Сорт пшеницы Норин 10

Норин 10 — это полукарликовый сорт мягкой яровой пшеницы (Triticum aestivum L.), выведенный в Японии в 1930-х годах. Сорт известен тем, что стал основным донором генов короткостебельности (rht1 и rht2), которые легли в основу «Зелёной революции» середины XX века. Благодаря использованию Норин 10 в селекционных программах удалось создать высокоурожайные, устойчивые к полеганию сорта пшеницы, что позволило значительно увеличить производство зерна в развивающихся странах, особенно в Индии, Пакистане и Мексике.

История создания

Сорт Норин 10 был выведен в 1935 году на опытной станции Норин (префектура Ибараки, Япония) под руководством селекционера Гонсукэ Иноуэ. Исходным материалом послужили местные японские сорта пшеницы, отличавшиеся короткой и прочной соломиной. Одним из предков Норин 10 считается сорт «Сима-дай» (Shima-dai), который обладал геном короткостебельности, унаследованным от корейской пшеницы. В результате скрещиваний и отборов был получен сорт с высотой растений 60–70 см (против 100–150 см у традиционных сортов), что делало его устойчивым к полеганию даже при высоких дозах азотных удобрений.

В 1946 году, после Второй мировой войны, образцы Норин 10 были переданы в США в рамках программы восстановления сельского хозяйства. Американский генетик и агроном Стивен Р. Сесил (Stephen R. Cecil) из Университета штата Вашингтон заинтересовался этим сортом и начал его изучение. В 1948 году семена Норин 10 были отправлены в Мексику в рамках совместной программы Министерства сельского хозяйства США и Фонда Рокфеллера.

Генетические особенности

Основное значение Норин 10 для мировой селекции заключается в наличии двух рецессивных генов короткостебельности — Rht-B1b (ранее обозначался как Rht1) и Rht-D1b (Rht2). Эти гены расположены на хромосомах 4B и 4D соответственно. Они кодируют белки, участвующие в передаче сигнала гиббереллинов — фитогормонов, стимулирующих рост стебля. Мутантные аллели нарушают этот сигнальный путь, что приводит к значительному сокращению длины междоузлий, особенно нижних, без существенного уменьшения размеров колоса.

Ключевые характеристики действия генов Rht1 и Rht2:

• Снижение высоты растений на 40–50% по сравнению с высокорослыми сортами.
• Увеличение устойчивости к полеганию, что позволяет вносить повышенные дозы азотных удобрений без риска потери урожая.
• Уменьшение массы соломы и увеличение коэффициента урожайности (отношение массы зерна к общей биомассе).
• Возможное незначительное снижение длины колеоптиле (защитного влагалища проростка), что может затруднять появление всходов при засушливых условиях.

Гены Rht1 и Rht2 являются рецессивными, поэтому для проявления карликовости необходимо их гомозиготное состояние. В селекции их часто используют в сочетании с другими генами короткостебельности (например, Rht8, Rht9), чтобы адаптировать сорта к различным климатическим условиям.

Роль в «Зелёной революции»

Наиболее значительный вклад Норин 10 внёс в рамках международной программы по улучшению пшеницы, инициированной Фондом Рокфеллера и правительством Мексики. Под руководством американского агронома и нобелевского лауреата Нормана Борлоуга в 1950-х годах были начаты работы по скрещиванию мексиканских местных сортов пшеницы с Норин 10.

В 1953 году Борлоуг получил первые линии, сочетающие короткостебельность Норин 10 с устойчивостью к болезням и адаптацией к условиям Мексики. Наиболее известными сортами, созданными на основе Норин 10, стали:

• Pitic 62 и Penjamo 62 (1962 год) — первые полукарликовые сорта, внедрённые в производство в Мексике.
• Siete Cerros 66 (1966 год) — сорт, который дал рекордные урожаи (до 8–9 т/га) и стал основой для дальнейших селекционных программ.
• Lerma Rojo 64 — сорт, адаптированный для условий Индии и Пакистана.

В 1960-х годах семена этих сортов были переданы в Индию и Пакистан, где началась «Зелёная революция». Внедрение полукарликовых сортов пшеницы, полученных с использованием Норин 10, позволило:

• Увеличить урожайность пшеницы в Индии с 12 млн тонн в 1965 году до 30 млн тонн к 1975 году.
• Сократить импорт зерна и достичь продовольственной самообеспеченности.
• Снизить зависимость от погодных условий благодаря устойчивости к полеганию.

За эти достижения Норман Борлоуг в 1970 году был удостоен Нобелевской премии мира. Сам сорт Норин 10 впоследствии был признан одним из важнейших генетических ресурсов в истории растениеводства.

Современное использование

Несмотря на то, что Норин 10 как коммерческий сорт устарел уже к 1970-м годам, его гены короткостебельности продолжают широко использоваться в селекции пшеницы по всему миру. По оценкам, более 90% современных сортов мягкой пшеницы, выращиваемых в мире, содержат гены Rht1 или Rht2, происходящие от Норин 10. Эти гены присутствуют в сортах, адаптированных к условиям различных регионов — от Северной Америки до Австралии и Китая.

Однако использование только этих генов имеет и недостатки:

• В условиях засухи или на лёгких почвах короткостебельные сорта могут иметь пониженную всхожесть из-за короткого колеоптиле.
• Сорта с генами Rht1/Rht2 часто требуют более высокого уровня агротехники (точные сроки сева, оптимальные дозы удобрений).
• Возможно снижение устойчивости к некоторым болезням (например, к фузариозу колоса) в определённых условиях.

Поэтому современные селекционеры стремятся комбинировать гены Норин 10 с другими источниками короткостебельности (например, Rht8, Rht9, Rht12) для создания более гибких и адаптивных сортов.

Интересные факты

• Норин 10 стал первым сортом пшеницы, для которого было доказано, что короткостебельность контролируется рецессивными генами. До этого считалось, что карликовость — это доминантный признак.
• В 1968 году, в разгар «Зелёной революции», правительство Индии выпустило почтовую марку с изображением колоса пшеницы и надписью «Пшеница — символ прогресса», на которой был изображён сорт, происходящий от Норин 10.
• Несмотря на японское происхождение, Норин 10 никогда не был широко распространён в Японии, так как японские фермеры предпочитали более высокорослые сорта для традиционного способа уборки (связывание в снопы).

Источники

• Borlaug N. E. (1968). Wheat breeding and its impact on world food supply. Proceedings of the 3rd International Wheat Genetics Symposium.
• Gale M. D., Youssefian S. (1985). Dwarfing genes in wheat. In: Progress in Plant Breeding, Butterworths.
• Worland A. J., Sayers E. J. (1995). Rht1 and Rht2 — major dwarfing genes in wheat. Plant Breeding, 114(5), 387–392.
• Reitz L. P., Salmon S. C. (1968). The origin and use of dwarf wheat. Journal of Agronomy, 60(6), 649–652.
• Фонд Рокфеллера. (1970). The Green Revolution in India and Pakistan. Annual Report.
• Норман Борлоуг. (1970). Нобелевская лекция.