticum macha). Зерно частично стекловидное с ярко выраженной глубокой и широкой бороздкой. Ости укороченные, колосья ломкие. Встречается в Грузии.
К тетраплоидной группе относятся: дикорастущие и культурные пленчатые и голозёрные виды. Культурные голозёрные виды:
1. Пшеница твёрдая (Triticum durum). Стебли выполненные, реже более или менее полые. Листья широколинейные, плоские, голые или сверху коротко волосистые. Колосья крупные, неломкие, плотные, остистые, не распадаются на колоски. Зерно твердое, стекловидное, обычно янтарного цвета. Менее урожайна, чем мягкая пшеница и более требовательна к плодородию почвы. Засухоустойчива. Используется для производства макаронных изделий, манной крупы, кускуса и улучшения хлебопекарных качеств муки мягкой пшеницы.
2. Пшеница тургидум (Triticum turgidum). Колосья очень плотные. Зерна округлой формы, обычно мучнистые. Дает плохо подымающееся тесто и быстро черствеющий хлеб. Используется для кондитерских изделий.
3. Пшеница польская (Triticum polonicum). Имеет длинные и узкие колосковые чешуи. Колос крупный, длиной 15-18 см. Зерно крупное, стекловидное. Зерно из-за удлиненной формы дает много отходов при обмолоте.
4. Пшеница персидская (Triticum persicum). Имеет длинные ости на колосковых и цветочных чешуях. Зерно овальное, обычно стекловидное. Зерно красноколосой формы годно для хлебопечения.
Культурные виды с плёнчатым зерном:
1. Полба или эммер, или двузернянка (Triticum dicoccum). В колосках обычно развивается два зерна. Дает крупу хорошего качества, содержит много белка. Трудно обмолачивается: зерно вымолачивается из ломкого колоса вместе с цветковыми и колосковыми чешуями.
2. Пшеница Тимофеева или зандури (Triticum timopheevi). Ости короткие и тонкие. Для всего растения характерна опушенность. Используется для хлебопечения, кормовых целей. Встречается в Грузии.
1. Дикая полба или дикая двузернянка (Triticum dicoccoides). Колос очень легко распадается на колоски. Зерна пленчатые. Выращивается в Сирии.
Диплоидная группа:
1. Культурная однозернянка (Triticum monococcum). Колосья остисты, зерна пленчатые. В колоске обычно одно зерно. Используется для производства крупы и для фуражных целей.
2. Однозернянка Урарту (Triticum urartu). Отличается от культурной однозернянки менее высоким стеблем, более узкими и ломкими колосьями. Встречается в Армении.
Октоплоидные пшеницы были созданы в лабораторных условиях: грибобойная (Triticum fungicidum), советская (Triticum soveticum), пшеница Цицина (Triticum cziczinii).
Среди зерновых хлебов пшеница имеет разнообразный видовой состав - около 28 видов.
По характеру освобождения зерна от цветковых чешуй при обычном обмолота пшеницу подразделяют на:
- голозерные формы (пшеница мягкая, твердая)
- пленчатые (полба, Колхидская двузернянка).
По числу хромосом среди пшеницы выделяют четыре генетические группы:
1) диплоидная - содержит 14 соматических хромосом (однозернянка культурная)
2) Тетраплоидный - 28 соматических хромосом (твердая пшеница, двузернянка)
3) гексаплоидный - 42 соматические хромосомы (мягкая пшеница, карликовая, спельты)
4) октаплоидная - 56 соматических хромосом (один вид - грибобийна пшеница).
Пшеницу каждого вида по внешним признакам колоса и зерна разделяют на разновидности. Например, мягкая пшеница имеет две наиболее распространенные разновидности - Erytrospermum - остистая форма и Lutescens - безостая форма, которые имеют желтые и неопушенные колосья и красное зерно.
Разновидности разделяют, в свою очередь, на сорта.
Из всех видов пшениц наиболее распространены в сельскохозяйственном производстве пшеница мягкая (Triticum aestivum L.) - 90% всех посевов и пшеница твердая (Triticum durum Desf.).
По отношению к процессу яровизации пшеницы подразделяют на озимые и яровые. Огромную ценность для селекции пшеницы представляют отдельные виды ее, так как в селекции пшеницы используется весь видовой потенциал этой культуры. Отличие видов пшеница по таблице №1:
Пшеница — вторая по объему производства сельскохозяйственная культура после кукурузы: по статистике Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), в 2016 году человечество вырастило не менее 823 миллионов тонн пшеницы. При этом пшеница — одна из самых сложных с генетической точки зрения культур: у нее гексаплоидный геном, состоящий из трех элементарных геномов, каждый из которых длиннее человеческого (всего 21 пара хромосом). Общая длина генома пшеницы превышает 17 миллиардов пар нуклеотидов, он в пять раз больше генома человека.
Международный консорциум по секвенированию генома пшеницы (IWGSC) после 13 лет работы официально представил референсный геном пшеницы сорта Chinese Spring — научному сообществу данные были доступны с января 2017 года. Это наиболее полное (94 процента всего генома) и качественное прочтение генома пшеницы на сегодняшний день с информацией о местоположении на хромосомах и известных функциях для 107891 гена и 4,7 миллиона ДНК-маркеров. Все данные опубликованы в открытом доступе, за каждую хромосому отвечала отдельная группа исследователей. Так, Институт цитологии и генетики СО РАН, присоединившийся к консорциуму в 2007 году, занимался хромосомой 5В, по длине практически равной двум геномам риса, рассказала Салина.
Кроме того, с помощью референсного генома можно будет изучать эволюцию пшеницы и изменение отдельных частей ее генома во времени. В дальнейшем авторы планируют улучшать его качество, а также секвенировать геном других сортов пшеницы, чтобы исследовать генетическое разнообразие этого растения. Публикация референсных геномов риса и кукурузы сильно подтолкнула генетические исследования этих растений, и консорциум надеется на аналогичный стимул для пшеницы.
О сложностях генетической модификации пшеницы и о том, почему на рынке до сих пор нет ни одного ГМ-сорта, читайте в нашем недавнем материале.
Читайте также: