vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RASvavilov-305Research ArticleСтатьиArticlesГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ АНТОЦИАНОВОЙ ОКРАСКИ У РЖИGENETIC CONTROL OF ANTHOCYANIN COLORATION IN RYEВойлоковА. В.VoylokovA. V.av_voylokov@mail.ruЛыхолайА. Н.LykholayA. N.av_voylokov@mail.ruСмирновВ. Г.SmirnovV. G.av_voylokov@mail.ruСанкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и биотехнологии, Санкт-Петербург, Россия Санкт-Петербургский филиал Института общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Санкт-Петербург, РоссияРоссияSt. Petersburg State University, Department of Genetics and Biotechnology, St. Petersburg, Russia St. Petersburg Branch of the Vavilov Institute of General Genetics, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, RussiaRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет», Санкт-Петербург, РоссияРоссияSt. Petersburg State University, Department of Genetics and Biotechnology, St. Petersburg, RussiaRussian Federation201419012015184/1776783Copyright © Войлоков А.В., Лыхолай А.Н., Смирнов В.Г., 20152015Войлоков А.В., Лыхолай А.Н., Смирнов В.Г.Voylokov A.V., Lykholay A.N., Smirnov V.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/305

В статье приводятся собственные и литературные данные по генетике антоциановой окраски у ржи. Сформулировано представление о норме в отношении признаков антоциановой окраски растений ржи. При анализе изменчивости этих признаков у инбредных линий озимой ржи установлена изменчивость по проявлению антоциановой окраски на различных органах растения, которая в значительной степени подвержена влиянию среды. По этой причине гибридологический анализ проводился только для признаков с надежным качественным проявлением. Установлено, что при гомозиготном состоянии по любому из 6 рецессивных генов (vi1–vi6) антоциановая окраска у растения отсутствует. Из них только один ген vi1 локализован и картирован в хромосоме 7R. Доминантный ген фиолетовой окраски перикарпа Vs картирован в хромосоме 2R, а один из двух комплементарных генов окраски ушек R1 – в хромосоме 5R. Обсуждаются литературные данные по идентификации и локализации генов антоциановой окраски у ржи в связи с перспективами дальнейших исследований в этом направлении.

The authors present their own and literature data on the genetic control of anthocyanin coloration in rye. The concept of the norm for traits of anthocyanin coloration of rye plants is formulated. The analysis of the variability of these traits in inbred lines of winter rye revealed variability in the expression of anthocyanin color in different organs of the plant, which is largely influenced by the environment. For this reason, genetic analysis was performed only for traits with stable manifestation. Six recessive genes vi1–vi6 were identified, whose homozygous state led to the absence of anthocyanin from the whole plant. Of them, only vi1 was localized and mapped on chromosome 7R. The dominant Vs gene for purple pericarp was mapped on chromosome 2R, and one of two complementary genes for red leaf auricle R1, on chromosome 5R. Data from the literature on the identification and localization of anthocyanin coloration genes in rye are discussed in connection with the prospects for further research in this direction.

рожьантоциановая окраскаизменчивостьгенетический анализкартирование геновryeanthocyanin colorationvariabilitygenetic analysisgene mappingПрезидиум РАНReferencesАгеев Н.П. Inzucht у ржи // Изв. с.-х. акад. им. К.А. Тимирязева. 1929. Кн. 4. С. 143–175.Агеев Н.П. Inzucht у ржи // Изв. с.-х. акад. им. К.А. Тимирязева. 1929. Кн. 4. С. 143–175.Войлоков А.В. Генетическое картирование у ржи Secale cereale L.: Дис. … д-ра биол. наук. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2008. 269 с.Войлоков А.В. Генетическое картирование у ржи Secale cereale L.: Дис. … д-ра биол. наук. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2008. 269 с.Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. СПб.: ООО «Изд-во Н–Л», 2010. 720 с.Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. СПб.: ООО «Изд-во Н–Л», 2010. 720 с.Смирнов В.Г., Соснихина С.П. Генетика ржи. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. 264 с.Смирнов В.Г., Соснихина С.П. Генетика ржи. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. 264 с.Суриков И.М. Расщепление при скрещивании безантоциановой и безвосковой форм яровой ржи // Бюл. ин-та биологии АН БССР. 1960. Вып. 4. С. 179–182.Суриков И.М. Расщепление при скрещивании безантоциановой и безвосковой форм яровой ржи // Бюл. ин-та биологии АН БССР. 1960. Вып. 4. С. 179–182.Лыхолай А.Н., Владимиров И.А., Андреева Е.А., Смирнов В.Г., Войлоков А.В. Генетика безантоциановости у ржи // Генетика. 2014. Т. 50. № 10. С. 1245–1249.Лыхолай А.Н., Владимиров И.А., Андреева Е.А., Смирнов В.Г., Войлоков А.В. Генетика безантоциановости у ржи // Генетика. 2014. Т. 50. № 10. С. 1245–1249.Федоров В.С. Генетика ржи (Secale cereale L.). Ксении // Исследования по генетике. Изд-во ЛГУ, 1961. Вып. 1. С. 116–121.Федоров В.С. Генетика ржи (Secale cereale L.). Ксении // Исследования по генетике. Изд-во ЛГУ, 1961. Вып. 1. С. 116–121.Федоров В.С. Генетика ржи (Secale cereale L.). Наследование антоциановой окраски, воскового налета и ветвистоколосости у ржи // Исследования по генетике. Изд-во ЛГУ. 1964. Вып. 2. С. 100–110.Федоров В.С. Генетика ржи (Secale cereale L.). Наследование антоциановой окраски, воскового налета и ветвистоколосости у ржи // Исследования по генетике. Изд-во ЛГУ. 1964. Вып. 2. С. 100–110.Федоров В.С., Смирнов В.Г. Генетика ржи (Secale cereale L.). Сообщ. IV. К генетике антоциановой окраски // Генетика. 1967. Т. 3. С. 94–102.Федоров В.С., Смирнов В.Г. Генетика ржи (Secale cereale L.). Сообщ. IV. К генетике антоциановой окраски // Генетика. 1967. Т. 3. С. 94–102.Хлёсткина Е.К. Гены, детерминирующие окраску различных органов пшеницы // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2012. Т. 16. С. 202–216.Хлёсткина Е.К. Гены, детерминирующие окраску различных органов пшеницы // Вавилов. журн. генет. и селекции. 2012. Т. 16. С. 202–216.Bowerman P.A., Ramirez M.V., Price M.B., Helm R.F., Winkel B.S.J. Analysis of T-DNA alleles of fl avonoid biosynthesis genes in Arabidopsis ecotype Columbia // BMC Res. Notes. 2012. V. 5. P. 485–493.Bowerman P.A., Ramirez M.V., Price M.B., Helm R.F., Winkel B.S.J. Analysis of T-DNA alleles of fl avonoid biosynthesis genes in Arabidopsis ecotype Columbia // BMC Res. Notes. 2012. V. 5. P. 485–493.Brink R.A. Paramutation at the R locus in maize plants trisomic for chromosome 10* // Genetics. 1959. V. 45. P. 819–827.Brink R.A. Paramutation at the R locus in maize plants trisomic for chromosome 10* // Genetics. 1959. V. 45. P. 819–827.Dedio W., Hill R.D., Evans L.E. Anthocyanins in the pericarp and coleoptiles of purple-seeded rye // Can. J. Plant Sci. 1972. V. 52. P. 981–983.Dedio W., Hill R.D., Evans L.E. Anthocyanins in the pericarp and coleoptiles of purple-seeded rye // Can. J. Plant Sci. 1972. V. 52. P. 981–983.Dumon A.G. Een geval van dominant en recessief bruin bij Secale cereale // Agricultura. 1938. V. 41. P. 190–196.Dumon A.G. Een geval van dominant en recessief bruin bij Secale cereale // Agricultura. 1938. V. 41. P. 190–196.Dumon A.G. Contribution à la génétique et à l´amélioration du seigle (Secale cereale L.) // Agricultura (Louvain). 1947. V. 45. P. 213–223.Dumon A.G. Contribution à la génétique et à l´amélioration du seigle (Secale cereale L.) // Agricultura (Louvain). 1947. V. 45. P. 213–223.Emerson R.A. A fi fth pair of factors, Aa, for aleurone color in maize, and its relation to Cc and Rr pairs // Cornell Univ. Agric. Esp. Sta. Memoir. 1918. V. 16. P. 231–289.Emerson R.A. A fi fth pair of factors, Aa, for aleurone color in maize, and its relation to Cc and Rr pairs // Cornell Univ. Agric. Esp. Sta. Memoir. 1918. V. 16. P. 231–289.Ferrer J.L., Austin M.B., Stewart C., Noel J.Р. Structure and function of enzymes involved in the biosynthesis of phenylpropanoids // Plant Physiol. Biochem. 2008. V. 46. P. 356–370.Ferrer J.L., Austin M.B., Stewart C., Noel J.Р. Structure and function of enzymes involved in the biosynthesis of phenylpropanoids // Plant Physiol. Biochem. 2008. V. 46. P. 356–370.Jende-Strid B. Genetic control of fl avonoid biosynthesis in barley // Hereditas. 1993. V. 119. P. 187–204.Jende-Strid B. Genetic control of fl avonoid biosynthesis in barley // Hereditas. 1993. V. 119. P. 187–204.Hermsen J.G. Basic information for the use of primary trisomics in genetic and breeding research // Euphytica. 1970. V. 19. P. 125–140.Hermsen J.G. Basic information for the use of primary trisomics in genetic and breeding research // Euphytica. 1970. V. 19. P. 125–140.Holton T.A., Cornish E.C. Genetics and biochemistry of anthocyanin biosynthesis // Plant Cell. 1995. V. 7. P. 1071–1083.Holton T.A., Cornish E.C. Genetics and biochemistry of anthocyanin biosynthesis // Plant Cell. 1995. V. 7. P. 1071–1083.Kempton J.H. Inheritance of spotted aleurone color in hybrids of chinese maize // Genetics. 1919. V. 4. Р. 261–274.Kempton J.H. Inheritance of spotted aleurone color in hybrids of chinese maize // Genetics. 1919. V. 4. Р. 261–274.Khlestkina E.K., Tereshchenko O.Y., Salina E.A. Anthocyanin biosynthesis genes location and expression in wheat-rye hybrids // Mol. Genet. Genom. 2009. V. 282. P. 475–485.Khlestkina E.K., Tereshchenko O.Y., Salina E.A. Anthocyanin biosynthesis genes location and expression in wheat-rye hybrids // Mol. Genet. Genom. 2009. V. 282. P. 475–485.Kong J.-M., Chia L.-S., Goh N.-K. et al. Analysis and biological activities of anthocyanins // Phytochemistry. 2003. V. 64. P. 923–933.Kong J.-M., Chia L.-S., Goh N.-K. et al. Analysis and biological activities of anthocyanins // Phytochemistry. 2003. V. 64. P. 923–933.Martis M.M., Zhou R., Haseneyer G., Stein N. et al. Reticulate evolution of the rye genome // Plant Cell. 2013. V. 25. P. 3685–3698.Martis M.M., Zhou R., Haseneyer G., Stein N. et al. Reticulate evolution of the rye genome // Plant Cell. 2013. V. 25. P. 3685–3698.McIntosh R.A., Yamazaki Y., Dubcovsky J. et al. Catalogue of gene symbols for wheat. 2008. available at http://www.grs.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/McIntosh R.A., Yamazaki Y., Dubcovsky J. et al. Catalogue of gene symbols for wheat. 2008. available at http://www.grs.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/Melz G. Bieträge zur Genetic des Roggens (Secale cereale L.): Diss. B. AdL der DDR. Berlin, 1988. 173 p.Melz G. Bieträge zur Genetic des Roggens (Secale cereale L.): Diss. B. AdL der DDR. Berlin, 1988. 173 p.Melz G., Thiele V. Chomosome locations of genes controlling «purple leaf base» in rye and wheat // Euphytica. 1990. V. 49. P. 155–159.Melz G., Thiele V. Chomosome locations of genes controlling «purple leaf base» in rye and wheat // Euphytica. 1990. V. 49. P. 155–159.Miller T.E. The homoeologous relationship between the chromosomes of rye and wheat. Current status // Can. J. Genet. Cytol. 1984. V. 26. P. 578–89.Miller T.E. The homoeologous relationship between the chromosomes of rye and wheat. Current status // Can. J. Genet. Cytol. 1984. V. 26. P. 578–89.Napoli C., Lemieux C., Jorgensen R. Introduction of a chimeric chalcone synthase gene into petunia results in reversible co-suppression of homologous genes in trans // Plant Cell. 1990. V. 2. P. 279–289.Napoli C., Lemieux C., Jorgensen R. Introduction of a chimeric chalcone synthase gene into petunia results in reversible co-suppression of homologous genes in trans // Plant Cell. 1990. V. 2. P. 279–289.Rümker K. Etude sur le coloris des grains chez le seigle // IVe Cong. Gėnėt. Paris, 1911. P. 332–335.Rümker K. Etude sur le coloris des grains chez le seigle // IVe Cong. Gėnėt. Paris, 1911. P. 332–335.Treboux O. Beobachtungen über vererbung von kornfarbe und anthocyan beim roggen // Z. Pfl anzenzücht. 1925. V. X. P. 288–291.Treboux O. Beobachtungen über vererbung von kornfarbe und anthocyan beim roggen // Z. Pfl anzenzücht. 1925. V. X. P. 288–291.Tschermak E. Über Züchtung neuer Getreiderassen mittels künstlicher Kreuzung. II. Kreuzungsstudien am Roggen // Zeitschrift für das landwirtschaftliche Versuchswesen in Österreich. 1906. V. 9. P. 699–743.Tschermak E. Über Züchtung neuer Getreiderassen mittels künstlicher Kreuzung. II. Kreuzungsstudien am Roggen // Zeitschrift für das landwirtschaftliche Versuchswesen in Österreich. 1906. V. 9. P. 699–743.Vries de J.N., Sybenga J. Chromosomal location of 17 monogenically inherited morphological markers in rye (Secale cereale L.) using the translocation tester set // Z. Pfl anzenzücht. 1984. V. 92. P. 117–139.Vries de J.N., Sybenga J. Chromosomal location of 17 monogenically inherited morphological markers in rye (Secale cereale L.) using the translocation tester set // Z. Pfl anzenzücht. 1984. V. 92. P. 117–139.Watkins R., White W.J. The inheritance of anthocyanins in rye (Secale cereale L.) // Can. J. Genet. Cytol. 1964. V. 6. P. 403–410.Watkins R., White W.J. The inheritance of anthocyanins in rye (Secale cereale L.) // Can. J. Genet. Cytol. 1964. V. 6. P. 403–410.Winkel-Shirley B. Flavonoid biosynthesis. Colorful model for genetics, biochemistry, cell biology, and biotechnology // Plant Physiol. 2001. V. 126. P. 485–493.Winkel-Shirley B. Flavonoid biosynthesis. Colorful model for genetics, biochemistry, cell biology, and biotechnology // Plant Physiol. 2001. V. 126. P. 485–493.

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