Содержание
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ..................................................................................... 16
1.1. Архитектура и архитектоника растений .................................................. 16
1.2. Архитектоника и таксономия пшеницы .................................................. 18
1.3. Влияние доместикации на архитектонику пшеницы .............................. 23
1.4. Фенотипирование ...................................................................................... 27
1.4.1. Фенотипирование в селекции и генетике .......................................... 27
1.4.1.1. Гексаплоидные виды пшеницы 2n = 6х = 42 ..................................... 31
1.4.1.2. Тетраплоидные виды пшеницы 2n = 4х = 28 ..................................... 36
1.4.1.3. Диплоидные виды пшеницы 2n = 2х = 14 ......................................... 46
1.4.2. Фенотипирование в систематике пшениц ......................................... 51
1.4.3. Цифровые коллекции .......................................................................... 52
1.5. Архитектоника и нейронные сети ............................................................ 55
1.5.1. Современные компьютерные методы фенотипирования ................. 56
1.5.2. Сверточные нейронные сети .............................................................. 57
Заключение к обзору литературы ..................................................................... 60
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ........................................................................... 65
2.1. Растительный материал ............................................................................ 65
2.2. Условия проведения эксперимента .......................................................... 66
2.2.1. Гидропонная теплица ......................................................................... 66
2.2.2. В условиях парника ............................................................................ 67
2.3. Методы генетического анализа ................................................................ 68
2.3.1. Гибридологический анализ ................................................................ 68
2.3.2. Выделение ДНК, ПЦР-амплификация и клонирование генов Btr-1 68
2.4. Метод компьютерного фенотипирования архитектоники колоса ......... 70
3
2.5. Оценка количественных характеристик колосьев .................................. 72
2.6. Оценка качественных характеристик колосьев ....................................... 75
2.7. Статистический анализ ............................................................................. 75
2.8. Метеоусловия в годы проведения экспериментов .................................. 76
2.8.1. Яровой посев (2021г.) ......................................................................... 77
2.8.2. Яровой посев (2022г.) ......................................................................... 78
2.8.3. Яровой посев (2023г.) ......................................................................... 80
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ...................................................................................................... 83
3.1. Фенотипирование архитектоники формы колоса ................................... 83
3.1.1. Оценка точности компьютерного фенотипирования колоса ........... 83
3.1.2. Распределение образцов по признакам и ординация цифровых
изображений .................................................................................................... 85
3.1.3. Фенотипирование видоспецифических признаков пшеницы .......... 88
3.2. Изучение наследования видоспецифических признаков у
тетраплоидных видов пшениц (2n=28) ............................................................. 96
3.2.1. Изучение наследования видоспецифических признаков у T.
aethiopicum ....................................................................................................... 98
3.2.2. Изучение наследования видоспецифических признаков у T. durum 99
3.2.3. Изучение наследования видоспецифических признаков у T.
dicoccum ......................................................................................................... 100
3.2.4. Изучение наследования видоспецифических признаков у T.
polonicum ....................................................................................................... 102
3.2.5. Изучение наследования видоспецифических признаков у T.
carthlicum ....................................................................................................... 104
3.2.6. Изучение ломкоколосости у тетраплоидных видов пшениц (2n=28)
105
3.2.6.1. Идентификация аллелей гена Btr1-A ............................................ 105
3.2.6.2. Идентификация аллелей Btr1-B .................................................... 107
3.2.6.3. Гены, отвечающие за доместикацию у тетраплоидных видов
пшениц ........................................................................................................ 109
3.3. Создание цифровой коллекции видоспецифических признаков колосьев
пшеницы ........................................................................................................... 116
4
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ ................................................................................................. 121
4.1. Фенотипирование видоспецифических признаков пшеницы разного
уровня плоидности ........................................................................................... 121
4.2. Изучение наследования видоспецифических признаков у
тетраплоидных видов пшениц (2n=28) ........................................................... 121
4.2.1. Наследование видоспецифических признаков у T. aethiopicum ..... 122
4.2.2. Наследования видоспецифических признаков у T. durum .............. 123
4.2.3. Наследования видоспецифических признаков у T. dicoccum ......... 124
4.2.4. Наследования видоспецифических признаков у T. polonicum ....... 125
4.2.5. Наследования видоспецифических признаков у T. carthlicum ....... 126
4.3. Изучение ломкоколосости у тетраплоидных видов пшениц (2n=28) .. 127
4.4. Фенотипирование архитектоники формы колоса и аннотирование
цифровой коллекции колосьев видов пшениц ............................................... 130
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................................... 133
ВЫВОДЫ ................................................................................................................................... 135
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ................................................................................................. 137
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................................... 138
