Биологията на Triticum turgidum ssp
Документ по биология BIO2006-07: Паралелна тетрадка към критериите за оценка на риска за околната среда, свързан с растения с нови белези
Съдържание
Част А - Общи
Част А - Общи
А1. Контекст
Преди да се разреши освобождаването на PNT в открита среда, трябва да се оцени рискът за околната среда. Директива Dir94 08 - Критерии за оценка на екологичния риск, свързан с растения с нови характеристики, установява критериите и определя изискванията за представяне на данните, които трябва да бъдат събрани по време на оценката на този риск, за да може да се гарантира безопасността на среда. в случай на освобождаване в открита среда.
А2. Обхват
Част Б - Биология на Triticum turgidum ssp. твърда
В1. Общо описание, култура и заетост
Това е едногодишна трева със средна височина със сплескана листна острие. Крайното класовидно съцветие се състои от перфектни цветя (Bozzini, 1998). Както при обикновената пшеница, и тук има сортове полуджудже твърда пшеница. Кореновата система се състои от семенни корени, произведени от разсада по време на поникването, както и адвентивни корени, които по-късно се образуват от възлите в основата на растението и представляват постоянна коренова система. Твърдата пшеница има цилиндрична, изправена дръжка, обикновено куха и подразделена на междувъзлия. Някои сортове обаче имат солидни стъбла (Clarke et al., 2002).
Слама (фрези) се образува от аксиларни пъпки в възлите в основата на основното стъбло. Броят на нишките зависи от сорта, условията на отглеждане и плътността на засаждане. При нормални условия растението може да произведе общо три клонки в допълнение към основното стъбло, но не всички от тях задължително зърнести (Bozzini, 1988). Както при другите треви, листата на твърдата пшеница се състоят от основа (обвивка), заобикаляща стъблото, крайна част, която се подрежда с успоредните жилки, и заострен край. В точката на закрепване на листната обвивка има тънка, прозрачна мембрана (лигула) с два малки странични придатъка (предсърдия). Основното стъбло и всяка нишка носят съцветие в крайния епи.
Съцветието от твърда пшеница е ухо с шипове, носещи шипове, разделени от къси междувъзлия (Bozzini, 1988). Всеки колосок има две жаби (прицветници), съдържащи от две до пет куплетни цветя върху рахеола. Всяко перфектно цвете е затворено в структури, подобни на прицветниците, а именно долната лема (лема или лема) и горната лема (палея). Всяка от тях има три тичинки с двукулни антени, както и плодник с два стила с пернати стигми. На зрялост вретеновидното поленово зърно обикновено съдържа три ядра. Всяко цвете може да даде плод с едно семе, кариопсис. Всяко семе съдържа голям ендосперм и сплескан ембрион, разположен на върха на семето и близо до основата на цветето.
В световен мащаб средната площ, отделяна годишно за отглеждане на твърда пшеница, е около 18 милиона хектара, което води до средно годишно производство от около 30 милиона метрични тона (Международен съвет по зърнените култури, 2002). Европейският съюз (предимно Италия, Испания и Гърция) е най-големият производител на твърда пшеница със средна годишна реколта от осем милиона метрични тона. Канада е на второ място с 4,6 милиона метрични тона годишно, следвана от Турция и САЩ с 4 и 3,5 милиона метрични тона съответно (Международен съвет по зърнените култури, 2002).
В Канада твърдата пшеница се отглежда в по-сухите части на южните централни прерии. По този начин дължим съответно на Манитоба, Саскачеван и Алберта 2, 84 и 14%. 100 от канадското производство.
B2. Кратък преглед на подобренията, производството на семена и агрономическите практики
B2.1 Подобряване на твърдата пшеница
Въз основа на данните за добива на F6, събрани от малки парцели, изследователите избират линии за пшеница за предварителни опити. Тези изпитания, които обикновено продължават две години, се провеждат на четири до шест места годишно. След това линиите, които дават равни или по-добри добиви от настоящите контролни сортове, се усъвършенстват в регистрационни опити, проведени на 10 до 20 места в продължение на три години. В зависимост от резултатите от опитите за регистрация, административните групи, като Комитета за препоръки за прерийната пшеница, ръж и тритикале (CRPBST), могат или не могат да подкрепят искането на селекционера за регистрация на сорта. Веднага след като се одобри регистрация на сорт, семената на селекционера се раздават на производителите на семена за размножаване. Семената на селекционера се размножават до етапа на семената на фондацията, от който се получават регистрираните и/или сертифицирани семена за търговско производство (анонимно, 1994).
B3. Репродуктивна биология на Triticum turgidum ssp. твърда
В4. Места на произход на твърдата пшеница
Тетраплоидните диви пшеници са широко разпространени в Близкия изток, където хората са започнали да ги събират от дивата природа (Bozzini, 1988). В сравнение с диплоидните пшеници, големите им глави и едрите зърна ги правят много по-интересни за опитомяване. Смята се, че твърдата пшеница произхожда от днешните територии на Турция, Сирия, Ирак и Иран (Feldman, 2001). Твърдата пшеница е алотетраплоид (два генома: AABB), с общо 28 хромозоми (2n = 4x = 28), съдържащ пълния диплоиден комплемент на хромозомите на всеки от стъблените видове. Като такива, всяка двойка хромозоми в геном А има двойка хомеологични хромозоми в геном В, с които е тясно свързана. По време на мейозата обаче сдвояването на хромозомите се ограничава до хомоложни хромозоми от генетичната активност на инхибиторните гени. Изследователите са идентифицирали редица инхибиторни гени, но генът Ph1, разположен на дългото рамо на хромозома 5В, се счита за критичен инхибиторен ген (Wall et al., 1971).
В5. Твърдо култивираната пшеница се превърна в спонтанен плевел
Част В - Видове, тясно свързани с Triticum turgidum ssp. твърда
С1. Хибридизация на видове и родове
Важно е да се разбере възможното развитие на хибриди в резултат на междувидови и междуродови кръстоски между културата и сродните видове, когато се оценява възможното въздействие върху околната среда от отвореното освобождаване на T. turgidum. ssp. твърда генетично модифициран. Развитието на хибриди може да доведе до навлизане на нови черти в сродни видове, което би нарушило екосистемата и ще увеличи вредността на тези видове.
С2. Възможност за интрогресия на гените Triticum turgidum ssp. твърда при сродни видове
Хексаплоидните и тетраплоидните пшеници са обект на обширни изследвания, базирани на междувидови и междуродови кръстоски (Sharma and Gill, 1983). Тази работа обаче няма голямо значение в дивата природа, тъй като само няколко вида, свързани с пшеница, са местни в Канада. Стабилността на генома на твърдата пшеница се дължи на гените (Ph1 и други), които ограничават сдвояването на хромозомите до хомоложни хромозоми. В допълнение са необходими лабораторни техники, като опрашване на ръцете, спасяване на ембриони и удвояване на изкуствена хромозома с инхибитори на мейозата, за да се получи плодородно потомство. По този начин в лабораторията беше възможно да се получат хибриди между T. turgidum ssp. твърда и Ae. цилиндрика, Ae. triuncialis, Ae. катастрофира и Ae. яйцеклетка (Knobloch, 1968; Arzani et al., 2000; Benavente et al., 2001; Prazak, 2001).