CC BY
6УДК 575.222.73:577.2
Н.И. Дубовец1, Е.А. Сычева1, Н.И. Дробот1, Е.Б. Бондаревич1, Л.А. Соловей1, О.Г.Силкова2
ДНК-ТИПИРОВАНИЕ ИНТРОГРЕССИВНЫХ ДИСОМНЫХ ЛИНИЙ TRITICUMAESTIVUM/SECALE CEREALE И АНАЛИЗ ЭФФЕКТОВ ИНТРОГРЕССИИ ХРОМОСОМ R-ГЕНОМА НА ПРОЯВЛЕНИЕ У НИХ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ
Институт генетики и цитологии НАН Беларуси Республика Беларусь, 220072, г. Минск, ул. Академическая, 27; e-mail: n.i.dubovets@igc.by 2ФИЦ «Институт цитологии и генетики Сибирского Отделения РАН» Россия, 630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 10
Проведено молекулярно-цитогенетическое маркирование (С-бэндинг) интрогрессивных линий пшеницы с различными типами R^)-, R(B)- и R(D)-замещений хромосом и ДНК-типирование их по генам, ассоциированным с формированием короткостебельности (Rht-B1, Rht-D1, Rht8) и устойчивости к предуборочному прорастанию (Vp-1B). Установлено, что исследованные генотипы содержат дикий аллель гена RhtBl (RhtBla) и мутантные аллели генов Rht8 (Rht8b) и Vp-1B (Vp-1Bc) в гомозиготном состоянии, а также в подавляющем большинстве являются гетерозиготными по аллельному составу гена Rht-D1 (Rht-D1a/Rht-D1b). В ходе исследования эффектов интрогрессии хромосом ржи на устойчивость пшеницы к предуборочному прорастанию зерна подтверждено негативное влияние на признак хромосомы 2R. В то же время показано, что степень проявления негативного эффекта у линий с разным пшеничным бэкграундом различна и, следовательно, определяется комбинацией аллельных вариантов генов устойчивости и специфических локусов количественных признаков (QPhsR), присутствующих в конкретном генотипе. В целом не выявлено негативного влияния интрогрессии пары хромосом ржи в геном пшеницы путем замещения ими соответствующих гомеологов А-, В- и D-геномов на формирование признака «высота растения».
Ключевые слова: пшенично-ржаные гибриды, интрогрессивные линии Triticum aestivum/Secale cereale, кариотип, С-бэндинг, ДНК-маркеры, короткостебельность, устойчивость к предуборочному прорастанию.
Введение
Селекционные программы по пшенице неизменно сталкиваются с задачей увеличения генетического разнообразия и его эффективного использования для нужд сельского хозяйства. Одним из основных методов расширения генетической изменчивости ТгШсит aestivum Ь. является отдаленная гибридизация с видами и родами трибы ТгШсеае, позволяющая наиболее эффективно обогащать генофонд культуры. В частности, широкое применение в программах по селекции пшеницы нашла гибридизация с рожью (Secale сегеа1е Ь). На сегодняшний день накоплен большой опыт создания и изучения интро-грессивных пшенично-ржаных форм с разнообразным геномным составом [1-5], тем не менее, ни научный, ни селекционный потенциал данного направления далеко не исчерпан.
В статье представлены результаты геноти-пирования интрогрессивных дисомных линий ТгШсит aestivum/Secale сегеа1е с помощью ДНК-маркеров, а также изучения эффектов интрогрессии хромосом R-генома в кариотип мягкой пшеницы на проявление ряда важных с селекционной точки зрения признаков.
Материалы и методы
Объектами исследования служили 7 интрогрессивных линий пшеницы с различными типами R(А)-, R(B)- и R(D)-замещений хромосом. Линии были созданы в Институте цитологии и генетики СО РАН путем гибридизации мягкой пшеницы сорта Саратовская 29 с диплоидной рожью сорта Онохойская (за исключением линии ЖД1А), созданной при участии сорта Вятка) с последующим бек-кроссированием полученных полигаплоидов (ABDR) исходным сортом пшеницы (линии
1Rv(1A), 1Ron(1A), 3R(3B), 5R(5D)) и сортом Новосибирская 67 (линии 2R(2D), 2R(2D)2 и 2R(2D)3) [6]. Экспериментальный материал выращивался на опытном поле Института генетики и цитологии НАН Беларуси.
Для анализа геномной структуры экспериментального материала был использован вариант метода дифференциального окрашивания хромосом по Гимза (С-бэндинг) [7]. Идентификация индивидуальных хромосом А-, В-, D- и R-геномов проводилась согласно обобщенной видовой идиограмме дифференциально окрашенных хромосом [8]. Выделение и очистку ДНК осуществляли с помощью готовых наборов реактивов Genomic DNA Purification Kit К0512 (Fermentas, Литва). Для выявления аллельного состава генов короткостебельности Rht-Blb, Rht-D1 и Rht8 использовались праймеры в модификации X. Zhang et al. [9]. Для определения аллельного состава гена Viviparous-lB использовали STS-маркер Vp1B3, разработанный Y. Yang et al. [10]. Продукты ПЦР фракционировали методом горизонтального электрофореза в 1,5%-ном агарозном геле в 1*ТАЕ буфере в течение 45-60 минут при напряжении в 80-100 В. Результаты документировались в системе гель-документации QUANTUM ST4-1100. Для точного определения размера амплифи-цированных фрагментов с SSR-маркерами был проведен фрагментный анализ продуктов ПЦР. Данные анализировались в программной среде, поставляемой с прибором Applied Biosystems 3500 Genetic Analyzer.
Для оценки проявления у пшенично-ржаных гибридов признака «устойчивость к предуборочному прорастанию» был проведен лабораторный тест с использованием показателя «процент проросших зерен» (ППЗ) при проращивании свежеубранного зерна в чашках Петри в течение 24 и 48 часов [11]. Процент проросших зерен через 24 часа отражает стартовую способность к прорастанию самого зерна, а через 48 часов определяется геноти-пическими различиями по прорастанию зерна. Для проведения эксперимента было отобрано по 100 зерен каждого образца в двух повтор-ностях, которые проращивались в термостате при температуре 26 °С.
Результаты и обсуждение
Принимая во внимание сложную геномную структуру интрогрессивных линий пшеницы, а также необходимость получения точной информации о хромосомном составе образцов для оценки эффектов интрогрессии чужеродных хромосом и целенаправленного использования ПЦР-маркеров при идентификации аллельного состояния генов, все задействованные в эксперименте линии были предварительно кариотипированы с использованием метода С-бэндинга. Результаты проведенного анализа подтвердили данные, полученные на материале более ранних этапов его репродукции [6], о наличии у линий соответствующих R(А)-, R(B)- и R(D)-замещений хромосом (рис. 1), что свидетельствует о высокой цитологической стабильности созданных в ИЦиГ СО РАН линий.
5D:
V
• JR
2BJ.
5Ар
í . ч""
A* V.-.6B
60 J
- -:. ■ 5А 'R
4D
, НА 5d:.
зв
л-.
»u 4?
ID
7B
• i*«-.... ...
51, '
5B.7.
■•А
>;• v л .¿в
• .J** . -
*4В 'В 2А* .
•• 6D
ß V у
'/ja у V (J- ЗА-,*
ТВ • ' 2D t " Г
2 В л 7п
¿2D
8
-7А
7D
1A , >
Ч»7В IBT'Í
' /ÍDJ
/ *' ,R » ID f "
* \\
*.
SB* ■">
3R ¿
9» ••:. i а -«>
2В
Рис. 1. Кариотипы интрогрессивных дисомных линий Triticum aestivum/Secale cereale с межгеномными замещениями хромосом: а - 1R(1A); б - 3R(3B)
б
a
Внедрение созданных интрогрессивных форм пшеницы в селекционный процесс предполагает, что помимо цитологической стабильности, обеспечивающей сохранение в геноме чужеродного генетического материала с целевыми генами, эти формы должны обладать комплексом хозяйственно ценных признаков. Исходя из этого, с помощью ДНК-маркеров изучен аллельный состав генов, ассоциированных с формированием короткостебельности (Rht-B1, Rht-D1, Rht8) и устойчивости к предуборочному прорастанию (Vp-1B), а также оценены эффекты интрогрессии хромосом R-генома в кариотип мягкой пшеницы Triticum aestivum на проявление данных селекционно важных признаков.
Из всех известных на данный момент генов короткостебельности Triticum aestivum наибольшее применение в селекционных программах нашли три - Rht-D1 и Rht8. Известно, что ген Rht-B1 локализован в коротком плече хромосомы 4В и имеет семь алле-
№2196 \
лей (Ь, с, d, е, / g, /, образовавших-
ся в результате различных мутаций [12-15]. Интерес для селекции представляют аллели Rht-B1b и Ш^1е, присутствие которых приводит к существенному снижению высоты растений.
Согласно данным кариотипирования, хромосома 4В присутствует в геноме всех включенных в эксперимент линий. В ходе моле-кулярно-генетического анализа аллельного
состояния гена Rht-B1 установлено, что все линии являются гомозиготными по дикому аллелю Rht-B1а (табл. 1, рис. 2).
Для гена Rht-D1, локализованного на хромосоме 4D, выявлены 4 аллеля (я, Ь, d и с) [14], при этом дикий аллель гена Rht-D1а не влияет на длину соломины, тогда как му-тантные аллели короткостебельности Rht-D1b и Rht-D1c снижают высоту растений пшеницы до 25% и ^50%, соответственно [16, 17].
Проведенный нами молекулярно-генетичес-кий анализ (табл. 1) показал, что у исходного сорта мягкой пшеницы Саратовская 29 подавляющее большинство растений (9 из 10 проанализированных) являются гетерозиготными по аллельному составу гена Rht-D1 и содержат как дикий Rht-D1а, так и мутантный Rht-D1b аллели. Одно растение было гомозиготным по дикому аллелю. Все растения интрогрессивных линий Жу(1А), 2R(2D)2, 2R(2D)з, 3R(3В) и 5R(5А) были гетерозиготными по аллельному составу гена Rht-DL У линии Жоп(1А) одно растение из десяти проанализированных было гомозиготным по дикому аллелю Rht-D1а, а у линии 2R(2D) отмечено одно растение, гомозиготное по мутантному аллелю Rht-D1b, в то время как остальные растения содержали гетерозиготу Rht-D1а/ Rht-D1b.
Для изучения аллельного состояния гена Rht8, локализованного на хромосоме 2DS, использовали сцепленный с ним микроса-
Генотип Аллельный состав генов короткостебельности Высота растении, см
Rht-B1 Rht-D1 Rht8
Саратовская 29 Rht-B1а Rht-D1dRht-D1b, Rht-D1а Rht8b 63,36 ± 1,49
1Я(1А) Rht-B1а Rht-D1dRht-D1b Rht8b 64,88 ±1,47
1Я (1А) опу ' Rht-B1а Rht-D1dRht-D1b, Rht-D1а Rht8b 66,25 ± 1,20
2Я(2Б) Rht-B1а Rht-D1a/Rht-D1b, Rht-D1b - 61,71 ± 1,11
2Я(2Б)2 Rht-Ыа Rht-D1dRht-D1b - 63,86 ± 1,25
2Я(2Б)3 Rht-Ыа Rht-D1dRht-D1b - 64,79 ± 1,31
3Я(3В) Rht-Ыа Rht-D1dRht-D1b Rht8b 62,50 ± 1,62
5Я(5Б) Rht-Ыа Rht-D1dRht-D1b Rht8b 61,50 ± 1,97
Таблица 1
Результаты анализа аллельного состава генов короткостебельности и признака «высота растения» у сорта пшеницы Саратовская 29 и созданных на её основе пшенично-ржаных
интрогрессивных линий
Рис. 2. Электрофореграмма детекции аллелей Rht-B1a и Rht-Blb у пшенично-ржаной интрогрессивной линии
1RV(1A).
Дорожки 164, 191 - положительный контроль на аллель Rht-Blb (сорт тритикале Kargo); 192 - положительный контроль на аллель Rht-Bla; 51-56 - интрогрессивная линия 1Rv(1A); М - маркер молекулярного веса Gene-
Ruler™ 100 bp DNA Ladder
теллитный локус Xgwm261. Всего выявлено 20 аллелей данного локуса, но наиболее распространенными являются аллели 165, 174 и 192 п.н. На пшенице показано, что дикий аллель гена Rht8а (Xgwm261165) не влияет на высоту растений, тогда как аллель Rht8с (Xgwm261192 ) снижает высоту примерно на 8 см [17].
Аллельный состав гена Rht8 был изучен у 4 линий (за исключением линий с 2R(2D)--замещениями). В ходе фрагментного анализа полученных продуктов ПЦР было установлено, что все исследованные линии несут аллель Rht8b (174 п.н.). Коммерческий аллель Rht8с данного гена, обуславливающий существенное снижение высоты растения, в исследованном материале не выявлен.
Из представленных в табл. 1 результатов морфометрического анализа видно, что ин-трогрессия пары хромосом ржи в геном пшеницы путем замещения ими соответствующих гомеологов А-, В- и D-геномов не оказала существенного влияния на высоту растений -различия между исходным сортом и линиями не превышают 2 см как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения признака. Наименьшее значение признака отмечено у линии 5R(5D), а наибольшее - у линии Жоп(1А). При этом разница в значении признака между данными линиями составляет всего 4,75 см.
Устойчивость к предуборочному прорастанию зерна - один из важнейших приоритетов в селекции пшеницы. В ходе исследования этого признака у интрогрессивных линий шеницы изучен аллельный состав гена Vp-1В
(Viviparous-1B), локализованного в длинном плече хромосомы 3B и идентифицированного в качестве основного гена, детерминирующего покой семян [18-21]. Установлено, что все включенные в эксперимент линии (за исключением 3R(3B), у которой отсутствует хромосома 3В), так же, как и сорт Саратовская 29, содержат аллель Vp-1Bc, ассоциированный с устойчивостью к предуборочному прорастанию зерна (рис. 3).
В то же время данные лабораторного экспресс-теста, базирующегося на анализе процента проросших зерен (ППЗ) при проращивании свежеубранного зерна в течение 24 и 48 часов, показали существенное варьирование по исследованному показателю (от 2% до 36%) (табл. 2). Линии 3R(3B) и 5R(5D) продемонстрировали высокую устойчивость к предуборочному прорастанию, тогда как 1Rv(1A) и 2R(2D) характеризовались наибольшим процентом проросших зерен в обеих по-вторностях. Для остальных линий выявлена умеренная устойчивость, сравнимая с таковой у исходного сорта Саратовская 29. Из этого следует, что различные типы межгеномных замещений оказывают разный эффект на устойчивость к прорастанию зерна в колосе.
Ранее K. Rybka [22] с использованием D(R)-замещенных форм тритикале было выполнено исследование влияния генома ржи на устойчивость тритикале к предуборочному прорастанию. По данным автора, все линии, кроме линии с 6D(6R)-замещением, продемонстрировали более высокую устойчивость, чем сорт тритикале Presto, на основании чего был
Рис. 3. Электрофореграмма детекции аллелей гена Vp1B: аллель Vp1Bc у интрогрессивных линий 1Я (1А)
(дорожки 2-4), 2К(2Б) (5-7), 2Я(2Б)2 (8-10). М - маркер молекулярного веса GeneRuler™ 100 bpDNALadder; дорожка 1 - сорт тритикале Гренадо, положительный контроль на аллель Vp1Bа
сделан вывод о негативном влиянии хромосом ржи на устойчивость к предуборочному прорастанию тритикале. При этом наиболее резистентной оказалась линия с 2D(2R)-замещением хромосом. В нашем же материале линия с 2R(2D)-замещением хромосом, наоборот, характеризуется наименьшей устойчивостью. Это, с одной стороны, подтверждает негативный эффект на устойчивость к предуборочному прорастанию хромосомы 2R, а с другой стороны, может свидетельствовать в пользу данных X.B. Ren et al. [23], картировавших QTL устойчивости к предуборочному прорастанию на коротком плече хромосомы 2D. Нельзя, однако, не отметить, что две другие линии с аналогичным меж-
геномным замещением, но различающиеся по пшеничному бэкграунду, по значению ППЗ находятся на уровне исходного сорта пшеницы. Из этого следует, что степень проявления негативного эффекта хромосомы 2R на устойчивость пшенично-ржаной замещенной линии к предуборочному прорастанию в значительной степени определяется комбинацией аллельных вариантов генов устойчивости и специфических локусов количественных признаков (QPhsR - Quantitative Preharvest sprouting Resistance), присутствующих в генотипе данной линии.
В то же время сопоставление полученных данных для линий с одинаковым межгеномным замещением 1R(1A), но различающихся
Таблица 2
Результаты оценки устойчивости сорта пшеницы Саратовская 29 и созданных на её основе интрогрессивных линий к предуборочному прорастанию зерна
Генотип Процент проросших зерен, % (1-я повторность) Процент проросших зерен, % (2-я повторность)
24 ч 48 ч 24 ч 48 ч
Саратовская 29 3 23 4 18
1RV(1A) 3 33 3 36
1Ron(1A) 2 16 1 14
2R(2D) 6 37 8 36
2R(2D)2 4 20 5 19
2R(2D)3 1 22 4 20
3R(3B) 3 7 2 9
5R(5D) 1 3 2 2
по сортовой принадлежности хромосомы 1R (табл. 2), свидетельствует о том, что на исследуемый признак оказывает влияние не только пшеничный бэкграунд, но и генотип ржи.
В целом, наибольшую устойчивость к предуборочному прорастанию зерна проявили линии с 5R(5D)- и 3R(3B)-замещениями хромосом.
Заключение
Проведено молекулярно-цитогенетическое маркирование (С-бэндинг) интрогрессивных линий пшеницы с различными типами R(A)-, R(B)- и R(D)-замещений хромосом и ДНК-типирование их по генам, ассоциированным с формированием короткостебельности (Rht-B1, Rht-D1, Rht8) и устойчивости к предуборочному прорастанию (Vp-1B). Установлено, что исследованные генотипы содержат дикий аллель гена RhtBl(RhtBla) и мутантные аллели генов Rht8 (Rht8b) и Vp-1B (Vp-1Bc) в гомозиготном состоянии, а также в подавляющем большинстве являются гетерозиготными по аллельному составу гена Rht-D1 (Rht-D1a/Rht-D1b). В ходе исследования эффектов интрогрессии хромосом ржи на устойчивость пшеницы к предуборочному прорастанию зерна подтверждено негативное влияние на признак хромосомы 2R. В то же время показано, что степень проявления негативного эффекта у линий с разным пшеничным бэкграундом различна и, следовательно, определяется комбинацией аллельных вариантов генов устойчивости и специфических локусов количественных признаков (QPhsR), присутствующих в конкретном генотипе. В целом не выявлено негативного влияния интрогрессии пары хромосом ржи в геном пшеницы путем замещения ими соответствующих гомеологов А-, В- и D-геномов на формирование признака «высота растения».
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РНФ № 16-16-00011 и БРФФИ № Б15СО-030.
Список использованных источников
1. Shlegel, R.: Current list of wheats with rye and alien introgression [Electronic resource]. -Mode of access: http://www.rye-gene-map.de/ rye-introgression/.
2. Molecular cytogenetic characterization of a new wheat-rye 4R chromosome translocation line resistant to powdery mildew / D. An [et al.] // Chromosome Res. -2013. - Vol. 21. - P. 419-432.
3. Molecular cytogenetic identification of a new wheat-rye 6R chromosome disomic addition line with powdery mildew resistance / D. An [et al.] // PLoS ONE. - Vol. 10(8). -doi: e0134534. doi:10.1371/journal.pone.0134534, 2015.
4. New wheat-rye 5DS-4RS4RL and 4RS-5DS5DL translocation lines with powdery mildew resistance / S. Fu [et al.] // J. Plant Res. -2014. - Vol. 127(6). - P. 743-753.
5. Crespo-Herrera, L.A. A systematic review of rye (Secale cereale L.) as a source of resistance to pathogens and pests in wheat (Triticum aestivum L.) / L.A. Crespo-Herrera, L. Garkava-Gustavsson, I. Ahman // Hereditas. -2017. - Vol. 154. - P. 14.
6. Создание пшенично-ржаных замещенных линий с идентификацией хромосомного состава кариотипов методами С-бэндинга, GISH и SSR-маркеров / О.Г. Силкова [и др.] // Генетика. - 2006. - Т. 42, № 6. - С. 1-9.
7. Бадаева, Е.Д. Изменение хромосом ржи в кариотипе тритикале: дис. ... канд. биол. наук: 03.00.15 / Е.Д. Бадаева. - М., 1984. -181 л.
8. Badaeva, E.D. "Chromosomal passport" of Triticum aestivum L. em Thell. cv. Chinese Spring and standartization of chromosomal analysis of cereals // Cereal Res. Commun. -1990. - Vol. 18, № 4. - P. 273-281.
9. Distribution of the Rht-B1b, Rht-D1 and Rht8 reduced height genes in autumn-sown Chinese wheats detected by molecular markers / X. Zhang [et al.] // Euphytica. - 2006. - Vol. 152, № 1. - P. 109-116.
10. Development and validation of a Viviparous-1 STS marker for pre-harvest sprouting tolerance in Chinese wheats / Y. Yang [et al.] // Theor Appl Genet. - 2007. -Vol. 115(7). - P. 971-980.
11. Нгуен, Т.Т.Л. Разработка системы оценок устойчивости к прорастанию на корню озимой тритикале: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук: 06.01.05 / Т.Т.Л. Нгуен. - М., 2011. - 22 с.
12. Borner, A. The relationships between the dwarfing genes of wheat and rye / A. Borner [et al.] // Euphytica. - 1996. - Vol. 89. - Р. 69-75.
13. 'Green Revolution' Genes Encode Mutant Gibberellin Response Modulators / J.R. Peng // Nature. - 1999. - Vol. 400. - P. 256-261.
14. Pearce, S. Molecular Characterization of Rht1 Dwarfing Genes in Hexaploid Wheat / S. Pearce, R. Saville, S.P. Vaughan // Plant Physiology. - 2011. - Vol. 157. - P. 1820-1831.
15. Isolation of a gibberellin-insensitive dwarfing gene, Rht- B1e, and development of an allele-specific PCR marker / A. Li // Molecular Breeding. - 2012. - Vol. 30. - P. 1443-1451.
16. Optimizing wheat grain yield effects of Rht (gibberellininsensitive) dwarfing genes / E. Flintham [et al.] // The Journal of Agricultural Science, Cambridge. - 1997. - Vol. 128. -P. 11-25.
17. Hoogendoorn, J. Differences in Leaf and Stem Anatomy Related to Plant Height of Tall and Dwarf Wheat (Triticum aestivum L.) / J. Hoogendoorn, J.M. Rickson, M.D. Gale // Journal of Plant Physiology. - 1990. - Vol. 136. -P. 72-77.
18. Identifying alleles of Viviparous-1B associated with pre-harvest sprouting in micro-core collections of Chinese wheat germplasm
/ P. Chang [et al.] // Mol. Breeding. - 2010. -Vol. 25. - P. 481-490.
19. The association between the allelic state of Vp-1B and pre-harvest sprouting tolerance in red-seeded hexaploid triticale / M. Divashuk [et al.] // Open J. Genet. - 2012. - Vol. 2, № 1. - P. 51-55.
20. Development and validation of a Viviparous-1 STS marker for pre-harvest sprouting tolerance in Chinese wheats / Y. Yang [et al.] // Theor. Appl. Genet. - 2007. - Vol. 115. -P. 971-980.
21. Nakamura, S. Isolation of a VP1 homologue from wheat and analysis of its expression in embryos of dormant and non-dormant cultivars / S. Nakamura, T. Toyama // J. Exp. Bot. - 2001. -Vol. 52. - P. 875-876.
22. Rybka, K. An approach to identification of rye chromosomes affecting the pre-harvest sprouting in triticale / K. Rybka // J. Appl. Genet. - 2003. - Vol. 44, № 4. - P. 491-496.
23. Mapping QTLs for pre-harvest sprouting tolerance on chromosome 2D in a synthetic hexaploid wheat^common wheat cross / X.B. Ren [et al.] // J. Appl. Genet. - 2008. -Vol. 49. - P. 333-341.
N.I. Dubovets1, Y.A. Sycheva1, N.I. Drobot1, Y.B. Bondarevich1, L.A. Solovey1, O.G. Silkova2
DNA-TYPING OF INTROGRESSIVE DISOMIC LINES TRITICUM AESTIVUM/SECALE CEREALE AND THE ANALYSIS OF EFFECTS OF R-GENOME CHROMOSOME INTROGRESSION ON THE MANIFESTATION OF THEIR ECONOMICALLY
USEFUL TRAITS
institute of Genetics and Cytology, NAS of Belarus Minsk BY-220072, the Republic of Belarus 2Institute of Cytology and Genetics SB RAS Novosibirsk, 630090, Russia
Molecular cytogenetic marking (C-banding) of introgressive wheat lines with various types of R(A)-, R(B)- and R(D)-chromosome substitutions and their DNA-typing by genes associated with a decrease in plant height (Rht- Bl, Rht-Dl, Rht8) and pre-harvest sprouting resistance (Vp-lB) was carried out. It was shown that the studied genotypes contain a wild allele of the RhtBl (RhtBla) gene and the mutant alleles of Rht8 (Rht8b) and Vp-lB (Vp-lBc) genes in the homozygous state and in the overwhelming majority are heterozygous by allelic composition of the Rht-Dl (Rht-Dla/Rht-Dlb) gene. A negative effect of the chromosome 2R on trait was proved as a result of introgression effects' study of rye chromosomes on the resistance of wheat to pre-harvest grain germination. At the same time, it was shown that a degree of negative effect manifestation in lines with different wheat backgrounds varies and, consequently, is determined by the combination of allelic variants of resistance genes and specific loci of quantitative characters (QPhsR) in a particular genotype. In general, no negative effect of the rye chromosome introgression into the wheat genome by the means of substitution of corresponding A-, B- or D-genomes homeologs on the "plant height" character formation was identified.
Key words: wheat-rye hybrids, introgressive wheat lines Triticum aestivum/Secale cereale, semi-dwarfing alleles, karyotype, C-banding, DNA-markers, pre-harvest sprouting resistance.
Дата поступления статьи: l4 сентября 20l7 г.
