USE OF SYNTHETIC FORMS IN THE PRESERVATION AND EXPLOITATION OF THE GENE POOL OF WILD COMMON WHEAT RELATIVES
Abstract
The results of investigation and exploitation of the synthetic genome addition line T. miguschovae (Triticum militinae /Aegilops tauschii) and genome substitution lines Avrodes, Avrosis, Avrolata, Avrotata, Avroale, and Avrocum are reported. In the genome substitution forms, genomes of Ae. speltoides, Ae. sharonensis, Ae. umbellulata, Ae. uniaristata, Secale cereale and Agropyron glaucum are substituted for the D-genome of common wheat cultivar Avrora. The synthetic forms provide a unique genetic basis for preservation and use of the gene pool of wild relatives in wheat breeding. These forms have been used to produce secondary recombination synthetic forms (RS forms) with genome constitutions BBAADS, BBAASR and BBAASSsh. These cytologically stable introgression lines combine disease resistance and high protein content. Five common winter wheat cultivars have been developed on the base of the introgression lines obtained.
About the Authors
R. O. DavoyanRussian Federation
I. V. Bebyakina
Russian Federation
O. R. Davoyan
Russian Federation
A. N. Zinchenko
Russian Federation
E. R. Davoyan
Russian Federation
A. M. Kravchenko
Russian Federation
Y. S. Zubanova
Russian Federation
References
1. Аксельруд Д.В., Рыбалка А.И. Оригинальные агро-технологические свойства линий озимой мягкой пшеницы на основе чужеродных интрогрессий от диких и культурных сородичей // Пути повышения и стабилизации производства высококачественного зерна: Сб. тр. КНИИСХ. Краснодар, 1988. С. 30–36.
2. Давоян Р.О. Передача генов устойчивости к листовой ржавчине от Triticum militinae Zhuk. и Aegilops speltoides Tauch. в геном мягкой пшеницы через синтетические гексаплоиды Triticum miguschovae и Авродес: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Санкт-Петербург: ВИР, 1993. 24 с.
3. Давоян Р.О., Жиров Е.Г. Геномно-замещенная форма Авродес как источник устойчивости растений мягкой пшеницы к листовой ржавчине и мучнистой росе // С.-х. биология. 1995. № 1. C. 95–101.
4. Давоян Р.О., Бебякина И.В., Бессараб К.С. Получение и характеристика чужеродно-замещенных линий озимой мягкой пшеницы Аврора с хромосомами Agropyron glaucum // Эволюция научных технологий в растениеводстве: Cб. науч. тр., посвящ. 90-летию КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко. Краснодар, 2004a. Т. 3. С. 3–9.
5. Давоян Р.О., Бебякина И.В., Кекало Н.Ю. Получение и изучение замещенных по геному D линий мягкой пшеницы с хромосомами Ae. umbellulata // Наука Кубани. 2004б. № 3. Ч. I. С. 48–51.
6. Давоян Р.О., Бебякина И.В., Кекало Н.Ю. Идентификация хромосом пырея сизого (Agropyron glaucum) у замещенных линий сорта мягкой пшеницы Аврора // Наука Кубани. 2005. С. 104–107.
7. Давоян Р.О. Использование генофонда дикорастущих сородичей в улучшении пшеницы (Triticum aestivum L.): Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Краснодар, 2006. 49 с.
8. Давоян Р.О., Бебякина И.В., Давоян О.Р. и др. Передача устойчивости к болезням от диких сородичей мягкой пшеницы с использованием синтетиче ских форм // Тр. по прикл. ботан., генет. и селекции. 2009. Т. 166. С. 519–523.
9. Сечняк А.Л., Симоненко В.К. Влияние генома ржи Rcl на гомеологичную конъюгацию хромосом у гибридов Secale cereale L. с полиплоидными видами Triticum L./ Aegilops L. // Цитология и генетика. 1991. Т. 25. № 1. С. 20–23.
10. Жиров Е.Г. Геномы пшеницы: исследование и перестройка: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Киев, 1989. 36 с.
11. Щапова А.И., Кравцова Л.А. Цитогенетика пшенично-ржанных гибридов. Новосибирск: Наука, 1990. 163 с.
12. Blakeslee A.F., Avery A.G. Methods of inducing doubling of chromosomes in plants // J. Hered. 1937. V. 28. P. 393–411.
13. Bochev B. The genus Aegilops – possibilities and perspectives of utilization the breeding of high quality wheat cultivar // Proc. of 7th World Cereal Genet. And Breed. Congr. Prague, 1983. P. 237–242.
14. Feldman M. Cytogenetic and molecular approaches to alien gene transfer in wheat // Proc 7th Int. Wheat Genet. Symp. 1988. V. 1. P. 23–32.
15. Jiang J., Friebe B., Gill B.S. Recent advances in alien gene transfer in wheat // Euphytica. 1994. V. 73. P. 199–212.
16. Kerber E.R. Wheat: Reconstitution of the tetraploid component (AABB) of hexaploid // Science. 1964. V. 143. P. 242–255.
17. Kerber E.R., Dyck P.L. Inheritance in hexaploid wheat leaf rust resistance and other characters derived from Aegilops squarrosa // Can. J. Genet. Cytol. 1969. V. 11. P. 639–647.
18. Knott D.R. Transferring alien genes to wheat // Wheat and Wheat Improvement. 2nd ed. 1987. P. 462–471.
19. McIntosh R.A., Devos K.M., Dubovsky J. et al. Catalogue of gene symbols for wheat: 2005 supplement // Ann. Wheat Newslett. 2005. V. 51. P. 272–285.
20. Mello-Sampayo T. Promotion of homoelogous pairing in hybrids of T. aestivum × Ae. longissima // Genet. Iberica. 1971. V. 23. P. 1–9.
21. Miller T.E. Double alien chromosome substitution into wheat // Annu. Rep. Inst. Plant Sci. Res. John Innes Centre. Norwich. 1986. P. 67–69.
22. Mujeeb-Kasi A., Rosas V., Roldan S. Conservation of the genetic variation of Triticum tauschii (Coss.) Schmalth. (Aegilops squarrosa auct. non L.) in synthetic hexaploid wheats (T. turgidum L. s. lat. × T. tauschii; 2n = 6x = 42, AABBDD) and its potential utilization for wheat improvement // Genet. Res. Crop Evol. 1996. V. 43. P. 129–134.
23. Riley R., Kimber G. The transfer of alien genetic variation to wheat // Reports Plant Breed. Inst. Cambridge. 1966. P. 6–36.
24. Riley R., Chapman V., Johnson R. Introduction of yellow rust resistance of Aegilops comosa into wheat by genetically induced homoeologous recombination // Nature. 1968. V. 217. Nо 5126. P. 383–384.
25. Valkoun J. Wheat pre-breeding using wild progenitors // Proc. of the 6th Intern. Wheat Conf. «Wheat in a Global Environment » / Development in Plant Breeding. Dordrecht; Boston; London, 2000. V. 9. P. 699–707.
26. Sears E.R. Chromosome engineering in wheat // Stadler Symp., Univ. of Missouri, Columbia, USA. 1972. V. 4. Р. 23–28.