Наследование признаков длины зерновки риса в F1-F2 Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

БОТАНИКА, РАСТЕНИЕВОДСТВО

УДК 575.1:633.18

НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ ДЛИНЫ ЗЕРНОВКИ РИСА В Fi-F2

© 2006 г. В.В. Бредихин, П.И. Костылев

In the article results of a genetic research of a weevil of rice are resulted by the example of hybrids F1 and F2. The analysis of inheritance of an attribute has shown, that the parental forms had distinctions on length of a weevil from one up to three fallow of genes. It has been determined, that the average dimensions a grain dominates both above short grain, and above long weevil.

Одним из основных требований к сорту риса является качество зерна, которое характеризуется комплексом различных признаков: плёнчатостью, стекловидностью эндоперма, выходом крупы и содержанием целого ядра, содержанием белка, крахмала, амилозы и др. [1]. Качество зерна риса зависит от сортовых особенностей, природно-климатических условий, агротехники, технологии уборки и переработки на крупу. Немаловажное значение для технологии производства крупы и ее реализации имеет форма и размеры зерновки. Крупа длиннозерных сортов ценится выше.

По длине различают зерновки сверхдлинные, длинные, средние, ко -роткие [2]. По данным одних авторов, длина зерновки контролируется одной парой генов с неполным доминированием, других - двумя парами основных генов. Есть сведения и о полигенном контроле с аддитивным эффектом [3]. По результатам исследований To mar длина зерновки находится под контролем серии аллелей в локусе Gl: Gl-l > Gl-2 > gl. Генотип длинной зерновки - Gl-1 Gl-1, средней - Gl-2 Gl-2, короткой - gl gl. Размер зерновки взаимосвязан с ее формой [4].

Цель наших исследований - установление характера наследования длины зерновки риса. Необходимо выяснить, сколько генов отвечают за удлинение зерна, какой тип наследования: доминантный или рецессивный?

По нашим исследованиям степень доминирования в Fj по длине зерновки у изученных комбинаций варьировала от гибридной депрессии до сверхдоминирования (hp от -5 до 2). Один гибрид (AV-1 х Лоцман) х При-маныческий показал сверхдоминирование, остальные - неполное отрицательное доминирование -0,48, т.е. преобладало доминирование меньшей длины зерна (рис. 1). Гипотетический гетерозис колебался от -16 до 4 %, в среднем -2,3 %, истинный гетерозис от -7 до +2 %, в среднем -8,6 %.

Во втором поколении проявилось различие родительских форм (РФ) по длине зерновки - от 1 до 3 пар генов, причем наследование признака шло преимущественно по типу доминирования меньших значений, или аддитивного.

В комбинации 973/01 х Боярин кривая гибрида была почти симметричной, а ее вершина находилась между вершинами кривых РФ, что говорит об аддитивном действии генов (рис. 2).

Длина, мм 11,5

- Fi;

- 9;

4 28 13 17 3 21 2 12 35 31 11 20 5 30 24 9 19 6 33 18 16 15 14 26 27 8 22 32 10 29 1 23 25 34 7

№ комбинации

Рис. 1. Соотношение значений длины зерновки у РФ и гибридов р¡, 2002—2003 гг.

Частота,%

- 973,0;

- F2%;

- Боярин

9,8 Длина, мм

Рис. 2. Распределение частот значений длины зерновки у родителей и F2 в комбинации 973/01 х Боярин

На долю исходных РФ приходится по 25 % распределения частот гибрида. Это свидетельствует о расщеплении по фенотипу 1:2:1, т.е. моногенном различии. В комбинации Olimpiada х Вираж кривая гибрида имеет незначительную правостороннюю асимметрию (As = 0,181) и две вершины: малую и большую, которые находятся в классах, совпадающих со средними значениями РФ, расщепление - моногенное с полным доминированием короткозерности (рис. 3).

Дигенные различия наблюдались в комбинациях: Бахус х Боярин, Бахус х Хазар. При этом в комбинации Бахус х Боярин кривая имела право -стороннюю асимметрию, а ее вершина смещена в сторону вершины меньшей РФ, что свидетельствует о доминировании значений меньшего

11,0

10,5

а

10,0

9,5

9,0

5

0

7,5

7,0

родителя (рис. 4). В комбинации Бахус х Хазар кривая гибрида симметрична и находится в пределах варьирования РФ, а её вершина расположена между вершинами родителей, что говорит об аддитивном действии генов (рис. 5).

Частота, %

50 т-

40

30

20

10

- Olimpiada;

- F2 %;

- Вираж

7,0 7,3 7,7 8,0 8,4 8,7 9,1 9,4 9,8

Длина, мм

Рис. 3. Распределение частот значений длины зерновки у родителей и F2 в комбинации Olimpiada х Вираж

Частота, % 80 70 60 50 40 30 20 10 0

- Бахус;

- F2%;

- Боярин

Длина, мм

0

Рис. 4. Распределение частот значений длины зерновки у родителей и ¥2 в комбинации Бахус х Боярин

Из рис. 6 видно, что различия между РФ в комбинации Бахус х Дончак существенны и составляют 2,4 мм. Кривая гибрида имеет левостороннюю асимметрию, а её вершина расположена посередине между вершинами родителей, что говорит об аддитивном действии генов. Поскольку на долю гибрида приходилось по 1/64 частот РФ, то различия между ними соста-ляют 3 пары генов и расщепление по фенотипу 1:6:15:20:15:6:1.

В комбинации УЛЯ-271 х Вираж (рис. 7) различия между РФ также составляют 3 пары генов, но кривая гибрида имеет правостороннюю асимметрию (Лб = 0,351), а ее вершина находится вблизи вершины среднезер-

ного родителя - Виража, что свидетельствует о доминировании меньших значений признака и расщеплении по фенотипу 27:27:9:1.

Частота, %

50 40 30 20 10 0

- Бахус;

- F2%;

- Хазар

7,3 7,7

,2 8,6 9,1 9,5 9,9

10,4

Длина, мм

Рис. 5. Распределение частот значений длины зерновки у родителей и ¥2 в комбинации Бахус хХазар

Частота, %

80 70 60 50 40 30 20 10 0

- Бахус;

- Дончак

Длина, мм

Рис. 6. Распределение частот значений длины зерновки у родителей и ¥2 в комбинации Бахус х Дончак

Частота, %

60 50 40 30 20 10 0

- VAR-271;

- F2%;

- Вираж

Длина, мм

Рис. 7. Распределение частот значений длины зерновки у родителей и ¥2 в комбинации УЛЯ-271 х Вираж

F2%

В комбинации (ЛУ-1 х Лоцман) х Боярин РФ не имеют существенных различий (рис. 8), а вершина кривой гибрида совпадает с вершинами родителей, что говорит об аддитивном действии генов. Поскольку кривая гибрида вышла за пределы изменчивости РФ и выщепились трансгрессивные формы с более длинным и коротким зерном, чем у родителей, это говорит о том, что исходные формы различались по двум парам генов, которые имеют разное аллельное состояние (АЛЬЬ х ааВВ). Расщепление соответствует дигибрид-ному - 1:4:6:4:1. Сила одного аллеля составляет 0,4 мм.

Частота, %

■ - AV-1 х Лоцман;

- - F,%;

Длина, мм

Рис. 8. Распределение частот значений длины зерновки у родителей и F2 в комбинации (AV-1 х Лоцман) х Боярин

Таким образом, изученные РФ имели различия по признаку длины зерновки от одного до трех пар генов, причем наследование признака наблюдалось в основном по типу доминирования меньших значений, особенно в тех случаях, когда в скрещивании использовали среднезерные и длинно-зерные образцы. В остальных комбинациях от скрещиваний между собой короткозерных и длиннозерных образцов наблюдалось аддитивное действие генов. Следовательно, среднезерность доминирует как над коротко-зерностью, так и над длиннозерностью.

Для более полного выяснения характера наследования длины зерновки у риса необходимо проведение широких исследований с использованием диаллельных скрещиваний, контрастно различающихся по длине зерновки исходных форм. Это позволит более целенаправленно и с меньшими затратами создавать новые сорта риса с необходимыми для производства признаками.

Литература

Ляховкин А.Г. // Тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции. Л., 1977. Т. 59. Вып. 3. С. 66-68.

Chang T.T., Li С.С. // A YI. Westport, Conn. 1980. P. 87-146. Takeda K. // Newslett. 1987. Vol. 4. P. 78-79. Костылев П.И. и др. Северный рис. Ростов н/Д, 2004. С. 71-82.

Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур им. И.Г. Калиненко

7 июня 2006 г.