ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЛЕЛЬ-СПЕЦИФИЧНЫХ МАРКЕРОВ ГЕНОВ PPD И VRN ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ВЕГЕТАЦИОННОГО ПЕРИОДА СОРТОВ ЯЧМЕНЯ

У 91 сорта ярового ячменя, допущенного к использованию на территории России и Беларуси, с помощью аллель-специфичных молекулярных маркеров проанализировано аллельное состояние генов Vrn-H1, Vrn-H2, Vrn-H3, Ppd-H1 и Ppd-H2. В полевом эксперименте произведена оценка сроков выколашивания у сортов этой же выборки в условиях северо-запада России. Показано, что сорта ячменя, имеющие доминантный аллель гена Ppd-H1, достоверно опережают другие генотипы по скорости развития (колошению) и являются более скороспелыми при возделывании в условиях длинного светового дня. Среди изученного в данном эксперименте отечественного сортимента ячменей носители доминантного аллеля Ppd-H1 составили всего 9 %. Аллели генов Vrn также оказывают достоверное влияние на продолжительность периода «всходы–колошение» изученных сортов. Среди генотипов, несущих одинаковые аллели генов Ppd-H1 и Ppd-H2, носители аллельной комбинации Vrn-H1vrn-H2Vrn-H3 переходят к колошению достоверно раньше генотипов с другим сочетанием аллелей генов Vrn. Использование аллель-специфичных маркеров генов Ppd и Vrn может значительно упростить отбор на скороспелость и ускорить селекцию сортов на этот признак.

1. Батакова О.Б. Исходный материал для селекции ярового ячменя в условиях европейского Севера РФ: Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. СПб., 2011.

2. Глуховцев В.В. Роль сорта в проблеме повышения урожайности и качества зерна в условиях Среднего Поволжья // Резервы повышения эффективности агропромышленного производства: Матер. регион. науч.-практ. конф. Уфа, 2004. С. 122–124.

3. Гуляев Г.В. Скороспелые сорта зерновых культур – важнейший резерв в борьбе с засухой // Селекция и семеноводство. 1999. № 2/3. С. 10–17.

4. Лукьяненко П.П. Избранные труды. М.: Агропромиздат, 1990. С. 125–126.

5. Сортовые ресурсы зернофуражных культур Нечерноземной зоны России (каталог) / Под ред. Г.А. Баталовой, Н.Н. Зезина. Екатеринбург: ГНУ Уральский НИИСХ, 2010.

6. Casao M.C., Karsai I., Igartua E. et al. Adaptation of barley to mild winters: A role for PPDH2 // BMC Plant Biology. 2011. V. 11. P. 164–177.

7. Cockram J., Jones H., Leigh F.J. et al. Control of fl owering time in temperate cereals: genes, domestication, and sustainable productivity // J. Exp. Bot. 2007. V. 58. P. 1231–1244.

8. Cockram J., Norris C., O'Sullivan D.M. PCR-based markers diagnostic for spring and winter seasonal growth habit in barley // Crop. Sci. 2009. V. 49. P. 403–410.

9. Corbesier L., Vincent C., Jang S. et al. FT protein movement contributes to long-distance signaling in fl oral induction of Arabidopsis // Science. 2007. V. 316. P. 1030–1033.

10. Distelfeld A., Li C., Dubcovsky J. Regulation of fl owering in temperate cereals // Curr. Opin. Plant Biol. 2009. V. 12. P. 178–184.

11. Dubcovsky J., Chen C., Yan L. Molecular characterization of the allelic variation at the VRN-H2 vernalization locus in barley // Mol. Breed. 2005. V. 15. P. 395–407.

12. Faure S., Higgins J., Turner A. et al. The FLOWERING LOCUS T-like gene family in barley (Hordeum vulgare) // Genetics. 2007. V. 176. P. 599–609.

13. Jaeger K.E., Wigge P.A. FT protein acts as a long-range signal in Arabidopsis // Curr. Biol. 2007. V. 17. P. 1050–1054.

14. Jones H., Leigh F.J., Mackay I. et al. Population based resequencing reveals that the fl owering time adaptation of cultivated barley originated east of the fertile crescent // Mol. Biol. Evol. 2008. V. 25. No. 10. P. 2211–2219.

15. Karsai I., Szucs P., Meszaros K. et al. The Vrn-H2 locus is a major determinant of fl owering time in a facultative winter growth habit barley (Hordeum vulgare L.) mapping population // Theor. Appl. Genet. 2005. V. 110. P. 1458–1466.

16. Kikuchi R., Kawahigashi H., Ando T. et al. Molecular and functional characterization of PEBP genes in barley reveal the diversifi cation of their roles in fl owering // Plant Physiol. 2009. V. 149. P. 1341–1353.

17. Laurie D.A., Pratchett N., Bezant J.H. et al. RFLP mapping of fi ve major genes and eight quantitative trait loci in a winter/ spring barley (Hordeum vulgare L.) cross // Genome. 1995. V. 38. P. 575–585.

18. Saghai-Maroof M.A., Soliman K.M., Jorgensen R.A. et al. Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: Mendelian inheritance, chromosomal location, and population dynamics // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1984. V. 81. P. 8014–8018.

19. See D., Kanazin V., Kephart K. et al. Mapping genes controlling variation in barley grain protein concentration // Crop Sci. 2002. V. 42. P. 680–685.

20. Takahashi R., Yasuda S. Genetics of earliness and growth habit in barley // Barley genetics II / Ed. R.A. Nilan. Washington State Univ. Press, Pullman, 1971. P. 388–408.

21. Trevaskis B., Bagnall D.J., Ellis M.H. et al. MADS box genes control vernalization-induced fl owering in cereals // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2003 V. 100. P. 13099–13104.

22. Turner A., Beales J., Faure S. et al. The pseudo response regulator Ppd-H1 provides adaptation to photoperiod in barley // Science. 2005. V. 310. P. 1031–1033.

23. Yan L., Fu D., Li C. et al. The wheat and barley vernalization gene VRN3 is an orthologue of FT // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. P. 19581–19586.

24. Yan L., Loukoianov A., Tranquilli G. et al. Positional cloning of the wheat vernalization gene VRN1 // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2003. V. 100. P. 6263–6268.

25. Zitzewitz J., Szucs P., Dubcovsky J. et al. Molecular and structural characterization of barley vernalization genes // Plant Mol. Biol. 2005. V. 59. P. 449–467.