Вид дикорастущей пшеницы Aegilops columnaris Zhuk. представляет собой потенциальный источник новых генов, важных для улучшения хозяйственно ценных признаков пшеницы. До настоящего времени он не использовался в селекционных программах. В работе методами С-окрашивания хромосом и электрофореза запасных белков зерна мягкой пшеницы – глиадинов – проанализированы 17 линий Triticum aestivum L. × Aegilops columnaris Zhuk. с замещениями по хромосомам 1-й и 6-й гомеологических групп. Глиадин за счет высокого полиморфизма позволил идентифицировать чужеродный генетический материал. Для всех исследованных линий анализ электрофоретических спектров глиадина подтвердил замещение хромосом 6А, 6D или 1D мягкой пшеницы на гомеологические хромосомы эгилопса Ae. columnaris Zhuk., относящиеся к Uс или Xсгеномам. Замещение проявлялось в исчезновении продуктов экспрессии глиадинкодирующих генов на хромосомах 6А, 6D или 1D с одновременным появлением продуктов экспрессии генов, локализованных на чужеродных для пшеницы хромосомах Uс или Xс-геномов. Таким образом, показана функциональная активность эгилопсных хромосом в чужеродном для них пшеничном геноме. Отсутствие экспрессии чужеродных глиадинкодирующих генов у линий с делецией длинного плеча хромосомы 6Хс позволило выдвинуть гипотезу о перемещении глиадинкодирующего локуса из короткого плеча (что характерно для всех известных видов пшеницы) в длинное. Перемещение глиадинкодирующего локуса, вероятно, связано с крупной видоспецифической перицентрической инверсией – цитогенетический анализ показал существенные различия ортологичных хромосом 6-й группы Х-генома по морфологии. В то же время хромосома 1D, независимо от потери части длинного плеча и объединения с негомологичной хромосомой другого генома (4ВL), полноценно функционирует. Для эгилопса показан «блочный» характер наследования компонентов глиадина, что свидетельствует о сходстве организационной структуры глиадинкодирующих локусов у представителей этих родов. Определение генетического контроля разных полипептидов электрофоретического спектра эгилопса позволило разработать маркеры для идентификации хромосом 1Xс, 6Xс и 6Uс Ae. columnaris.
Using chromosome C-banding and electrophoresis of grain storage proteins, gliadins, 17 Triticum aestivumAegilops columnaris lines with substitutions of chromosomes of homoeologous groups 1 and 6 were examined. Based on their high polymorphism, gliadins were used to identify alien genetic material. For all of the lines examined, electrophoretic analysis of gliadin spectra confirmed substitution of wheat chromosomes 6A, 6D or 1D for the homoeologous Aegilops chromosomes of genomes Uс or Xс. The substitution manifested in the disappearance of the products of gliadin-coding genes on chromosomes 6A, 6D or 1D with the simultaneous appearance of the products of genes localized on alien chromosomes of genomes Uс or Xс. Thus, Aegilops chromosomes were shown to be functionally active in the alien wheat genome. The absence of alien genes expression in the lines carrying a long arm deletion in chromosome 6Xc suggested that the gliadin-coding locus moved from the short chromosome arm (its characteristic position in all known wheat species) to the long one. This is probably associated with a large species-specific pericentric inversion. In spite of losing a part of its long arm and combination with a non-homologous chromosome of a different genome (4BL), chromosome 1D was fully functioning. For Aegilops, the block type of gliadin components inheritance was shown, indicating similarity in the structural organization of gliadin-coding loci in these genera. Based on determining genetic control of various polypeptides in the electrophoretic aegilops spectrum, markers to identify Ae. columnaris chromosomes 1Xс, 6Xс and 6Uс were constructed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.