Registration Number
0823U100268, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
05-05-2023
popup.evolution
.
Title
Physiological basis of productivity and grain quality of spring wheat
Author
Makar Orysia Orestivna,
popup.head Terek Olha Ishtvanivna
popup.opponent Schwartau Viktor Valentynovych
popup.opponent Pyda Svitlana Vasylivna
popup.opponent Smirnov Oleksandr Yevhenovych
popup.review Kobyletska Myroslava Stepanivna
popup.rada
Ivan Franko National University of Lviv
Description
Дисертаційна робота присвячена дослідженню фізіологічних основ формування якісного зерна 24 генотипів ярої пшениці (Triticum aestivum L., T. durum Desf., T. turgidum subsp. dicoccum) української селекції, з акцентом на вміст Fe, Zn, Cu та ідентифікування бактерій-ендофітів пшениці і вивчення їх потенційного зв’язку з врожайністю та якістю зерна. Пшениця є однією з найбільш культивованих культур в Україні та у світі загалом. Найближчими роками необхідно підвищити якість зерна пшениці та її виробництво у достатній кількості для населення, яке до 2100 року збільшиться на 36 %. “Прихований голод”, спричинений нестачею вітамінів і мікроелементів є актуальною проблемою харчування і здоров’я для 2 млрд. людей у світі, це найпоширеніша форма недоїдання. Вивчення складних фізіологічних механізмів поглинання і підтримки необхідної концентрації мікроелементів в рослинних тканинах, пошук і дослідження сортів пшениці з підвищеною здатністю до їх накопичення в зерні – необхідна передумова для розробки ефективних способів біофортифікації, екологічно безпечних технологій, які би доповнювали фенотипову пластичність і адаптаційну здатність рослин. Бактеріальні ендофіти можуть служити інструментами для розробки нових стратегій біофортифікації та продовольчої безпеки. Проведено аналіз основних фізико-хімічних властивостей ґрунтів двох різних за біодоступністю мікроелементів дослідних ділянок: Дмитрів (50°13'26.6"N 24°36'50.5"E) та Д. Лужок (49°27'17.5"N 23°23'02.6"E). В умовах польового експерименту враховано посухостійкість досліджуваних сортів пшениці. Підтверджено відмінності в реакції на посуху серед сортів пшениці м’якої і твердої. Середня врожайність пшениці у 2017 р. на ділянці Дмитрів була на 67 % вищою ніж на ділянці Д. Лужок. У 2018 р. на ділянці Дмитрів отримано вищу врожайність зерна на 53 %. Встановлено вищі показники врожайності для м’яких сортів пшениці. Загальний вміст білка в зерні пшениці становив від 8,65 до 17,21 %. Вищий вміст білків в зерні спостерігали на дерново-буроземних суглинкових ґрунтах ділянки Д. Лужок. Сорти з високою здатністю до накопичення білків в зерні за різних умов мінерального живлення: Етюд, Колективна 3, Династія, Ізольда та Голіковська. В результаті аналізу врожайності та структури врожаю, припущено, що сорти Дубравка, Оксамит миронівський, Чадо та Династія, є стійкішими до факторів навколишнього середовища, із властивою їм вищою адаптаційною пластичністю до умов вирощування, за умов різного забезпечення мінеральними елементами. Підтверджено залежність концентрації Fe, Zn та Cu в органах пшениці від вмісту їх доступних форм в ґрунті. Досліджено здатність сортів до акумулювання Fe, Zn та Cu в прапорцевих листках та колосах з подальшим їх завантаженням в зерно. Встановлено кореляції між концентраціями мікроелементів. З’ясовано, що вища врожайність властива для сортів за умов вирощування на чорноземах карбонатних порід з високим вмістом органічної речовини ґрунту та низькою біодоступністю Fe, Cu та Zn, проте, якість зерна в цих умовах нижча: вміст мікроелементів та білків за таких умов був низьким. В роботі вперше ідентифіковано бактеріальні ендофіти зерна та з отриманих in vitro вегетативних органів проростків пшениці ярої сортів Оксамит миронівський, Струна миронівська, Дубравка та Голіковська. З зерна пшениці ярої ізольовано, культивовано та ідентифіковано 20 штамів бактерій ендофітів, які представляли роди Staphylococcus, Pantoea, Sphingobium, Bacillus, Kosakonia, Micrococcus, Kocuria та Corynebacterium. Визначені нуклеотидні послідовності бактеріальних ендофітів внесено в базу GenBank під немерами MT302194 – MT302204, MT312840 та ОР445710 – ОР445717. Культивовані штами продемонстрували здатність синтезувати та виділяти в культуральне середовище ауксин-подібні сполуки (IRCs макс.: 16,57 мкг/мл). В результаті метагеномного аналізу тканин коренів та листків проростків пшениці, отриманих в стерильній культурі in vitro, ідентифіковано 14 родів бактерій. Вперше виділено та ідентифіковано бактеріальні ендофіти зерна і тканин листків та коренів T. turgidum subsp. dicoccum. Отримані результати дають нові знання про взаємозв’язки між ендофітними бактеріями зерна, концентраціями Fe, Cu та Zn в зерні та врожайністю пшениці ярих сортів у польових умовах за обмеженої біодоступністю цих елементів. Детальний аналіз складу та функцій ендофітного мікробіому пшениці ярої може сприяти розробці нової групи біопрепаратів – фітопробіотиків.
Registration Date
2023-05-08
popup.nrat_date
2023-05-08 / 2026-07-01
