Научная статья на тему 'ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАРКЕРОВ В СЕЛЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ, ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПО АЛЛЕЛЬНОМУ СОСТАВУ ГЕНОВ, ОКАЗЫВАЮЩИХ ВЛИЯНИЕ НА ХЛЕБОПЕКАРНОЕ КАЧЕСТВО ЗЕРНА И ВЫСОТУ РАСТЕНИЯ'

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАРКЕРОВ В СЕЛЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ, ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПО АЛЛЕЛЬНОМУ СОСТАВУ ГЕНОВ, ОКАЗЫВАЮЩИХ ВЛИЯНИЕ НА ХЛЕБОПЕКАРНОЕ КАЧЕСТВО ЗЕРНА И ВЫСОТУ РАСТЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
76
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА / ТВЕРДОЗЕРНОСТЬ / ГЛЮТЕНИНЫ / КОРОТКОСТЕБЕЛЬНОСТЬ / ХЛЕБОПЕКАРНОЕ КАЧЕСТВО ЗЕРНА / WINTER WHEAT / GRAIN HARDNESS / GLUTENINS / STEM DWARFING / BREAD-MAKING QUALITY OF GRAIN

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Фомина Е. А., Дмитриева Т. М., Урбанович О. Ю.

Исследован аллельный состав генов, влияющих на качество зерна (Glu-A1, Glu-B1 и Glu-D1, а также Pina-D1 и Pinb-D1) и высоту растения (Rht-В1, Rht-D1 и Rht8) в коллекции из 79 коллекционных и 70 селекционных образцов озимой пшеницы. Было выявлено 43 коллекционных и 5 селекционных образцов, обладающих высокими хлебопекарными качествами зерна (индекс качества 9-10) и одновременно несущих в своих геномах аллели Rht-В1b, Rht-D1b и Rht8c генов короткостебельности, приводящие к снижению высоты растения. Все исследованные образцы являются твердозерными и несут в своих геномах различные мутации в гене Pinb-D1.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Фомина Е. А., Дмитриева Т. М., Урбанович О. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

USE OF MOLECULAR MARKERS IN WINTER WHEAT (TRITICUM AESTIVUM L.) BREEDING TO ISOLATE THE SAMPLES PROSPECTIVE BY THEIR ALLELIC COMPOSITION OF GENES THAT DETERMINE THE BREAD-MAKING QUALITY OF GRAIN AND THE HEIGHT OF PLANTS

The allelic composition of genes determining grain quality (Glu-A1, Glu-B1 and Glu-D1, as well as Pina-D1 and Pinb-D1) and plant height (Rht-В1, Rht-D1 and Rht8) in the collection of 79 varieties and 70 lines of winter wheat was investigated. 43 varieties and 5 lines with the high bread-making quality of grain (9-10 quality index) and simultaneously carrying the Rht-B1b, Rht-D1b and Rht8c alleles of dwarf genes that lead to a decrease in plant height were identified. All the samples studied are hard wheats and carry various Pinb-D1 gene mutations in their genomes.

Текст научной работы на тему «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАРКЕРОВ В СЕЛЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ, ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПО АЛЛЕЛЬНОМУ СОСТАВУ ГЕНОВ, ОКАЗЫВАЮЩИХ ВЛИЯНИЕ НА ХЛЕБОПЕКАРНОЕ КАЧЕСТВО ЗЕРНА И ВЫСОТУ РАСТЕНИЯ»

УДК 577.21:633.111.1

Е.А. Фомина, Т.М. Дмитриева, О.Ю. Урбанович

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАРКЕРОВ В СЕЛЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ, ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПО АЛЛЕЛЬНОМУ СОСТАВУ ГЕНОВ, ОКАЗЫВАЮЩИХ ВЛИЯНИЕ НА ХЛЕБОПЕКАРНОЕ КАЧЕСТВО ЗЕРНА И ВЫСОТУ РАСТЕНИЯ

Институт генетики и цитологии НАН Беларуси Республика Беларусь, 220072, г. Минск, ул. Академическая, 27 e-mail: [email protected]

Исследован аллельный состав генов, влияющих на качество зерна (Glu-A1, Glu-B1 и Glu-D1, а также Pina-D1 и Pinb-D1) и высоту растения (Rht-B1, Rht-D1 и Rht8) в коллекции из 79 коллекционных и 70 селекционных образцов озимой пшеницы. Было выявлено 43 коллекционных и 5 селекционных образцов, обладающих высокими хлебопекарными качествами зерна (индекс качества 9-10) и одновременно несущих в своих геномах аллели Rht-B1b, Rht-D1b и Rht8c генов короткостебельности, приводящие к снижению высоты растения. Все исследованные образцы являются твердозерными и несут в своих геномах различные мутации в гене Pinb-D1.

Ключевые слова: озимая пшеница, твердозерность, глютенины, короткостебельность, хлебопекарное качество зерна.

Введение

Озимая мягкая пшеница — одна из важнейших зерновых культур в Республике Беларусь. По данным Национального статистического комитета под посевные площади пшеницы в 2017 г. было отведено 721 тыс. га, что составляет 29,7% от всех площадей, занятых под зерновые и зернобобовые, и 12,4% от всех посевных площадей в стране [1]. Важная роль в обеспечении нашей республики собственным зерном пшеницы принадлежит сортам отечественной селекции. Так, из 73 сортов озимой пшеницы, занесенных в Государственный реестр сортов и древесно-кустарниковых пород Республики Беларусь, к ним относятся 29 (Капылянка, Гармония, Каравай, Былина, Легенда, Саната, Гродненская 7, Спектр, Веда, Узлёт, Зарица, Сю^а, Канвеер, Уздым, Ядвюя, Ода, Элепя, Кредо, Сакрэт, Капэла, Августина, Гроднинчанка 5, Балада, Мроя, Набат, Гирлянда, Этюд, Амелия и Раница). В настоящее время ведется планомерная работа по созданию новых ко-роткостебельных сортов озимой пшеницы с высоким потенциалом урожайности и хорошими хлебопекарными качествами, адапти-

рованных к почвенно-климатическим условиям Республики Беларусь. Для решения этой задачи целесообразно использовать молекулярные методы идентификации генов, влияющих на хозяйственно-ценные признаки. Они позволяют повысить точность селекционного отбора и способствуют обогащению генофонда пшеницы генами, широко и успешно используемыми как в отечественной, так и в мировой селекции.

Выбор сортов пшеницы для получения тех или иных продуктов питания зависит от текстуры зерна, а точнее — его эндосперма, т. е. твердозерности. Твердозерные сорта предпочтительны для выпечки дрожжевого хлеба, а мягкозерные — для бездрожжевого хлеба и кондитерских изделий (сухого печенья, кексов, тортов и др.) [2]. Главный ген, отвечающий за текстуру зерна, Ha, расположен на коротком плече хромосомы 5D. На гомеологичных хромосомах 5А и 5В гены твердозерности деле-тированы. Виды пшеницы, у которых D-геном отсутствует (например, Triticum durum Desf.), имеют более твердую текстуру зерна по сравнению с твердозерными гексаплоидными сортами [3]. Продуктом гена Ha является 15-кДа

белок фриабилин, присутствующий в большом количестве на поверхности крахмала из мягкозерных сортов и линий и в значительно меньшем количестве на поверхности крахмала из твердозерных сортов и линий. В состав фриабилина входят два белка — пуроиндолин А и пуроиндолин В, первичная структура которых кодируется генами Pina-D1 и Pinb-D1 соответственно. Изменения в аминокислотном составе данных белков напрямую связаны с изменениями в текстуре зерна. Мягкозер-ные сорта пшеницы содержат одновременно функциональные или «дикие» аллели генов Pina-D1 (аллель Pina-D1a) и Pinb-D1 (аллель Pinb-D1a), в то время как твердозерные сорта пшеницы содержат либо делецию гена Pina-D1, либо одну из «мутантных» форм гена Pinb-D1 (аллели Pinb-D1a-g или Pinb-D11) [3-5]. Информация об аллельном составе генов пуроиндолинов Pina-D1 и Pinb-D1, их фенотипическом проявлении и изменении в первичной структуре пуроиндолинов приведена в работе Morris et al. [6].

Также значительный вклад в качество хлеба вносят гидрофобные белки глютенины, структура которых кодируется генами, расположенными на длинном плече хромосом первой гомеологичной группы А, В и D геномов. Состав глютенинов влияет на эластичность и вязкость теста, из которого выпекают мучные изделия. Основываясь на подвижности субъединиц глютенинов в полиакриламидном геле при проведении электрофореза, их разделяют на 2 типа — высокомолекулярные и низкомолекулярные [4, 7].

Структура глютенинов кодируется полиморфными генами Glu-1 локусов. В локу-сах Glu-A1, Glu-B1 и Glu-D1 расположены два близко сцепленных гена: х- и у-типа. Ген х-типа определяет структуру высокомолекулярных субъединиц с большей молекулярной массой, а ген у-типа — с меньшей. У гекса-плоидной пшеницы гены у- типа в геноме А обычно не экспрессируются [4, 8]. На качество муки, производимой из того или иного сорта пшеницы, оказывает влияние разнообразие аллелей, определяющих аминокислотный состав больших субъединиц. Для идентификации этих аллелей предложен целый ряд молекулярных маркеров, которые можно успешно использовать в практических целях.

Гены короткостебельности, называемые Rht, успешно используются в селекционном процессе для снижения высоты растения с целью предотвращения полегания. В настоящее время описано более 21 гена короткостебельности [9, 10]. Гены, определяющие высоту растений, можно разделить на две группы в зависимости от их реакции на экзогенную гиб-берилиновую кислоту (ГК). Нечувствительные к ГК гены короткостебельности располагаются на коротких плечах хромосом 4B и 4D, а гены, чувствительные к ГК, — на хромосомах 2A, 2DS, 7BS и 5A. Молекулярные маркеры, которые идентифицируют эти гены, позволяют успешно вести отбор на короткостебельность.

Целью данной работы является идентификация аллельного состава генов, оказывающих влияние на твердозерность, запасных белков семян глютенинов и короткостебельности в сортах и линиях, используемых в селекционном процессе озимой пшеницы в Республике Беларусь, и выделение среди них образцов, несущих в своих генотипах фаворитные аллели указанных генов.

Материалы и методы

Объектом исследования служила коллекция, состоящая из 79 сортов и 70 линий озимой пшеницы, предоставленных лабораторией озимой пшеницы РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию» (г. Жодино).

ДНК из зерен выделяли по методу, предложенному Plaschke et al. [11]. Выделение проводили из двух зерновок для каждого сорта.

Анализ аллельного состава генов Pina-D1 и Pinb-D1 проводили согласно методике, предложенной Giroux, Morris et al. [12].

Анализ аллельного состава генов Glu-A1x, Glu-D1x и Glu-D1y проводился согласно методике, предложенной Liu et al. [13]. Для выявления генов, кодирующих субъединицы Ах1 и Axnull, была использована методика, предложенная Laflandra et al. [14]. Выявление генов, кодирующих субъединицу Bx6, было проведено по методике, предложенной Schwarz et al.[15], субъединицы Bx7, Bx7* и Bx17 — Ма et al. [8], субъединицу Bx7OE — Ragupa-thy et al. [16]. Анализ аллельного состава гена Glu-B1y проводился согласно Lei et al. [17]. Суммарный индекс хлебопекарного качества вычисляли согласно Payne et al., 1987; Rogers et al., 1989 [18, 19].

Для анализа аллельного состава генов Rht-B1 и Rht-D1 использовали методику Ellis с со-авт. [20], гена Rht8 — методику Korzun [21].

Состав реакционной смеси для амплификации объемом 12,5 мкл был следующий: 1*буфер для Taq полимеразы «А» без MgCl2, 1,5 мМ MgCl2, 0,2 мМ НТФ, 0,25 нМ прайме-ры, 0,5 ЕА Taq-полимераза, 50 нг ДНК. Для анализа использовались праймеры и ПЦР реактивы производства компании «Праймтех» (Республика Беларусь).

Визуализацию фрагментов амплификации проводили после разделения методом электрофореза в трис-ацетатном буфере при помощи системы документирования гелей GelDoc 2000.

Результаты и обсуждение

Анализу подвергались 79 коллекционных и 70 селекционных образцов озимой пшеницы селекции Беларуси, России, Украины, Румынии, Германии, Австрии, Франции и Канады, представляющие интерес для селекционного процесса.

Для идентификации аллелей гена Pina-D1 были использованы праймеры PinаD_F и P^D_R. Образцы, содержащие в своем геноме аллель Рina-D1а, образуют в результате ПЦР с данными праймерами фрагмент размером 350 п. н. Образцы, в геноме которых присутствует аллель Рina-D1b, продукта ПЦР не образуют [22]. Проведенный анализ показал, что все образцы озимой пшеницы, подвергшиеся тестированию, образовали с данными праймерами ПЦР-продукт размером 350 п. н., и, следовательно, несут в своих геномах аллель Рina-D1а.

Для анализа аллельного состава гена Pinb-D1 были использованы праймеры PinbD_F и PinbD_R. Продукты амплификации образцов пшеницы с данными праймерами были обработаны рестриктазой PvuII, специфичной для выявления мутантного аллеля Рinb-D1c. Рестриктаза PvuII разрезает ПЦР-продукты амплифицированных образцов, не несущих му-тантный аллель Рinb-D1c, на фрагменты длиной 264 и 184 п. н. ПЦР-продукты образцов, соответствующих данному мутантному аллелю, не подвергаются расщеплению этой рестрик-тазой и имеют длину 448 п. н. [23]. Образцы, не несущие мутантный аллель Рinb-D1c, для проверки их принадлежности к твердозерным

или мягкозерным сортам, были подвергнуты обработке рестриктазами, специфичными к другим формам мутантных аллелей: ЫЫ1 (для выявления мутантного аллеля РтЫ^1Ы), Ы\сИ (для выявления мутантного аллеля РinЫ-D1e), MnlI+StyI (для выявления мутантного аллеля РinЫ-D1d) и НрШ (для выявления мутантного аллеля РinЫ-D1f).

В результате было обнаружено, что в геноме образцов озимой пшеницы присутствуют различные мутантные аллели. 71 коллекционный образец (89,9%) несет РтЫ^1Ы аллель, 3 (3,8%) — РтЫ^1с аллель и 5 (6,3%) — РтЫ^М аллель; 41 селекционный образец (58,5%) несет РтЫ^1Ы аллель, 2 (2,9%) — одновременно РтЫ^1Ы и РтЫ^М аллели,

1 (1,4%) — одновременно РтЫ^1Ы и РтЫ-D1f аллели, 2 (2,9%) — РтЫ^1с аллель,

2 (2,9%) — РтЫ^М аллель, 1 (1,4 %) — одновременно РтЫ^М и РтЫ^^ аллели и 21 (30,0%) — РтЫ^^ аллель (табл. 1, 2). Согласно литературным данным в современных сортах в разных странах наиболее распространенными аллельными формами гена РтЫ^1 являются аллели РтЫ^1Ы и РтЫ-D1c [4, 22, 23]. Аллель РinЫ-D1Ы широко представлен и в образцах исследуемой коллекции, в то время как аллель РinЫ-D1c уступает по частоте встречаемости ряду других аллелей. В целом результаты исследования показали, что все сорта и линии озимой пшеницы, включенные в коллекцию, являются твердозерными и пригодны для выпечки дрожжевого хлеба.

Молекулярные маркеры были использованы также для определения аллелей генов, кодирующих запасные белки семян глюте-нины. Среди исследованных коллекционных образцов выявлено 29 различных генотипов (табл. 3). Самыми распространенными являлись генотипы Glu-A1с, Glu-B1c, Glu-D1d (10 исследованных образцов — 12,5% от общего количества) и Glu-A1Ы, Glu-B1c, Glu-D1d (11 исследованных образцов — 13,9% от общего количества). В то же время 14 образцов (17,7%) оказались неоднородными по ал-лельному составу генов, кодирующих глюте-нины. В частности 5 образцов (6,3%) оказались неоднородными по аллелям А-генома, 7 (8,9%) — В-генома, 1 образец (1,3%) — одновременно А- и D-генома и 1 образец (1,3%) — одновременно А-, В- и D-генома.

Таблица 1

Аллельные варианты генов пуроиндолинов Pina-D1 и Pinb-D1 в коллекционных образцах

озимой пшеницы

Пуроиндолин А Пуроиндолин В Названия образцов Количество образцов (%)

Pina-D1a Pinb-D1b Акорд, Альбатрос одесский, Ариадна, Аскет, Багира, Барвина, Благодарна, Богданка, Борвий (образец 1), Борвий (образец 2), Бунчук, Видрада, Вильшана, Герта, Годувальныця одеська, Доброчын, Дон 95, Донская полукарликовая, Донской сюрприз, Ермак, Ершовская 11, Жемчужина Поволжья, Зарница, Заграва одесская (образец 1), Заграва одесская (образец 2), Заможнисть, Истина одесская, Калита, Кармен, Козачий атаман, Короганка, Левобережная 1, Лорд, Миронивська сторична, Наусель, Новоершовская, Одесская 200, Памяти Калиненко, Подолянка, Полевик, Почаивка, Проза, Роксолана, Ростовчанка 3, Сагайдак, Селянка одесская, Синтетик, Славна, Турунчук, Ужинок, Уникум, Утес, Хвест, Хоревица (образец 1), Хоревица (образец 2), Элегия (образец 1), Элик, Эпоха одесская, Юнона, Яворина, Ярославна, Balaton, Catalus, Cubus, Dromos, F.594, Faur, Lupus, Miranda, Saturnus, Skagen 71 (89,9%)

Pina-D1a Pinb-D1c Придеснянська напивкарликова, Acratos, Perfect 3 (3,8%)

Pina-D1a Pinb-D1d Элегия (образец 2), Co 207, Emmit, FT Wonder, Samurai 5 (6,3%)

Таблица 2

Аллельные варианты генов пуроиндолинов Pina-D1 и Pinb-D1 в селекционных образцах

озимой пшеницы

Пуроиндолин А Пуроиндолин В Названия образцов Количество образцов (%)

Pina-D1a Pinb-D1b КСИ-17 № 1, КСИ-17 № 2, КСИ-17 № 3, КСИ-17 № 4, КСИ-17 № 5, КСИ-17 № 6, КСИ-17 № 7, КСИ-17 № 11, КСИ-17 № 12, КСИ-17 № 13, КСИ-17 № 15, КСИ-17 № 16, Л-1155, Л-1157, Л-1163, Л-1229, Л-1312, Л-1326, Лютесценс 1227, ПСИ 14 № 6, ПСИ 15 № 9, ПСИ 16 № 8, ПСИ 16 № 12, ПСИ 16 № 14, ПСИ 17 № 28/1, ПСИ 17 № 30/1, ПСИ 17 № 31, ПСИ 17 № 32, ПСИ 17 № 38, W-552/12, W-237/12, 0560 (Cubus x Kriss), 0595 ((Корнет х Капылянка) х Московский карлик), 89/20-11 ((ВхБ) х STH), Э^ KW, MP (18) № 1 (0560), MP (18) № 2 (07160 73/1-11), MP (18) № 8 (0216 89/0-11), MP (18) № 10 (1361 KW), MP (18) № 11 (1360 ЭW) 41 (58,5%)

Pina-D1a Pinb-D1b + Pinb-D1d Л-1062, ПСИ 17 № 36 2 (2,9%)

Pina-D1a Pinb-D1b + Pinb-D1f 59/4-12 (Turbin x Leo 0949) 1 (1,4%)

Pina-D1a Pinb-D1c HW, MP (18) № 6 (die 61220W) 2 (2,9%)

Pina-D1a Pinb-D1d 07128 (Bison x Marabu), 018 (Контур х Щара) 2 (2,9%)

Pina-D1a Pinb-D1d + Pinb-D1f КСИ-17 № 14 1 (1,4%)

Продолжение табл. 2

Пуроиндолин А Пуроиндолин В Названия образцов Количество образцов (%)

Pina-D1a Pinb-D1f КСИ-17 № 8, КСИ-17 № 9, КСИ-17 № 10St, ПСИ 16 № 3, ПСИ 16 № 4, ПСИ 16 № 13, ПСИ-17 № 26, ПСИ-17 № 27, ПСИ-17 № 28, ПСИ-17 № 29, ПСИ 17 № 30, ПСИ 17 № 33, ПСИ 17 № 34, ПСИ 17 № 35, ПСИ 17 № 37, ПСИ 17 № 39, 32-3-09 (Прэстыж х STH 735), С^ МР (18) № 3 (47/1-09), МР (18) № 9 (0311 32/2-09), МР (18) № 12 (1363 CW) 21 (30,0%)

Таблица 3

Частота встречаемости генотипов среди исследованных коллекционных образцов, итоговая

оценка их хлебопекарного качества

Генотип Названия образцов Общее количество образцов Частота Итоговая оценка (в баллах)

Glu-A1a, Glu-B1ak, Glu-D1d Альбатрос одесский, Борвий (образец 1), Борвий (образец 2), Вильшана, Калита, Полевик, Сагайдак, Юнона 8 10,0% 10

Glu-A1b, Glu-Blak, Glu-Dld Благодарна, Дон 95, Заграва одесская (образец 1), Заграва одесская (образец 2), Хвест 5 6,3% 10

Glu-Alb, Glu-Blb, Glu-Dld Доброчын, Короганка, Хоревица (образец 1), Хоревица (образец 2), Faur, Miranda 6 7,6% 10

Glu-Alb, Glu-Blal, Glu-Dld Багира, Годувальныця одеська, Эпоха одесская 3 3,8% 10

Glu-Ala/b, Glu-Blak, Glu-Dld Истина одесская, Селянка одесская 2 2,5% 10

Glu-Alb, Glu-Blak/al, Glu-Dld Ужинок 1 1,3% 10

Glu-Ala, Glu-Blak/c, Glu-Dld Заможнисть 1 1,3% 9,5

Glu-Alb, Glu-Blak/c, Glu-Dld Ермак, Миронивська сторична 2 2,5% 9,5

Glu-Alb, Glu-Blb/c, Glu-Dld Ариадна 1 1,3% 9,5

Glu-Ala, Glu-Blc, Glu-Dld Бунчук, Донская полукарликовая, Новоершовская, Подолянка, Почаивка, Придеснянська напивкарли-кова, Проза, Роксолана, Утес, Saturnus 10 12,5% 9

Glu-Alb, Glu-Blc, Glu-Dld Барвина, Богданка, Донской сюрприз, Ершовская 11, Козачий атаман, Левобережная 1, Наусель, Одесская 200, Памяти Калиненко, Турунчук, Ярославна 11 13,9% 9

Glu-Alb/c, Glu-Blak, Glu-Dld Жемчужина Поволжья 1 1,3% 9

Glu-Ala/b, Glu-Blc, Glu-Dld Видрада 1 1,3% 9

Glu-Ala/b, Glu-Blc, Glu-Dla/d F.594 1 1,3% 8

Glu-Alb/c, Glu-Blc, Glu-Dld Зарница 1 1,3% 8

Продолжение табл. 3

Генотип Названия образцов Общее количество образцов Частота Итоговая оценка (в баллах)

Glu-A1c, Glu-B1ak, Glu-D1d Герта 1 1,3% 8

Glu-A1b, Glu-B1d, Glu-D1d Кармен 1 1,3% 8

Glu-A1a, Glu-B1d, Glu-D1d Co 207, Perfect 2 2,5% 8

Glu-A1c, Glu-B1f, Glu-D1d Cubus 1 1,3% 8

Glu-A1b/c, Glu-B1ak/c, Glu-D1a/d Синтетик 1 1,3% 7,5

Glu-A1c, Glu-B1ak/c, Glu-D1d Skagen 1 1,3% 7,5

Glu-A1c, Glu-B1c, Glu-D1d Акорд, Ростовчанка 3, Элик, Acratos, Lupus 5 6,3% 7

Glu-A1b, Glu-B1c, Glu-D1a Лорд 1 1,3% 7

Glu-A1a, Glu-B1c, Glu-D1a Balaton, Dromos, Emmit, FT Wonder 4 5,1% 7

Glu-A1a, Glu-B1c/d, Glu-D1a Samurai 1 1,3% 6,5

Glu-A1c, Glu-B1d, Glu-D1d Элегия (образец 1), Элегия (образец 2) 2 2,5% 6

Glu-A1a, Glu-B1d, Glu-D1a Славна 1 1,3% 6

Glu-A1b, Glu-B1d, Glu-D1a Уникум, Яворина 2 2,5% 6

Glu-A1c, Glu-B1c, Glu-D1a Аскет, Catalus 2 2,5% 5

Среди селекционных образцов выявлено 30 различных генотипов. Как видно из табл. 4, чаще в исследованной коллекции встречаются селекционные линии, обладающие генотипом Glu-A1c, Glu-B1d, Glu-D1d — 22 исследованных образца, что составляет 31,4% от общего количества. При этом 12 образцов (17,1%) оказались неоднородными по ал-лельному составу генов, кодирующих глюте-нины. В частности, 1 образец (1,4%) оказался неоднородным по составу аллелей генов А-генома, 2 образца (2,9%) — В-генома, 4 образца (5,8%) — D-генома. Неоднородными по аллелям одновременно А- и В-генома были 2 образца (2,9%), А- и D-генома — 1 образец (1,4%), А-. В- и D-генома — 2 образца (2,9%). В целом же все коллекционные и селекционные образцы были распределены по 46 генотипам.

На основании полученных данных определена суммарная оценка хлебопекарных качеств образцов пшеницы (табл. 3, 4). Чем выше оценка, тем более высокими хлебопекарными качествами обладает тот или иной образец [18, 19]. Анализ коллекционных образцов озимой пшеницы показал, что суммарная оценка хлебопекарных качеств варьировала в интервале от 5 (Аскет, Catalus) до 10 баллов (Альбатрос одесский, Багира, Благодарна, Бор-вий (образец 1), Борвий (образец 2), Вильша-на, Годувальныця одеська, Доброчын, Дон 95, Заграва одесская (образец 1), Заграва одесская (образец 2), Истина одесская, Калита, Короган-ка, Полевик, Сагайдак, Селянка одесская, Ужи-нок, Хвест, Хоревица (образец 1), Хоревица (образец 2), Эпоха одесская, Юнона, Faur, Miranda) (табл. 3). При этом среди них значительная доля образцов — 52 (65,9%) —обладала высокими

Таблица 4

Частота встречаемости генотипов среди исследованных селекционных образцов, итоговая

оценка их хлебопекарного качества

Генотип Названия образцов Общее количество образцов Частота Итоговая оценка (в баллах)

Glu-A1a/b, Glu-B1ak, Glu-D1d 1 1,4% 10

Glu-Ala, Glu-B1f Glu-Dld ПСИ 17 № 28/1 1 1,4% 10

Glu-A1b, (7+8*), Glu-D1d 59/4-12 (TurbinxLeo 0949) 1 1,4% 10

Glu-A1b, Glu-B1ak, Glu-D1d МР (18) № 10 (1361 1 1,4% 10

Glu-A1b, Glu-B1b, Glu-D1d W-552/12, W-237/12 2 2,9% 10

Glu-A1b, Glu-B1c/f, Glu-D1d Л-1062 1 1,4% 9,5

Glu-A1a, Glu-B1c/u, Glu-D1d Л-1312 1 1,4% 9,5

Glu-A1a, Glu-B1c, Glu-D1d Л-1229, Л-1155, Лютесценс 1227 3 4,3% 9

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Glu-A1a, Glu-B1c, Glu-D1a/d Л-1157 1 1,4% 8

Glu-A1a, Glu-B1d, Glu-D1d КСИ-17 № 1, Л-1326 89/20-11 ((ВхБ^ТН) 3 4,3% 8

Glu-A1c, Glu-B1ak, Glu-D1d ПСИ 16 № 14, ПСИ-17 № 31 2 2,9% 8

Glu-A1c, Glu-B1b, Glu-D1d ПСИ-17 № 32 1 1,4% 8

Glu-A1c, Glu-B1f Glu-D1d МР (18) № 2 (07160 73/1-11), ПСИ 17 № 30/1 2 2,9% 8

Glu-A1a/c, Glu-B1ak/d, Glu-D1d 018 (КонтурхЩара) 1 1,4% 8

Glu-A1c, Glu-B1u, Glu-D1d КСИ-17 № 16 1 1,4% 8

Glu-A1a/c, Glu-B1c, Glu-D1a/d Л-1163 1 1,4% 7

Glu-A1b, Glu-B1c, Glu-D1a HW 1 1,4% 7

Glu-A1c, Glu-B1c, Glu-D1d КСИ-17 № 2, КСИ-17 № 3, КСИ-17 № 15, ПСИ 14 № 6, 0595 ((КорнетхКапылянка)х Московский карлик), МР (18) № 6 ^е 61220W), МР (18) № 11 (1360 ЭW) 7 10,0% 7

Glu-A1a/c, Glu-B1b/d, Glu-D1a/d КСИ-17 № 12 1 1,4% 7

Glu-A1a/c, Glu-B1d/u, Glu-D1a/d КСИ-17 № 14 1 1,4% 7

Glu-A1c, Glu-B1ak, Glu-D1a/d ПСИ 16 № 8, ПСИ-17 № 38 2 2,9% 7

Glu-A1a, Glu-B1d, Glu-D1a ПСИ 15 № 9, ПСИ 16 № 12, ПСИ-17 № 36, МР (18) № 8 (0216 89/0-11) 4 5,8% 6

Glu-A1c, Glu-B1f Glu-D1a 0560 (CubusxKriss), МР (18) № 1 (0560) 2 2,9% 6

Продолжение табл. 4

Генотип Названия образцов Общее количество образцов Частота Итоговая оценка (в баллах)

01Ы-А1С, ОЫ-ВМ, Glu-D1d КСИ-17 № 4, КСИ-17 № 5, КСИ-17 № 8, КСИ-17 № 9, КСИ-17 № 10St, ПСИ 16 № 3, ПСИ 16 № 4, ПСИ 16 № 13, ПСИ-17 № 26, ПСИ-17 № 27, ПСИ-17 № 28, ПСИ-17 № 29, ПСИ-17 № 33, ПСИ-17 № 34, ПСИ-17 № 35, ПСИ-17 № 37, ПСИ-17 № 39 07128 ^опхМагаЬи), 32-3-09 (ПрэстыжхЗТН 735), МР (18) № 3 (47/1-09), МР (18) № 9 (0311 32/2-09), МР (18) № 12 (1363 CW) 22 31,6% 6

01Ы-А1С, ОЫ-В1Н, Glu-D1d КСИ-17 № 11 1 1,4% 6

ОЫ-А1Ы, ОЫ-ВМ, ОЫ^1с КСИ-17 № 7 1 1,4% 6

ОШ-АМ/С, ОЫ-ВМ^, ОЫ^1с КСИ-17 № 13 1 1,4% 6

ОШ-А1С, ОШ-В1С, ОЫ^1с ЭW 1 1,4% 5

ОШ-А1С, ОЫ-ВМ, ОШ-Б1с/ё ПСИ-17 № 30 1 1,4% 5

ОШ-А1С, ОШ-ВМ, ОЫ^1с КСИ-17 № 6, CW 2 2,9% 4

(итоговая оценка — 9-10 баллов) хлебопе- 6,5 баллов и ниже) — 10,0%. Основной не-

карными качествами (рис. 1). Доля образцов гативный эффект на суммарную оценку ока-

со средними хлебопекарными качествами зывало наличие аллелей Glu-A1c, Glu-В1c и

(итоговая оценка — 7-8,5 баллов) соста- Glu-D1с, а в особенности — их совместное

вила 24,1%, низкими (итоговая оценка — присутствие.

Рис. 1. Доля коллекционных образцов озимой пшеницы, соответствующих определенной итоговой оценке

хлебопекарных качеств (индексу качества)

Среди селекционных образцов озимой пшеницы суммарная оценка хлебопекарных качеств варьировала в интервале от 4 (КСИ-17 № 6,С№) до 10 баллов (К№, №-552/12, W-237/12, 59/4-12 (TurbinxLeo 0949) (табл. 4). Высокими хлебопекарными качествами (итоговая оценка — 9-10 баллов) характеризовались 11 (15,7%) селекционных образцов, средними (итоговая оценка — 7-8 баллов) — 24 (34,3%). Доля образцов с низкими (итоговая оценка — 6 баллов и ниже) хлебопекарными качествами составила 50,0% (рис. 2). Основной негативный эффект на суммарную оценку оказывало наличие аллелей Glu-Alc,

Glu-Вld и Glu-D1a, а в особенности — их совместное присутствие. Так как наибольший вклад в качество производимой муки вносит аллельный состав локуса Glu-D1, при равных баллах преимущество, вероятнее всего, будет иметь сорт (линия), в геноме которого содержится аллель Glu-D1d.

В результате анализа аллельного состава генов короткостебельности Rht-B1, Rht-D1 и Rht8 были выявлены перспективные образцы, несущие аллели Rht-В1b и Rht-D1b, приводящие к снижению высоты растения, а также аллель 192 маркера WMS261, сцепленный с аллелем Rht8c (табл. 5, 6).

Рис. 2. Доля селекционных образцов озимой пшеницы, соответствующих определенной итоговой оценке

хлебопекарных качеств (индексу качества)

Таблица 5

Источники аллелей Rht-В1b и Rht-D1b и Rht8c, ассоциированных со снижением высоты растения, среди коллекционных образцов озимой пшеницы

Вид аллеля (сочетание аллелей) Названия образцов Количество образцов (%)

Rht-B1b Кармен, Юнона Miranda 3 (3,8%)

Rht-B1b + Rht8c Бунчук, Годувальныця одеська, Донская полукарликовая, Донской сюрприз, Ермак, Истина одесская, Наусель, Одесская 200, Памяти Калиненко, Полевик, Почаивка, Приднеснянська напивкарликова, Славна, Уникум, Яворина Faur 16 (20,2%)

Продолжение табл. 5

Вид аллеля (сочетание аллелей) Названия образцов Количество образцов (%)

Rht-D1b Акорд Co 207, Cubus, Samurai, Skagen 5 (6,3%)

Rht-D1b + Rht8c Альбатрос одесский, Багира, Благодарна, Богданка, Борвий (образец 1), Борвий (образец 2), Доброчын, Заграва одесская (образец 1), Заграва одесская (образец 2), Калита, Роксолана, Турунчук, Ужинок, Хвест, Эпоха одесская Emmit 16 (20,2%)

Rht8c Ариадна, Аскет, Барвина, Видрада, Вильшана, Герта, Дон 95, Ершовская 11, Жемчужина Поволжья, Заможнисть, Козачий атаман, Короганка, Левобережная 1, Лорд, Новоершовская, Подолянка, Селянка одесская, Синтетик, Ростовчанка 3, Сагайдак, Утес, Хоревица (образец 1), Хоревица (образец 2), Элегия (образец 2), Ярославна F.594 26 (32,9%)

Таблица 6

Источники аллелей КИ^В1Ы и Rht-D1Ы и ЯШ8с, ассоциированных со снижением высоты растения, среди селекционных образцов озимой пшеницы

Вид аллеля Названия образцов Количество образцов (%)

Rht-B1b W-552/12 1 (1,4%)

Rht-D1b КСИ-17 № 3, ПСИ 14 № 6, ПСИ 15 № 9, Э^ 89/20-11 ((ВхБ) х STH), 0560 (CubusxKriss), МР (18) № 1 (0560), МР (18) № 2 (07160 73/1-11), МР (18) № 6 ^е 61220W), МР (18) № 8 (0216 89/0-11), МР (18) № 11 (1360 ЭW) 11 (15,7%)

Rht8c КСИ-17 № 5, КСИ-17 № 6, КСИ-17 № 10St, ПСИ 16 № 3, ПСИ 16 № 4, ПСИ 16 № 13, ПСИ 16 № 14, ПСИ-17 № 27, ПСИ-17 № 28, ПСИ-17 № 34, ПСИ-17 № 35, ПСИ-17 № 37, С^ К^ W-237/12, 018 (Контур х Щара), 32-3-09 (Прэстыж х STH 735), 59/4-12 (TurbinxLeo 0949), МР (18) № 10 (1361 19 (27,1%)

Следует отметить, что растения линии ПСИ-17 № 38, несмотря на отсутствие в их геномах генов короткостебельности, обладают небольшой высотой (95 см) и данная линия также может представлять ценность для селекционного процесса.

Полученные на предыдущих этапах данные об аллельном составе генов, влияющих на качество зерна (ОЫ-А1, ОЫ-В1 и Glu-D1, а также Pinс-D1 и PinЫ-D1) и высоту растения (Ш^В1, Rht-D1 и Rht8), позволили выделить перспективные образцы с комплексом генов для включения в селекционный процесс.

Поскольку исследование образцов по аллель-ному составу генов Pinс-D1 и PinЫ-D1, оказывающих влияние на твердозерность, показало, что все сорта и линии являются твердозерными, то выделение перспективных образцов проводилось на основании данных по аллельному составу генов, кодирующих запасные белки семян глюте-нины ОЫ-А1, ОЫ-В1 и Glu-D1, и генов корот-костебельности Ш^В1, Rht-D1 и Rht8.

Перечень образцов, обладающих высокими хлебопекарными качествами (индекс качества 9-10), несущих в своих генотипах гены корот-костебельности, приведены в табл. 7, 8.

Таблица 7

Характеристика коллекционных образцов озимой пшеницы, перспективных по аллельному составу генов, кодирующих запасные белки семян глютенины ОЫ-А1, ОЫ-В1 и ОШ^1, а также генов короткостебельности Rht-B1, Rht-D1 и Rht8

Названия образцов Индекс качества по аллельному составу глютенинов (в баллах) Аллели генов короткостебельности Общее количество образцов Частота

Годувальныця одеська, Истина одесская, Полевик 10 Rht-B1b + Rht8c 3 3,8%

Багира, Благодарна, Доброчын, За-грава одесская (образец 1), Заграва одесская (образец 2), Калита, Ужинок, Хвест, Эпоха одесская 10 Rht-D1b + Rht8c 9 11,4%

Юнона, Miranda 10 Rht-B1b 1 1,3%

Вильшана, Дон 95, Короганка, Сагайдак, Селянка одесская, Хоревица (образец 1), Хоревица (образец 2) 10 Rht8c 7 8,9%

Ермак 9,5 Rht-B1b + Rht8c 1 1,3%

Ариадна, Заможнисть 9,5 Rht8c 2 2,5%

Бунчук, Донской сюрприз, Наусель, Одесская 200, Памяти Калиненко, Почаивка, Придеснянська напивкарликова 9 Rht-B1b + Rht8c 7 8,9%

Богданка, Роксолана, Турунчук 9 Rht-D1b + Rht8c 3 3,8%

Барвина, Видрада, Ершовская 11, Жемчужина Поволжья, Козачий атаман, Левобережная 1, Новоершов-ская, Подолянка, Утес, Ярославна 9 Rht8c 10 12,5%

Таблица 8

Характеристика селекционных образцов озимой пшеницы, перспективных по аллельному составу генов, кодирующих запасные белки семян глютенины ОЫ-А1, ОЫ-В1 и ОЫ^1, а также генов короткостебельности Rht-B1, Rht-D1 и Rht8

Названия образцов Индекс качества по аллельному составу глютенинов (в баллах) Аллели генов короткостебельности Общее количество образцов Частота

W-552/12 10 Rht-B1b 1 1,4%

KW, W-237/12, 59/4-12 (TurbinxLeo 0949), MP (18) № 10 (1361 KW) 10 Rht8c 4 5,8%

Как видно из табл. 7 и 8, доля образцов, несущих в своих генотипах одновременно фаво-ритные аллели генов, кодирующих запасные белки семян глютенины, а также гены корот-

костебельности Rht-B1, Rht-D1 и Rht8, среди коллекционных образцов значительно выше (54,4% от всех исследованных), чем среди селекционных (7,2% от всех исследованных).

Результаты показывают, что селекцонный процесс шел в направлении увеличения хлебопекарного качества зерна и снижения высоты растения.

В современной селекции пшеницы стратегию пирамидирования генов используют для решения широкого круга задач, например, для одновременного переноса генов устойчивости к различным заболеваниям с целью получения растений с комплексной устойчивостью к фитопатогенам [24]. Пирамидирование генов, предполагающее обычные обратные скрещивания, требует больших временных затрат и является трудоемким процессом [25]. Появление молекулярных маркеров значительно ускорило процесс объединения нескольких благоприятных аллелей в одном генотипе [24, 26]. Так, для пшеницы при помощи маркер-сопутствующей селекции удалось объединить фаворитные аллели генов устойчивости к листовой ржавчине [27-30], мучнистой росе [31, 32], Гессенской мухе [33], фузариозу колоса [34-36] и т. д. Tyagi et а1. при помощи маркер-сопутствующей селекции удалось аккумулировать в индийской линии РВ№343 гены устойчивости к трем видам ржавчины (листовой Lr24, стеблевой Бт24 и полосатой Yr36) наряду с генами, влияющими на содержание белка в зерне (0_рс-В1), предуборочное прорастание семян (QPhs.ccsu-3A.11)., массу зерна (QGw.ccsu-1A.3~), и генами запасных белков семян глютенинов ^Ы-А1-1ЮЫ-А1-2) [37].

Таким образом, использование методов маркер-сопутствующей селекции дает возможность одновременной интрогрессии (пи-рамидирования) нескольких количественных локусов / генов для улучшения существующих и создания новых сортов и тем самым повышает эффективность и результативность традиционных методов селекции [26].

Заключение

Исследован аллельный состав генов, влияющих на качество зерна ^Ы-А1, Glu-B1 и Glu-D1, а также Pina-D1 и Pinb-D1) и высоту растения (Ш^В1, и Rht8), в коллекции

из 79 коллекционных и 70 селекционных образцов озимой мягкой пшеницы. Среди них было выявлено 43 коллекционных и 5 селекционных образцов, обладающих высокими хлебопекарными качествами зерна (индекс качества 9-10) и одновременно несущих в своих геномах ал-

лели Rht-B1b, Rht-D1b и Rht8c генов коротко-стебельности, приводящие к снижению высоты растения. При исследовании коллекции по аллельному составу генов Pina-D1 и Pinb-D1, оказывающих влияние на твердозерность, было показано, что все образцы являются твердозер-ными и несут в своих геномах различные мутации в гене Pinb-D1, что делает их пригодными для выпечки дрожжевого хлеба. Полученные данные могут быть использованы в селекционном процессе озимой пшеницы, направленном на создание короткостебельных сортов с высокими хлебопекарными качествами зерна.

Список использованных источников

1. Сельское хозяйство Республики Беларусь. Статистический сборник / Национальный статистический комитет Республики Беларусь. — 2018. — 235 с.

2. Хакимова, А. Г. Пуроиндолины в связи с перспективами селекции мягкой пшеницы на качество и устойчивость: (обзор иностранной литературы) / А.Г. Хакимова, О.П. Митрофанова // Сельскохоз. биол. — 2009, № 1. — С. 3-15.

3. Giroux, M. J. Wheat grain hardness results from highly conserved mutations in the friabilin components puroindoline a and b / M.J. Giroux, C.F. Morris // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 1998. — Vol. 95, № 11. — P. 6262-6266.

4. Gale, K.R. Diagnostic DNA markers for quality traits in wheat / K.R. Gale // Journal of Cereal Science. — 2004. — Vol. 41. — P. 181-192.

5. Morris, C.F. Puroindolines: the molecular genetic basis of wheat grain hardness / C.F. Morris // Plant Mol. Biol. — 2002. — Vol. 48, № 5, 6. — P. 633-647.

6. Morris, C.F. Prevalence of puroindoline grain hardness genotypes among historically significant North American spring and winter wheats / C.F. Morris [et al.] // Crop Sci. — 2001. — Vol. 41, № 1. — P. 218-228.

7. Ahmad, M. Molecular marker-assisted selection of HMW glutenin alleles related to wheat bread quality by PCR- generated DNA markers / M. Ahmad // Theor. Appl. Genet. — 2000. — Vol. 101. — P. 892-896.

8. Ma, W. Multiplex-PCR typing of high molecular weight glutenin alleles in wheat / W. Ma, W. Zhang, K.R. Gale // Euphytica. — 2003. — Vol. 134. — P. 51-60.

9. Genetic analysis of the dwarfing gene (Rht8) in wheat. Part I. Molecular mapping of Rht8 on the short arm of chromosome 2D of bread wheat (Triticum aestivum L.) / V. Korzun [et al.] // Theor Appl Genet. — 1998. — Vol. 96, № 8. — P. 1104-1109.

10. Genetic analysis of the dwarfing gene (Rht8) in wheat. Part II. The distribution and adaptive significance of allelic variants at the Rht8 locus of wheat as revealed by microsatellite screening / A.J. Worland [et al.] // The-or Appl Genet. — 1998. — Vol. 96, № 8. — P. 1110-1120.

11. Plaschke, J. Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers / J. Plaschke, M.W. Ganal, M.S. Roder // Theor. Appl. Genet. — 1995. — Vol. 91. — P. 1001-1007.

12. A Pseudo-Response Regulator is mis-expressed in the photoperiod insensitive Ppd-D1a mutant of wheat (Triticum aestivum L.) / J. Beales [et al.] // Theor Appl Genet. — 2007. — Vol. 115. — P. 721-733.

13. Liu, S. New DNA markers for high molecular weight glutenin subunits in wheat / S. Liu, S. Chao, J.A. Anderson // Theor Appl Genet. — 2008. — Vol. 118, № 1. — P. 177-183.

14. PCR analysis of x- and y-type genes present at the complex Glu-A1 locus in durum and bread wheat / D. Laflandra [et al.] // Theor Appl Genet. — 1997. — Vol. 94. — P. 235-240.

15. Schwarz, G. Development and validation of a PCR-based marker assay for negative selection of the HMW glutenin allele Glu-B1-1d (Bx-6) in wheat / G. Schwarz, F.G. Felsenstein, G. Wenzel // Theor Appl Genet. — 2004. — Vol. 109, № 5. — P. 1064-1069.

16. Evolutionary origin of the segmental duplication encompassing the wheat GLU-B1 locus encoding the overexpressed Bx7 (Bx7OE) high molecular weight glutenin subunit. / R. Ragu-pathy [et al.] // Theor Appl Genet. — 2008. — Vol. 116. — P. 283-296.

17. Y-type gene specific markers for enhanced discrimination of high-molecular weight glu-tenin alleles at the Glu-B1 locus in hexaploid wheat / Z.S. Lei [et al.] // Journal of Cereal Science. — 2006. — Vol. 43. — P. 94-101.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

18. The relationship between HMW glutenin subunit composition and the bread-making quality of British-grown wheat varieties / P.I. Payne

[et al.] // Journal of the Science of Food and Agriculture. — 1987. — Vol. 40. — P. 51-65.

19. Rogers, W.J. The HMW glutenin subunit and gliadin compositions of German-Grown wheat varieties and their relationship with bread-making quality / W.J. Rogers, P.I. Payne, K. Harinder // Plant Breeding. — 1989. — Vol. 103. — P. 89-100.

20. "Perfect" markers for the Rht-B1b and Rht-D1b dwarfing genes in wheat / H. Ellis [et al.] // Theor. Appl. Genet. — 2002. — Vol. 105, № 6, 7. — P. 1038-1042.

21. Genetic analysis of the dwarfing gene (Rht8) in wheat. Part I. Molecular mapping of Rht8 on short arm of chromosome 2D of bread wheat (Triticum aestivum L.) / V. Korzun [et al.] // Theor. Appl. Genet. — 1998. — Vol. 96, № 8. — P. 1104-1109.

22. Wheat grain hardness results from highly conserved mutations in the friabilin components puroindoline a and b / M.J. Giroux, C.F. Morris // Proc Natl Acad Sci U S A. — 1998. — Vol. 95, № 11. — P. 6262-6266.

23. Lillemo, M. A leucine to proline mutation in puroindoline b is frequently present in hard wheats from Northern Europe / M.A. Lillemo, C.F. Morris // Theor Appl Genet. — 2000. — Vol. 100. — P. 1100-1107.

24. Tester, M. Breeding technologies to increase crop production in a changing world / M. Tester, P. Langridge // Science. — 2010. — Vol. 327, № 5967. — P. 818-822.

25. Pyramiding genes/QTL for crop improvement using marker-aided selection (MAS) / P.K. Gupta // Search for new genes. — 2007. — P. 145-171.

26. Gupta, P.K Marker-assisted wheat breeding: present status and future possibilities / P.K. Gupta, P. Langridge, R.R. Mir // Mol Breeding. — 2010. — Vol. 26. — P. 145-161.

27. Cox, T.S. Leaf rust-resistance genes, Lr41, Lr42 and Lr43 transferred from Triticum taus-chii to common wheat. / T.S. Cox, W.J. Raupp, B.S. Gill // Crop Sci. — 1994. — Vol. 34, № 339-343.

28. Development and validation of molecular markers linked to an Aegilops umbellulata-de-rived leaf-rust-resistance gene, Lr9, for marker-assisted selection in bread wheat / S.K. Gupta [et al.] // Genome. — 2005. — Vol. 48, № 5. — P. 823-830.

29. Marker-assisted selection for leaf rust resistance genes Lr19 and Lr24 in wheat (Triticum aestivum L.) / R. Singh [et al.] // J Appl Genet. — 2004. — Vol. 45, № 4. — P. 399-403.

30. Nocente, F. Evaluation of leaf rust resistance genes Lr1, Lr9, Lr24, Lr47 and their introgression into common wheat cultivars by marker-assisted selection / F. Nocente, L. Gazza, M. Pasquini // Euphytica. — 2007. — Vol. 155. — P. 329-336.

31. Molecular marker-facilitated pyramiding of different genes for powdery mildew resistance in wheat / J. Liu [et al.] // Plant Breed. — 2000. — Vol. 119. — P. 21-24.

32. Wang, X.Y. Pyramiding and markeras-sisted selection for powdery mildew resistance genes in common wheat / X.Y. Wang, P.D. Chen, S.Z. Zhang // Acta Genet Sin. — 2001. — Vol. 28. — P. 640-646.

33. Identification of RAPD markers for 11 Hessian fly resistance genes in wheat / I. Dwei-

kat [et al.] // Theor Appl Genet. — 1997. — Vol. 94. — P. 419-423.

34. Tamburic-Ilincic, L. Fusarium ratings in Ontario Winter Wheat Performance Trial (OW-WPT) using an index that combines fusarium head blight symptoms and deoxynivalenol levels / L. Tamburic-Ilincic, D. Falk, A. Schaafs-ma // Czech J Genet Plant Breed. — 2011. — Vol. 47. — P. 115-122.

35. DNA marker analysis for pyramiding of Fusarium head blight (FHB) resistance QTLs from different germplasm / J.R. Shi [et al.] // Genetica. — 2008. — Vol. 133. — P. 77-84.

36. Phenotypic and marker-assisted evaluation of spring and winter wheat germplasm for resistance to Fusarium head blight / A. Badea [et al.] // Euphytica. — 2008. — Vol. 164. — P. 803-819.

37. Marker-assisted pyramiding of eight QTLs/ genes for seven different traits in common wheat (Triticum aestivum L.) / S. Tyagi [et al.] // Mol Breeding. — 2014. — Vol. 34. — P. 167-175.

A.A. Famina, T.M. Dmitrieva, O.Yu. Urbanovich

USE OF MOLECULAR MARKERS IN WINTER WHEAT (TRITICUM AESTIVUM L.) BREEDING TO ISOLATE THE SAMPLES PROSPECTIVE BY THEIR ALLELIC COMPOSITION OF GENES THAT DETERMINE THE BREAD-MAKING QUALITY OF GRAIN

AND THE HEIGHT OF PLANTS

Institute of Genetics and Cytology of NASB Minsk, 220072, the Republic of Belarus

The allelic composition of genes determining grain quality (Glu-A1, Glu-B1 and Glu-D1, as well as Pina-D1 and Pinb-D1) and plant height (Rht^l, Rht-D1 and Rht8) in the collection of 79 varieties and 70 lines of winter wheat was investigated. 43 varieties and 5 lines with the high bread-making quality of grain (9-10 quality index) and simultaneously carrying the Rht-B1b, Rht-D1b and Rht8c alleles of dwarf genes that lead to a decrease in plant height were identified. All the samples studied are hard wheats and carry various Pinb-D1 gene mutations in their genomes.

Key words: winter wheat, grain hardness, glutenins, stem dwarfing, bread-making quality of grain.

Дата поступления статьи: 30 января 2019 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.