4.Генетика ознак жита
Популяції жита, які є перехреснозапильними, дуже поліморфні. Вони дуже мінливі за всіма ознаками: морфологічними, біохімічними, фізіологічними. Найбільш поліморфними є популяції бур’янисто-польового жита. Ще більший спадковий поліморфізм знаходиться в популяціях жита в скритому стані, він представлений рецесивними алелями гетерозиготних рослин. Виявити його можливо методом інбридингу, або схрещуванням рослин між собою.
Вивчення тисяч зразків світової колекції жита, яка є у ВІРі, дозволило розкрити потенціал спадкової різноманітності культурного та дикого жита, виявити форми, використання яких в селекції дозволяє покращувати сорті за урожайністю та якістю зерна, стійкістю до вилягання, морозостійкістю, стійкістю до хвороб і т. д.Жито має широкий потенціал спадкової мінливості, але до нашого часу порівняно слабо вивчено в генетичному плані.
4.1.Генетика систем розмноження жита
Генетика автофертильності—автостерильності.
У жита існує гаметофітна система самонесумісності. Лундквіст показав, що контроль відбувається генами двох локусів S і Z із серією множинних алелей в кожному. Пилкові зерна не проростають в стовпчиках маточок, які містять ідентичні алелі генів S та Z. На рослинах з генотипом S1S3Z5Z6 — не проростають пилкові зерна з алелями S1Z5, S1Z6, S3Z5, S3Z6, але можуть проростати пилкові зерна з алелями: S1Z8, S2Z5, S2Z6, S4Z7 і т. д. тобто ідентичність алелей тільки по одному локусу не викликає несумісності. З частотами (2–5) 10–5 або 10–6 відбуваються мутації генів несумісності і виникають алелі самосумісності Sf або Zf.
Рослини, гетерозиготні по мутації автофертильності, містять половину (SnSf або ZnZf) або 3/4 (SnSf ZnZf) пилкових зерен з мутацією Sf та/або Zf. Ці пилкові зерна при самозапиленні успішно проростають, так що гетерозиготні рослини автофертильні. Але це має місце не в силу домінування алелі Sf перед Sn (вони діють в гаплоїдних пилкових зернах), а через велику кількість у гетерозигот сумісного пилку. Дані про автофертильність гібридів між автостерильними і автофертильними формами, отримані і іншими вченими.
А. Лундквіст отримав підтвердження дигенної схеми гаметофітного контролю автостерильності—автофертильності, запилюючи гібриди F1 між автофертильними лініями пилком автостерильних рослин, отримане при цьому розщеплення — 61 автостерильних : 146 автофертильних чітко відповідає очікуваному — SfSn ZfZn SkSk+1 SkSk+1 1/4 без алелей Sf чи Zf (автостерильні) : 3/4 з алелями Sf чи Zf (автофертильні).
Мутації Sf і Zf можуть бути легко перенесені за допомогою схрещування в будь-яку форму жита. Шляхом таких схрещувань із зразками генетичної колекції і послідуючого інбридингу в Ленінградському університеті створена колекція автофертильних ліній, які несуть домінантні або рецесивні алелі маркерних генів. Використання автофертильних ліній дозволяє проводити на житі такі дослідження, які потребують вивчення інбредних потомств окремих рослин.
4.2. Генетика морфологічних ознак
Існує чотири типи короткостебловості жита.
1) Рецесивна короткостебловість з проміжним типом успадкування (d2). Є характерною для багатих сортів західноєвропейської селекції Німеччини, Нідерландів, Швеції, Польщі. Короткостебельні форми цього типу беруть при гібридизації в якості материнської форми, оскільки відомі реципрокні відмінності, пов’язані з цитоплазматичною спадковістю.
2) Карликовість, яка контролюється одним рецесивним геном плейотропної дії. Ген ct (генотип ct ct). Рослини генотипу ct ct мають соломину на 25% коротшу, коротшими є листя та корені, вкорочений щільний колос, вкорочені колоскові та квіткові луски, ості, пиляки та короткі зернівки пшеничного типу. Цей тип в селекції не одержав розповсюдження, оскільки зчеплений із мілкозерністю та низькою продуктивністю. Але направлена цілеспрямована праця селекціонерів Північно-Західного НДІ сільського господарства Росії дозволила створити нові короткостебельні сорти з використанням гена ct — Дюймовочка та Безоста — які можуть бути донорами короткостебельності.
3) Розгалуженостеблова карликовість, яка контролюється одним рецесивним геном широкої плейотропної дії (mn). Такі рослини відрізняються великою кількістю коротких листків, які стирчать під прямим кутом до розгалужених, з великою кількістю вузлів (до 16) на кожному зі стебел. В селекції ця форма використовується мало.
4) Домінантна короткостебловість, яка контролюється одним геном Hl. При використанні цього джерела у гібридів висота рослин зменшується на 30–40% за рахунок довжини всіх міжвузлів, але не змінюється число вузлів, діаметр соломини, товщина її стінок та міцність. Дуже широко використовується в селекції, хоча домінантну гомозиготу важко відібрати серед нащадків. Чуплан, Харківська-78, Київська-80 — сорти, які створені за участю гена Hl.
Антоціанове забарвлення вушок листа домінує над незабарвленням, якщо контролюється генами Vi1 та R1, R2, рецесивні алелі генів зумовлюють розвиток незабарвлених вушок листа.
Восковий шар на рослині — домінує над відсутністю його, наявність воскового шару зумовлюється двома генами Epr 1, 2.
Неламке стебло та колос — домінує над ламким стеблом і контролюється одним домінантним геном Br , ламкість стебла та колоса - рецесивним br.
Гладенька поверхня листка — домінує над гофрованою і визначається геном Rp, а гофрована поверхня визначається геном rp.
Чорне або буре забарвлення колоса — домінує над жовтим забарвленням , за ознаку відповідає ген N, за жовте забарвлення - n.
Фіолетовий перікарп зернівки — домінує над незабарвленим і визначається геном Vs, незабарвлений - рецесивним алелем vs.
Колос, що не галузиться — домінує над розгалуженим і контролюється домінантним алелем гена Mo, розгалужений колос – рецесивним алелем гена mo.