Труды Кубанского государственного аграрного университета


<<<  Back

2016, № 59

UDC: 575.167; 631.527
GSNTI: 68.03; 68.35

Management by “genotype-environment” interaction - most important lever for increase of cultivated plants yields

FAO emphasized (2014): "The technogenic intensification of plant growing isn't capable to solve a problem of further increase of harvests, but at the same time is connected with growth of energy consumption and ecological disruption in the nature. Global crisis of plant growing demands new strategy - biologization, i.e. creation of adaptive and productive varieties, hybrids, specieses". N. I. Vavilov dreamed of creation concrete theory of breeding on efficiency and a harvest. In 1935 he wrote: "The collective can't work on intuition, at casual good lucks". In 1984 it was opened a new epigenetic phenomenon - change of a spectrum of genes under an efficiency trait when changing of the limiting factor of environment. During 1984-2014 on the basis of this opening the Theory of the Eco-Genetic Organization of a Quantitative Trait (TEGOQT) was developed with 24 consequences and 9 know-how which has solved 14 problems without which solution genetics and breeding of plants according to N. I. Vavilov has been divided by "a deep abyss". She generate the hypothesis of the nature (mechanisms) of a phenomenon "genotype-environment" interaction (GEI) which is experimentally confirmed. It is shown that GEI is most powerful "lever" of further increase of harvests and that in the future the mankind will be provided with food generally due to scientific management by effects of GEI. 35 modern directions of plants breeding are described and it is shown that the major 25 of them can be realized only in a priority Breeding phytothrone.
Keywords: Global crisis in plants growing in XXI century, theory of breeding for increase of productivity, importance of genotype-evvironment interaction in increase of yields, hypothesis of polygenes and QTL, modern directions and phytotronic technologies of breeding

References:

  1. Вавилов, Н. И. Избранные труды / Н. И. Вавилов. Т. 5. - М. ; Л., 1965. - 275 с.
  2. Драгавцев, В. А. Уроки эволюции генетики растений / В. А. Драгавцев // Биосфера. - 2012. - Т. 4. - № 3. - С. 251-262.
  3. Драгавцев, В. А. Модель эколого-генетического контроля количественных признаков растений / В. А. Драгавцев, П. П. Литун, Н. М. Шкель [и др.] // Доклады АН СССР. - 1984. - Т. 274, № 3. - С. 720-723.
  4. Драгавцев, В. А. Генетика признаков продуктивности яровых пшениц в Западной Сибири / В. А. Драгавцев, Р. А. Цильке, Б. Г. Рейтер [и др.]. - Новосибирск : Наука СО АН, 1984. - 230 с.
  5. Драгавцев, В. А. Эколого-генетический скрининг генофонда и методы конструирования сортов с/х растений по урожайности, устойчивости и качеству / В. А. Драгавцев. - СПб. : ВИР, 1998. - 52 с.
  6. Кочерина, Н. В. Введение в теорию эколого-генетической организации полигенных признаков растений и теорию селекционных индексов / Н. В. Кочерина, В. А. Драгавцев. - СПб. : Дон Боско, 2008. - 86 с.
  7. Драгавцев, В. А. Теория эколого-генетической организации количественных признаков / В. А. Драгавцев // Толковый словарь терминов по общей и молекулярной биологии, общей и прикладной генетике, селекции, ДНК-технологии и биоинформатике. - М. : Академкнига ; Медкнига, 2008. - Т. 2. - 308 с.
  8. Чесноков, Ю. В. Эколого-генетическая организация количественных признаков растений и картирование локусов, определяющих агрономически важные признаки у мягкой пшеницы / Ю. В. Чесноков, И. В. Почепня, А. Бёрнер [и др.] // Доклады РАН. - 2008. - Т. 418, № 5. - С. 1-4.
  9. Драгавцев, В. А. Как помочь накормить человечество / В. А. Драгавцев // Биосфера. - 2013. - Т. 5. - № 3. - С. 279-290.
  10. Драгавцев, В. А. Эколого-генетическая регуляция систем развития продуктивности растений / В. А. Драгавцев // Материалы IV Всероссийской научно-практич. конференции с международным участием (26-29 марта 2012 г.). - Часть 1. - Нижний Тагил, 2012. - С. 133-139.
  11. Краткий толковый словарь по лесной генетике и селекции. - Красноярск : Наука СО РАН, 2014. - 91 с.
  12. Драгавцев, В. А. Инновационные технологии селекции растений на повышение продуктивности и урожая / В. А. Драгавцев, В. П. Якушев // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2015. - № 3 (54). - С. 130-137.
  13. Драгавцев, В. А. Новый метод генетического анализа полигенных количественных признаков растений / В. А. Драгавцев // Идентифицированный генофонд растений и селекция. - СПб. : ВИР, 2005. - С. 20-35.
  14. Рахман, М. Новые подходы к прогнозированию гетерозиса у растений / М. Рахман, В. А. Драгавцев // Сельскохозяйственная биология. - 1990. - № 2. - С. 3-12.
  15. Нечипоренко, Н. Н. О возможности прогноза уровней и знаков коэффициентов экологической корреляции / Н. Н. Нечипоренко, В. А. Драгавцев // Генетика. - 1986. - Т. 22. - № 4. - С. 616-623.
  16. Драгавцев, В. А. Механизмы сдвигов доминирования количественных признаков яровой пшеницы в разных географических точках / В. А. Драгавцев, И. В. Драгавцева // Генетика. - 2011. - Т. 47. - № 5. - С. 1-6.
  17. Сеченов, И. М. Физиология нервной системы / И. М. Сеченов, И. П. Павлов, М. Е. Введенский. - М., 1952. - 142 с.
  18. Гумилевский, Л. И. В. И. Вернадский / Л. И. Гумилевский. - М. : Молодая гвардия, 1961. - 320 с.
  19. Синская, Е. Н. О категориях и закономерностях изменчивости в популяциях высших растений / Е. Н. Синская // Проблемы популяций у высших растений. - Л. : Сельхозиздат, 1963. - 124 с.
  20. Инге-Вечтомов, С. Г. Генетика с основами селекции / С. Г. Инге-Вечтомов. - М. : Высшая школа, 1989. - 591 с.
  21. Spearman, C. American Journal of Psychology / C. Spearman. - 1904. - Vol. 15, № 88. - Р. 72-101.
  22. Пирсон, К. Грамматика науки / К. Пирсон. - М., 1905. - 655 с.
  23. Fisher, R. A. The genetics theory of natural selection / R. A. Fisher. - 2nd ed. - New York, 1958. - 318 р.
  24. Borojevic, S. Can we develop varieties and races as we model them? / S. Borojevic // Proc. XIV Int. сongr. оf genetics. - M., 1978.
  25. Михайленко, И. М. Математические модели в селекции растений. Сообщение II. Алгоритмы управления генетико-селекционным улучшением хозяйственно-ценных свойств самоопылителей / И. М. Михайленко, В. А. Драгавцев // Сельскохозяйственная биология. - 2013. - № 1. - С. 35-41.
  26. Якушев, В. П. Агротехнологические и селекционные резервы повышения урожаев зерновых культур в России / В. П. Якушев, И. М. Михайленко, В. А. Драгавцев // Сельскохозяйственная биология. - 2015. - Т. 50. - № 5. - С. 550-560.
  27. Стент, Г. Молекулярная генетика / Г. Стент, Р. Кэлиндар. - М. : Мир, 1974. - 614 с.
  28. Тищенко, В. Н. Генетические основы адаптивной селекции в зоне лесостепи / В. Н. Тищенко, Н. М. Чекалин. - Полтава, 2005. - 250 с.
  29. Плотникова, Л. Я. Научное наследие Н. И. Вавилова / Л. Я. Плотникова. - М. : ТСХА, 2007. - С. 179-180.
  30. Аксенович, Т. И. Генетический анализ: этапы развития, проблемы и перспективы / Т. И. Аксенович // Вестник ВОГиС. - 1999. - № 10. - С. 7.
  31. Васильев, А. Г. Эпигенетические основы фенетики / А. Г. Васильев. - Екатеринбург : Академкнига, 2005. - 640 с.
  32. Лутова, Л. А. Современные технологии в биологии растений / Л. А. Лутова // Материалы Всероссийской школы молодых ученых по экологической генетике. - Краснодар, 2012. - С. 82-100.
  33. Ситуация в сфере использования генетически модифицированных организмов: фальшивые обещания, неудавшиеся технологии / под ред. проф. А. С. Баранова. - М., 2012. - 99 с.
  34. Драгавцев, В. А. Эколого-генетическая организация количественных признаков растений и теория селекционных индексов / В. А. Драгавцев // Экологическая генетика культурных растений : сб. докладов на школе молодых ученых по экологической генетике. - Краснодар : ВНИИ риса, 2012. - С. 31-50.
  35. Ратнер, В. А. Генетика, молекулярная кибернетика. Личности и проблемы / В. А. Ратнер. - Новосибирск : Наука СО РАН, 2002. - 272 с.
  36. Драгавцев, В. А. Эволюция парадигм наследования и развития и их ведущая роль в создании инновационных селекционных технологий / В. А. Драгавцев, С. И. Малецкий // Биосфера. - 2015. - Т. 7. - № 2. - С. 155-168.
  37. Дьяков, А. Б. Разнонаправленность сдвигов количественного признака индивидуального организма под влиянием генетических и средовых причин в двумерных системах признаковых координат / А. Б. Дьяков, В. А. Драгавцев; под ред. В. А. Драгавцева // Алгоритмы эколого-генетической инвентаризации генофонда и методы конструирования сортов с/х растений по урожайности, устойчивости и качеству: методические рекомендации. - СПб. : ВИР, 1994. - С. 22-47.
  38. Засухи в СССР, их происхождение, повторяемость и влияние на урожай / ред. А. И. Руденко. - Л.: Агрометеоиздат, 1958. - 206 с.
  39. Драгавцев, В. А. Новые подходы к экспрессной оценке генотипической и генетической (аддитивной) дисперсий свойств продуктивности растений / В. А. Драгавцев, Г. А. Макарова, А. А. Кочетов [и др.] // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2012. - Т. 16. - № 2. - С. 427-436.
  40. Михайленко, И. М. Математические модели в селекции растений. Сообщение I. Теоретические основы идентификации генотипов по их фенотипам при отборе в расщепляющихся поколениях / И. М. Михайленко, В. А. Драгавцев // Сельскохозяйственная биология. - 2013. - № 1. - С. 26-34.
  41. Михайленко, И. М. Основные принципы моделирования систем взаимодействия «генотип-среда» / И. М. Михайленко, В. А. Драгавцев // Сельскохозяйственная биология. - 2010. - № 3. - С. 26-35.

Authors:

  1. Dragavtsev Victor Alexandrovich, Dr. of Biology science, Academic of RAS, Chief Researcher of Laboratory of plants ecophisiology, Agrophysical Research Institute.
  2. Dragavtseva Irina Alexandrovna, Dr. of Agricultural science, Professor, Chief Scientific Officer of Laboratory of Management of productivity in the fruit agrocenosis and ecosystems, North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture.
  3. Efimova Irina Lvovna, Research Associate of Laboratory of nursery gardening, North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture.
  4. Morenets Anna Sergeevna, Junior researcher of Laboratory of Management of productivity in the fruit agrocenosis and ecosystems, North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture.
  5. Savin Igor Yurievich, Dr. of Agricultural science, Professor, Deputy Director for Science, V.V. Dokuchaev Soil Science Institute.