CC BY
31
ISSN 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 1 (161), 2015
УДК 633.854.78:575
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КОЛОННОВИДНОСТИ ГАБИТУСА У ПОДСОЛНЕЧНИКА
Н.Н. Толмачева,
кандидат биологических наук Я.Н. Демурин,
доктор биологических наук, профессор Н.И. Бочкарев,
доктор биологических наук
ФГБНУ ВНИИМК
350038, Россия, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17
Тел.: (861) 274-55-94
Е-таП: yakdemurin@yandex.ru
Ключевые слова: подсолнечник, колонновид-ный габитус, эректоидность листа, генетический контроль, идентификация генов.
Для цитирования: Толмачева Н.Н., Демурин Я.Н., Бочкарев Н.И. Генетический контроль колонно-видности габитуса у подсолнечника // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень ВНИИМК. - 2015. - № 1 (161). - С.13-15.
В задачу работы входило изучение наследования признака колонновидности (компактности) габитуса, связанного с эректоидностью листа, у нового образца подсолнечника и идентификация контролирующего этот признак гена. В поколении Б: от скрещивания селекционных линий с нормальными листьями ВК876 и ВА93 и образца с колонновидным габитусом КГ120 признак колон-новидности наследовался доминантно. В поколении F2 наблюдали соотношение расщепления 3 (колонновидный габитус) : 1 (обычный габитус), что указывает на моногенность признака. Фенотип линии КГ120 имел сходство с фенотипом ко-роткочерешковой эректоидной линии СЛ2399, контролируемым доминантным геном Ег. При проведении идентификации этих генов, в поколении проявился эректоидный фенотип, что подтверждает доминантный характер признака. В Б2 все 332 растения также обладали эректоидным фенотипом без появления рекомбинантных нормальных растений. Доказана идентичность гена Ег, определяющего доминантную колонновид-ность у известной линии СЛ2399 и для новой линии КГ120. Генетическая коллекция подсолнечника ВНИИМК содержит три линии с доминантным геном Ег - КГ49, СЛ2399 и КГ120.
ШС 633.854.78:575
Genetic control of a columnar habitus with erect
leaves in a sunflower.
N.N. Tolmachyova, candidate of biology
Ya.N. Demurin, doctor of biology
N.I. Bochkaryov, doctor of biology
FGBNU VNIIMK
17, Filatova str., Krasnodar, 350038, Russia Phone: (861) 274-55-94 yakdemurin@yandex.ru
Key words: sunflower, compact habitus, erect leaves, genetic control, identification of genes
The main task of the research was to study the inheritance of a columnar (compact) habitus with erect leaves and identification of the gene that controls this trait. In the F1 generation of crosses between lines with normal leaves position VK876, VA93 and a line of a columnar habitus with erect leaves KG120, the trait of a columnar habitus was inherited dominantly. The segregation ratio in F2 generation was 3 (columnar habitus) : 1 (regular habitus) that indicates the monogenic inheritance of the trait. Phenotype of a line KG120 was the same as phenotype of a short petiole erect line SL2399 that controlling by a single dominant gene Er. The identification of these genes was performed. In the Fi generation the erect phenotype was observed. All 332 plants in the F2 generation had erectile phenotype without the appearance of normal recombinant plants. Genetic identification showed that the trait of a compact habitus with erect leaves in the line KG120 is controlled by a dominant gene Er. Therefore the identity of the gene Er that determines the dominant columnar habitus with erect leaves in the well-known line SL2399 and in a new line KG120 was proved. Thus, the genetic collection of sunflower in VNIIMK consists of three lines with the dominant gene Er - KG49, KG120 and SL2399.
Введение. Для сохранения видового биоразнообразия культурных растений необходимо создавать и изучать максимально полную коллекцию образцов различного происхождения [2; 7]. Создание систематизированной генетической коллекции идентифицированных источников и доноров подсолнечника с эректоидным типом листьев представляется актуальным направлением исследований [10]. Известно четыре идентифицированных гена эректоидности листьев подсолнечника, включая два доминантных гена Er (erect leaf) [4] и Er3 [9] и два рецессивных гена en и er2 [1; 5; 8]. Межгенное взаимодействие осуществляется по типу доми-
нантного эпистаза гена Егз над генами Ег, еп и ег2 а также рецессивного эпистаза ег2 - над ег1 [9].
Генетическая коллекция подсолнечника по признаку эректоидности листа во ВНИИМК включает четыре морфотипа: короткочерешковый с сильно гофрированной листовой пластинкой (доминантный ген Ег), длинночерешковый с небольшой гофрированной листовой пластинкой (доминантный ген Егз), коротко-черешковый с нормальной листовой пластинкой (рецессивный ген ег2) и длин-ночерешковый с нормальной листовой пластинкой (рецессивный ген еп).
Признаковая коллекция подсолнечника по габитусу растения лаборатории генетики была пополнена новым образцом с колонновидным фенотипом. В цели работы входило изучение наследования и генетическая идентификация этого источника колонновидности габитуса у подсолнечника.
Материалы и методы. Опыты проводили в полевых условиях в 2012-2014 гг. на центральной экспериментальной базе ВНИИМК, г. Краснодар. Делянки соответствовали схеме посева 70 х 35 см, по одному растению в гнезде. Оценку ко-лон-новидности габитуса у подсолнечника проводили в период цветения корзинки. Принудительное самоопыление и гибридизацию осуществляли общепринятым методом [3]. При сравнении эмпирических расщеплений с модельными в Б2 использовали х2-критерий [6].
Результаты и обсуждение. Генетическая коллекция линий подсолнечника с эректоидным типом листа включала две линии с доминантным геном Ег (КГ49 и СЛ2399), одну - с доминантным геном Егз (линия Л1389), четыре - с рецессивным геном еп (К562, КГ102, ВК268 и Л1390) и две - с рецессивным геном ег2 (К561 и КГ27).
В 2012 г. был получен новый образец подсолнечника (линия КГ120), характеризующийся как колонновидный коротко-черешковый. Этот фенотип имел
сходство с эректоидностью листа, контролируемой доминантным геном Ег. При этом укороченные жилки стягивают и деформируют листовую пластинку (рисунок). Средняя высота растений не превышает 152 см, длина черешка - 3,8 см.
Рисунок - Междоузлие колонновидного подсолнечника, линия КГ120
При скрещивании линии КГ120 с ко-лонновидным габитусом и линий с нормальным фенотипом ВК876 и ВА93 получены растения с колонновидным габитусом. Расщепление в Б2 (табл. 1) соответствовало моногибридной модели наследования 3 : 1 для фенотипических классов колонновидный : нормальный соответственно. Таким образом, признак колонновидности габитуса растения у подсолнечника контролировался доминантным геном.
Таблица 1
Наследование признака колонновидности габитуса растения у подсолнечника в ¥2 при скрещивании с нормальными линиями
ВНИИМК, г. Срасиодар, 2013 г.
Скрещивание Число растений, шт. Схема расщепления X эмп. (Х205=3,84)
колонно-видный норма
ВК876 х КГ120 ВА93 х КГ120 127 153 33 46 3:1 3:1 1,63 0,37
Так как колонновидный подсолнечник фенотипически соответствует доминантной эректоидности листа (ген Ег), была проведена идентификация этих генов. При скрещивании короткочерешко-
вой эректоидной линии СЛ2399 и линии КГ120 в Fi проявился эректоидный фенотип, что подтверждает доминантный характер признака. В F2 все растения (общее количество 332) также обладали эректоидным фенотипом без появления нормальных рекомбинантных растений (табл. 2). Так как ген, определяющий доминантную эректоидность у известной линии СЛ2399, идентифицирован как Er, следовательно, этот же ген контролирует и колонновидность габитуса у новой линии КГ120.
Таблица 2
Идентификация генов эректоидности и колонновидности подсолнечника
ВНИИМК, г. Краснодар, 2013-2014 гг.
Скрещи- Число растений F1, шт. Число растений F2, шт.
вание эрек-тоид норма эректоид норма
СЛ2399 x 25 0 167 0
КГ120 25 0 165 0
Заключение. Генетическая идентификация показала, что признак колонновид-ности габитуса растения у новой линии подсолнечника КГ120 контролируется доминантным геном Er. Таким образом, в генетической коллекции подсолнечника ВНИИМК содержится три линии с доминантным геном Er - КГ49, СЛ2399 и КГ120.
Список литературы
1. Ведмедева Е В., Толмачев В.В. Новые маркерные морфологические признаки подсолнечника // Науч.-техн. бюл. ВНИИМК. - 2001. - Вып. 124. - С. 31-33.
2. Гаврилова, В.А. Генофонд подсолнечника // Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 1991. - Вып. 4. - С. 36-39.
3. Гундаев А.И. Основные принципы селекции подсолнечника // Генетические основы селекции растений. - М.: Наука, 1977. - С. 417-465.
4. Демурин Я.Н., Толмачев В.В. Наследование некоторых маркерных признаков подсолнечника // Вопросы прикладной физиологии и генетики масличных культур. - Краснодар, 1986. - С. 14-19.
5. Демурин Я.Н., Толмачева Н Н. Идентификация генов эректоидности листа у подсолнечника // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. -Краснодар, 2005. - Вып. 2 (133). - С. 7-11.
6. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высш. шк.,
1990. - 352 с.
7. Смирнов В.Г. Генетические коллекции растений и их использование // Модели и объекты биологических исследований: генетические коллекции растений. - М.: ВИНИТИ, 1983. - C. 3-27.
8. Стоянова Й., Петров П., Иванов П. Изслед-ване на еректовидния хабитус при слънчогледа // Растениевъд. науки. - 1985. - Т. 3. - С. 56-60.
9. Толмачева Н.Н., Демурин Я.Н. Генетический контроль эректоидности листа у линии подсолнечника Л1389 // Масличные культуры. Науч.-тех. Бюл. ВНИИМК. - 2008. - Вып. 2 (139). - С. 12-15.
10. Skoric D., Seiler G.J., Liu Z., Jan C.C., Miller J.F., Charlet L. D. Sunflower genetics and breeding: international monograph. - Novi Sad: Serbian Academy of Sciences and Arts. Branch., 2012. -520 р.
References
1. Vedmedeva E.V., Tolmachev V.V. Novye markernye morfologicheskie priznaki podsolnechnika // Maslichnye kul'tury: Nauch.-tech. byul. VNIIMK. -2001. - Vyp. 124. - S. 31-33.
2. Gavrilovа V.A. Genofond podsolnechnika // Maslichnye kul'tury. Nauch.-tech. byul. VNIIMK. -1991. - Vyp. 4. - S. 36-39.
3. Gundaev A.I. Osnovnye printsypy selektsii podsolnechnika // Geneticheskie osnovy selektsii rasteniy - M.: Nayka, 1977. - S. 417-465.
4. Demurin Y.N, Tolmachev V.V. Nasledovanie nekotoryh markernyh priznakov podsolnechnika // Voprosy prikladnoy fiziologii i genetiki maslichnyh kul'tur. - Krasnodar, 1986. - S. 14-19.
5. Demurin Y.N., Tolmacheva N.N. Identifikatsiya genov erektoidnosti lista u podsolnechnika // Maslichnye kul'tury. Nauch.-tech. byul. VNIIMK. -2005. - Vyp. 2 (133). - S. 7-11.
6. Lakin G.F. Biometriya. - Moskva, 1990. -352 s.
7. Smirnov V.G. Geneticheskie kollektsii rasteniy i ih ispol'zovanie // Modeli i ob'ekty biologicheskih issledovaniy: geneticheskie kollektsii rasteniy. - M.: VINITI, 1983. - S. 3-27.
8. Stoyanov J., Peter P., Ivanov P. Izsledovane na erektovidniya habitus pri sl'nchogleda // Rasteniev'd. nauki. - 1985. - Т. 3. - S. 56-60.
9. Tolmacheva N.N., Demurin Y.N. Geneticheskiy kontrol' erektoidnosti lista u linii podsolnechnika L1389 // Maslichnye kul'tury. Nauch.-tech. byul. VNIIMK. - 2008. - Vyp. 2 (139). - S. 12-15.
10. Skoric D., Seiler G.J., Liu Z., Jan C.C., Miller J.F., Charlet L.D. Sunflower genetics and breeding: international monograph. - Novi Sad: Serbian Academy of Sciences and Arts. Branch., 2012. - 520 p.
