Expansion of Aegilops cylindrica (Poaceae) in agrocenoses of cereals: threats to food security

Abstract

Подано стислий огляд сучасного стану проблеми експансії Aegilops cylindrica в агроценозах зернових культур, переважно пшениці, в Україні та світі. На основі аналізу наявних свідчень і літературних даних, а також власних спостережень показано, що ці процеси, через низку чинників, становлять реальну загрозу продовольчій безпеці. Оскільки представники роду Aegilops досить близько споріднені з родом Triticum (були донором одного з субгеномів гексаплоїдної пшениці), це обумовлює їхню високу подібність, зокрема Aegilops cylindrica та Triticum aestivum характеризуються близькими екологічними параметрами та фізіологічними реакціями. Можливий обмін генетичним матеріалом між двома видами може призвести як до генетичної ерозії сортів пшениці, так і до появи стійких до гербіцидів генетичних ліній A. cylindrica (наявні дані поки є суперечливими). При вирішенні цього питання слід використовувати інтегральний підхід, ураховуючи дані щодо екології, фітоценології, фізіології та біохімії, філогенетики і генетики, а також практичної селекції та аграрного менеджменту.

-

A brief overview of the current state of expansion of Aegilops cylindrica in agrocenoses of grain crops (especially wheat) in Ukraine and the world is presented. Based on our analysis of available evidence and literature data, as well as our own observations in Ukraine, it is shown that these processes pose a real threat to food security, which is facilitated by several factors. Since representatives of the genus Aegilops are quite closely related to the genus Triticum (they belong to the same tribe, Triticeae, and were the donor of one of the subgenomes of hexaploid wheat), this causes a rather high similarity of plants of these genera, in particular Aegilops cylindrica and Triticum aestivum, in their ecological parameters and requirements, physiological processes and reactions, which significantly complicates weed control. Possible exchange of genetic material between the two species could lead to genetic erosion of wheat cultivars and the emergence of herbicide-resistant genetic lines of weeds, although the available evidence for this remains quite contradictory. The search for solutions of the problem should be based on an integrated approach considering and combining data, methods, and approaches from ecology, phytocoenology and phytosociology, physiology, and biochemistry, phylogenetics and genetics, as well as applied plant breeding and agricultural management.