vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RASvavilov-296Research ArticleСтатьиArticlesИЗУЧЕНИЕ АЛЛЕЛЬНОГО СОСТАВА ГЕНОВ VRN-1 И PPD-1 У РАННЕСПЕЛЫХ И СРЕДНЕРАННИХ СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ СИБИРИANALYSIS OF THE ALLELIC VARIATION OF THE VRN-1 AND PPD-1 GENES IN SIBERIAN EARLY AND MEDIUM EARLY VARIETIES OF SPRING WHEATЛихенкоИ. Е.LikhenkoI. E.salina@bionet.nsc.ruСтасюкА. И.StasyukA. I.ЩербаньА. Б.Shcherban’A. B.ЗыряноваА. Ф.ZyryanovaA. F.salina@bionet.nsc.ruЛихенкоН. И.LikhenkoN. I.salina@bionet.nsc.ruСалинаЕ. А.SalinaE. A.salina@bionet.nsc.ruГНУ Сибирский научно-исследовательский институт растениеводства и селекции Россельхозакадемии, Краснообск, РоссияРоссияSiberian Research Institute of Plant Industry and Breeding, Krasnoobsk, RussiaRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, РоссияРоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk, RussiaRussian FederationГНУ Сибирский научно-исследовательский институт растениеводства и селекции Россельхозакадемии, Краснообск, Россия Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, РоссияРоссияSiberian Research Institute of Plant Industry and Breeding, Krasnoobsk, Russia Institute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk, RussiaRussian Federation201419012015184/1691703Copyright © Лихенко И.Е., Стасюк А.И., Щербань А.Б., Зырянова А.Ф., Лихенко Н.И., Салина Е.А., 20152015Лихенко И.Е., Стасюк А.И., Щербань А.Б., Зырянова А.Ф., Лихенко Н.И., Салина Е.А.Likhenko I.E., Stasyuk A.I., Shcherban’ A.B., Zyryanova A.F., Likhenko N.I., Salina E.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/296

Комбинация аллелей генов Vrn-A1, Vrn-B1, Vrn-D1, Ppd-D1, Ppd-B1 анализировалась с использованием аллель-специфичных праймеров у 48 раннеспелых и среднеранних сортов яровой мягкой пшеницы из различных селекционных центров Сибири. По Vrn-1 и Ppd-1 генам выявлено 6 гаплотипов, включая 2 наиболее распространенных с двумя доминантными генами, Vrn-A1 и Vrn-B1, на фоне рецессивных генов Ppd-D1b, обусловливающих чувствительность к фотопериоду. Доминантный аллель Ppd-D1a встречается очень редко и был описан в сочетании с доминантными генами Vrn-A1 и Vrn-B1 только у одного сорта (Тулун 15), который является наиболее скороспелым из всех проанализированных сортов. Внутри каждого гаплотипа выявлена значительная вариабельность по продолжительности вегетации, что предполагает сильное влияние «генетического фона» на данный признак. Полученные результаты могут быть использованы в маркер-опосредованной селекции для отбора генотипов, наиболее оптимальных для тех или иных условий возделывания.

Combinations of alleles of the Vrn-A1, Vrn-B1, Vrn-D1, Ppd-D1, and Ppd-B1 genes were analyzed with allele-specific primers in 48 spring wheat varieties from different breeding centers in Siberia. Six haplotypes were identified for Vrn-1 genes, including two most abundant with two dominant genes Vrn-A1 and Vrn-B1 against the background of recessive Ppd-D1b genes, which cause sensitivity to photoperiod. Only one variety (Tulun 15) was found to bear the photoperiod-neutral Ppd-D1a allele, combined with the dominant Vrn-A1 and Vrn-B1 alleles. It showed the earliest ripening of all accessions examined. Within each haplotype, a considerable variability was found in growing duration, suggesting a strong influence of the “genetic background” on this trait. Nevertheless, the results can be used for marker-assisted selection of genotypes most appropriate for different growing conditions.

аллели генов Ppd и Vrnвегетационный периодфотопериодсортмягкая пшеницаalleles of Vrn and Ppd genestime of vegetationphotoperiodvarietycommon wheatбюджетный проект VI.53.1.5ReferencesВавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции // Теоретические основы селекции растений. М.; Л.: Сельхозгиз, 1935. Т. 1. С. 17–94.Вавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции // Теоретические основы селекции растений. М.; Л.: Сельхозгиз, 1935. Т. 1. С. 17–94.Воронин А.Н., Стельмах А.Ф. Этапы органогенеза у почти изогенных по локусам Vrn1_3 линий мягкой пшеницы // Науч.-техн. бюл. ВСГИ. 1985. № 1(55). С. 19–23.Воронин А.Н., Стельмах А.Ф. Этапы органогенеза у почти изогенных по локусам Vrn1_3 линий мягкой пшеницы // Науч.-техн. бюл. ВСГИ. 1985. № 1(55). С. 19–23.Емцева М.В., Ефремова Т.Т., Арбузова В.С. Влияние аллелей Vrn_B1a и Vrn_B1c на продолжительность фаз развития замещенных и изогенных линий мягкой пшеницы // Генетика. 2013. Т. 49. № 5. С. 632–640.Емцева М.В., Ефремова Т.Т., Арбузова В.С. Влияние аллелей Vrn_B1a и Vrn_B1c на продолжительность фаз развития замещенных и изогенных линий мягкой пшеницы // Генетика. 2013. Т. 49. № 5. С. 632–640.Зыкин В.А., Шаманин В.П., Белан И.А. Экология пшеницы. Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2000. 124 с.Зыкин В.А., Шаманин В.П., Белан И.А. Экология пшеницы. Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2000. 124 с.Кумаков В.А. Физиология яровой пшеницы. М.: Колос, 1980. 207 с.Кумаков В.А. Физиология яровой пшеницы. М.: Колос, 1980. 207 с.Леонтьев С.И. Основные параметры моделей сортов яровой пшеницы интенсивного типа для степи и южной лесостепи Западной Сибири. Омск: ОмСХИ, 1980. 85. С. 139.Леонтьев С.И. Основные параметры моделей сортов яровой пшеницы интенсивного типа для степи и южной лесостепи Западной Сибири. Омск: ОмСХИ, 1980. 85. С. 139.Мережко А.Ф. Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале // Методические указания. СПб.: ВИР, 1999. 82 с.Мережко А.Ф. Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале // Методические указания. СПб.: ВИР, 1999. 82 с.Моисеева Е.А., Гончаров Н.П. Генетический контроль ярового типа развития у стародавних и местных сортов мягкой пшеницы Сибири // Генетика. 2007. Т. 43. № 4. С. 469–476.Моисеева Е.А., Гончаров Н.П. Генетический контроль ярового типа развития у стародавних и местных сортов мягкой пшеницы Сибири // Генетика. 2007. Т. 43. № 4. С. 469–476.Потокина Е.К., Кошкин В.А., Алексеева Е.А., Матвиенко И.И., Филобок В.А., Беспалова Л.А. Комбинация аллелей генов Ppd и Vrn определяет сроки колошения у сортов мягкой пшеницы // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2012. Т. 16. P. 77–86.Потокина Е.К., Кошкин В.А., Алексеева Е.А., Матвиенко И.И., Филобок В.А., Беспалова Л.А. Комбинация аллелей генов Ppd и Vrn определяет сроки колошения у сортов мягкой пшеницы // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2012. Т. 16. P. 77–86.Руденко М.И. К вопросу селекционного использования твердой пшеницы в районах Юго-Востока // Тр. по прикл. ботан., генет. и селекции. 1960. Т. 32. Вып. 2. С. 227–247.Руденко М.И. К вопросу селекционного использования твердой пшеницы в районах Юго-Востока // Тр. по прикл. ботан., генет. и селекции. 1960. Т. 32. Вып. 2. С. 227–247.Стельмах А.Ф. Изучение генетики типа и скорости развития мягких пшениц во ВСГИ // Генетико-цитологические аспекты селекции сельскохозяйственных растений: Cб. науч. тр. Oдесса, 1984. С. 5–15.Стельмах А.Ф. Изучение генетики типа и скорости развития мягких пшениц во ВСГИ // Генетико-цитологические аспекты селекции сельскохозяйственных растений: Cб. науч. тр. Oдесса, 1984. С. 5–15.Стельмах А.Ф. О генетической природе типичных двуручек мягкой пшеницы // С.-х. биология. 1986. № 2. С. 22–30.Стельмах А.Ф. О генетической природе типичных двуручек мягкой пшеницы // С.-х. биология. 1986. № 2. С. 22–30.Стельмах А.Ф. Роль генетических систем в онтогенетической адаптации мягкой пшеницы // Экологическая генетика и эволюция. Кишинев, 1987. С. 146–161.Стельмах А.Ф. Роль генетических систем в онтогенетической адаптации мягкой пшеницы // Экологическая генетика и эволюция. Кишинев, 1987. С. 146–161.Фляксбергер К.А. Пшеницы. М.; Л.: ОГИЗ, 1938. 269 с.Фляксбергер К.А. Пшеницы. М.; Л.: ОГИЗ, 1938. 269 с.Beales J., Turner A., Griffi ths S., Snape J.W., Laurie D.A. A pseudo-response regulator is misexpressed in the photoperiod insensitive Ppd-D1a mutant of wheat (Triticum aestivum L.) // Theor. Appl. Genet. 2007. V. 115. Nо. 5. P. 721–733.Beales J., Turner A., Griffi ths S., Snape J.W., Laurie D.A. A pseudo-response regulator is misexpressed in the photoperiod insensitive Ppd-D1a mutant of wheat (Triticum aestivum L.) // Theor. Appl. Genet. 2007. V. 115. Nо. 5. P. 721–733.Distelfeld A., Li C., Dubcovsky J. Regulation of flowering in temperate cereals // Curr. Opin. Plant Biol. 2009. V. 12. P. 1–7.Distelfeld A., Li C., Dubcovsky J. Regulation of flowering in temperate cereals // Curr. Opin. Plant Biol. 2009. V. 12. P. 1–7.Gomeza D., Vanzettia L., Helgueraa M., Lombardoa L., Fraschinaa J., Miralles D.J. Effect of Vrn-1, Ppd-1 genes and earliness per se on heading time in Argentinean bread wheat cultivars // Field Crops Res. 2014. V. 158. P. 73–81.Gomeza D., Vanzettia L., Helgueraa M., Lombardoa L., Fraschinaa J., Miralles D.J. Effect of Vrn-1, Ppd-1 genes and earliness per se on heading time in Argentinean bread wheat cultivars // Field Crops Res. 2014. V. 158. P. 73–81.Fu D., Szucs P., Yan L., Helguera M., Skinner J.S., Zitzewits J.V., Hayes P.M., Dubcovsky J. Large deletions within the first intron in VRN-1 are associated with spring growth habit in barley and wheat // Mol. Genet. Genom. 2005. V. 273. P. 54–65.Fu D., Szucs P., Yan L., Helguera M., Skinner J.S., Zitzewits J.V., Hayes P.M., Dubcovsky J. Large deletions within the first intron in VRN-1 are associated with spring growth habit in barley and wheat // Mol. Genet. Genom. 2005. V. 273. P. 54–65.Iqbal M., Shahzad A., Ahmed I. Allelic variation at the Vrn-A1, Vrn-B1, Vrn-D1, Vrn-B3 and Ppd-D1a loci of Pakistani spring wheat cultivars // Electron. J. Biotechnol. 2010. V. 14. P. 1–8.Iqbal M., Shahzad A., Ahmed I. Allelic variation at the Vrn-A1, Vrn-B1, Vrn-D1, Vrn-B3 and Ppd-D1a loci of Pakistani spring wheat cultivars // Electron. J. Biotechnol. 2010. V. 14. P. 1–8.Kosner J., Pankova K. Chromosome substitutions with dominant loci Vrn_1 and their effect on developmental stages of wheat // Czech J. Genet. Plant Breed. 2004. V. 40. No. 2. P. 37–44.Kosner J., Pankova K. Chromosome substitutions with dominant loci Vrn_1 and their effect on developmental stages of wheat // Czech J. Genet. Plant Breed. 2004. V. 40. No. 2. P. 37–44.Kumar S., Sharma V., Chaudhary S., Tyagi A., Mishra P., Priyadarshini A., Singh A. Genetics of fl owering time in bread wheat Triticum aestivum: complementary interaction between vernalization-insensitive and photoperiodinsensitive mutations imparts very early flowering habit to spring wheat // J. Genet. 2012. V. 91. No. 1. P. 33–47.Kumar S., Sharma V., Chaudhary S., Tyagi A., Mishra P., Priyadarshini A., Singh A. Genetics of fl owering time in bread wheat Triticum aestivum: complementary interaction between vernalization-insensitive and photoperiodinsensitive mutations imparts very early flowering habit to spring wheat // J. Genet. 2012. V. 91. No. 1. P. 33–47.Nishida H., Yoshida T., Kawakami K. et al. Structural variation in the 5’upstream region of photoperiod insensitive alleles Ppd-A1a and Ppd-B1a identifi ed in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.), and their effect on heading time // Mol. Breeding. 2013. V. 31. No. 1. P. 27–37.Nishida H., Yoshida T., Kawakami K. et al. Structural variation in the 5’upstream region of photoperiod insensitive alleles Ppd-A1a and Ppd-B1a identifi ed in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.), and their effect on heading time // Mol. Breeding. 2013. V. 31. No. 1. P. 27–37.Scarth R., Law C.N. The control of day length response in wheat by the group 2 chromosomes // Z. Pfl anzenzücht. 1984. Bd. 92. S. 140–150.Scarth R., Law C.N. The control of day length response in wheat by the group 2 chromosomes // Z. Pfl anzenzücht. 1984. Bd. 92. S. 140–150.Shcherban A.B., Efremova T.T., Salina E.A. Identification of a new Vrn-B1 allele using two near-isogenic wheat lines with difference in heading time // Mol. Breeding. 2012а. V. 29. No. 3. P. 675–685.Shcherban A.B., Efremova T.T., Salina E.A. Identification of a new Vrn-B1 allele using two near-isogenic wheat lines with difference in heading time // Mol. Breeding. 2012а. V. 29. No. 3. P. 675–685.Shcherban A.B., Emtseva M.V., Efremova T.T. Molecular genetical characterization of vernalization genes Vrn-A1, Vrn-B1 and Vrn-D1 in spring wheat germplasm from Russia and adjacent regions // Cereal Res. Commun. 2012b. V. 40. P. 54–65.Shcherban A.B., Emtseva M.V., Efremova T.T. Molecular genetical characterization of vernalization genes Vrn-A1, Vrn-B1 and Vrn-D1 in spring wheat germplasm from Russia and adjacent regions // Cereal Res. Commun. 2012b. V. 40. P. 54–65.Shcherban A.B., Boerner A., Salina E.A. Effect of VRN-1 and PPD-D1 genes on heading time in European bread wheat cultivars // Plant Breeding. 2014. doi:10.1111/pbr.12223.Shcherban A.B., Boerner A., Salina E.A. Effect of VRN-1 and PPD-D1 genes on heading time in European bread wheat cultivars // Plant Breeding. 2014. doi:10.1111/pbr.12223.Stelmakh A.F. Geographic distribution of Vrn genes in landraces and improved varieties of spring bread wheat // Euphytica. 1990. V. 45. Р. 113–118.Stelmakh A.F. Geographic distribution of Vrn genes in landraces and improved varieties of spring bread wheat // Euphytica. 1990. V. 45. Р. 113–118.Stelmakh A.F. Genetic effects of Vrn genes on heading date and agronomic traits in bread wheat // Euphytica. 1993. V. 65. P. 53–60.Stelmakh A.F. Genetic effects of Vrn genes on heading date and agronomic traits in bread wheat // Euphytica. 1993. V. 65. P. 53–60.Worland A.J. The infl uence of fl owering time genes on environmental adaptability in European wheats // Euphytica. 1996. V. 89. P. 49–57.Worland A.J. The infl uence of fl owering time genes on environmental adaptability in European wheats // Euphytica. 1996. V. 89. P. 49–57.Worland A.J., Börner A., Korzun V., Li M.W., Petrovic S., Sayers E.J. The infl uence of photoperiod genes on the adaptability of European winter wheat // Euphytica. 1998. V. 100. P. 385–394.Worland A.J., Börner A., Korzun V., Li M.W., Petrovic S., Sayers E.J. The infl uence of photoperiod genes on the adaptability of European winter wheat // Euphytica. 1998. V. 100. P. 385–394.Yan L., Helguera M., Kato K., Fukuyama S., Sherman J., Dubcovsky J. Allelic variation at the VRN-1 promoter region in polyploid wheat // Theor. Appl. Genet. 2004. V. 109. P. 1677–1686.Yan L., Helguera M., Kato K., Fukuyama S., Sherman J., Dubcovsky J. Allelic variation at the VRN-1 promoter region in polyploid wheat // Theor. Appl. Genet. 2004. V. 109. P. 1677–1686.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.