ВЛИЯНИЕ ЧУЖЕРОДНЫХ ИНТРОГРЕССИЙ В ГЕНОМЕ ПШЕНИЦЫ НА ЕЕ УСТОЙЧИВОСТЬ К ОСМОТИЧЕСКОМУ СТРЕССУ

Одним из основных факторов внешней среды, лимитирующих рост и урожайность растений, является засуха. В настоящее время с целью улучшения комплексной устойчивости мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) широко применяется создание новых форм пшеницы с использованием интрогрессии генов от других видов злаков.

Цель настоящей работы состояла в установлении влияния чужеродного генетического материала (от Aegilops speltoides, Ae. tauschii и T. timopheevii) на устойчивость проростков пшеницы к осмотическому стрессу. Косвенная оценка засухоустойчивости с помощью создания искусственного дефицита влаги в лабораторных условиях позволила выявить различную степень влияния чужеродного генетического материала. В частности, показано, что транслокация T6BS·6BL-6SL от Ae. speltoides в геноме мягкой пшеницы положительно влияла на засухоустойчивость родительской линии Родина-1, а интрогрессия от T. timopheevii в хромосоме 2А наоборот снижала устойчивость исходного сорта Саратовская 29. На примере транслокации T5BS·5BL-5SL установлено, что один и тот же чужеродный фрагмент, интрогрессированный в разные исходные сорта пшеницы, может по-разному влиять на устойчивость пшеницы к осмотическому стрессу в зависимости от степени засухоустойчивости исходного сорта.

1. Адонина И.Г., Сусолкина Н.В., Тимонова Е.М., Христов Ю.А., Салина Е.А. Создание линий мягкой пшеницы с транслокациями от Aegilops speltoides Tausch и их оценка на устойчивость к листовой ржавчине // Генетика. 2012. Т. 48. № 4. С. 488–494.

2. Бадаева Е.Д., Прокофьева З.Д., Билинская Е.Н. и др. Цитогенетический анализ устойчивых к бурой ржавчине и мучнистой росе гибридов, полученных от скрещивания мягкой пшеницы (Triticum aestivum L., AABBDD) c пшеницами группы Timopheevi (AtAtGG) // Генетика. 2000. Т. 36. С. 1663-1673.

3. Патент RU 2484621. Способ создания линий мягкой пшеницы, устойчивых к бурой ржавчине / Салина Е.А., Леонова И.Н., Петраш Н.В., Адонина И.Г., Щербань А.Б. Опубл. 20.06.2013.

4. Удовенко Г.В. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям. Методическое руководство. Л.: ВИР, 1988. 226 с.

5. Ashraf M. Inducing drought tolerance in plants: Recent advances // Biotechnol. Adv. 2010. V. 28. P. 169–183.

6. Bálint A.F., Szira F., Börner A., Galiba G. Segregation- and association based mapping of loci infl uencing osmotic tolerance in barley // Acta Biol. Szegediensis. 2008. V. 52. P. 101–102.

7. Baloch M.J., Dunwell J., Khakwani A.A., Dennet M., Jatoi W.A., Channa S.A. Assessment of wheat cultivars for drought tolerance via osmotic stress imposed at early seedling growth stages // J. Agric. Res. 2012. V. 50. P. 299–310.

8. Bartels D., Sunkar R. Drought and salt tolerance in plants // Crit. Rev. Plant Sci. 2005. V. 24. P. 23–58.

9. Bohnert H.J., Nelson D.E., Jensen R.G. Adaptations to environmental stresses // Plant Cell. 1995. V. 7. P. 1099–1111.

10. Budak H., Kantar M., Yucebilgili Kurtoglu K. Drought tolerance in modern and wild wheat // Sci. World J. 2013. V. 2013. Article number 548246.

11. Chaves M.M., Maroco J.P., Pereira J.S. Understanding plant responses to drought – from genes to the whole plant // Funct. Plant Biol. 2003. V. 30. P. 239–264.

12. Farshadfar E., Mohammadi R., Farshadfar M., Dabiri S. Relationships and repeatability of drought tolerance indices in wheat-rye disomic addition lines // Aust. J. Crop Sci. 2013. V. 7. P. 130–138.

13. Feldman M., Sears E.R. The wild gene resources of wheat // Sci. Am. 1981. 244. P. 102–112.

14. Fleury D., Jefferies S., Kuchel H., Langridge P. Genetic and genomic tools to improve drought tolerance in wheat // J. Exp. Bot. 2010. V. 61. P. 3211–3222.

15. Leonova I.N., Budashkina E.B., Kalinina N.P., Röder M.S., Börner A., Salina E.A. Triticum aestivum-Triticum

16. timopheevii introgression lines as a source of pathogen resistance genes // Czech J. Genet. Plant Breed. 2011. V. 47. P. S49–S55.

17. McFadden E.S., Sears E.R. The genome approach in radical wheat breeding // J. Am. Soc. Agron. 1947. V. 39. P. 1011–1026.

18. McIntosh R.A., Yamazaki Y., Dubcovsky J., Rogers J., Morris C., Appels R., Xia X.C. Catalogue of gene symbols for wheat, Yokohama, Japan, 2013. 197 p.

19. Mir R.R., Zaman-Allah M., Sreenivasulu N., Trethowan R., Varshney R.K. Integrated genomics, physiology and breeding approaches for improving drought tolerance in crops // Theor. Appl. Genet. 2012. V. 125. P. 625–645.

20. Money N.P. Osmotic pressure of aqueous polyethylene glycols // Plant Physiol. 1989. V. 91. P. 766–769.

21. Ogbonnaya F.C., Abdalla O., Mujeeb-Kazi A., Kazi A.G., Xu S.S., Gosman N., Lagudah E.S., Bonnett D., Sorrells M.E., Tsujimoto H. Synthetic hexaploids: Harnessing species of the primary gene pool for wheat improvement // Plant Breed. Rev. 2013. V. 37. P. 35–122.

22. Osipova S.V., Permyakov A.V., Permyakova M.D., Davydov V.A., Pshenichnikova T.A., Börner A. Tolerance of prolonged drought among a set of bread wheat chromosome substituion lines // Cereal Res. Commun. 2011. V. 39. P. 343–351.

23. Osipova S.V., Permyakov A.V., Permyakova M.D., Pshenichnikova T.A., Genaev M.A., Börner A. The antioxidant enzymes activity in leaves of inter-varietal substitution lines of wheat (Triticum aestivum L.) with different tolerance to soil water defi cit // Acta Physiol. Plant. 2013. V. 35. P. 2455–2465.

24. Salina E.A., Petrash N.V., Timonova E.M., Adonina I.G. Markers-assisted indentifi cation of a new leaf rust resistance gene from Aegilops speltoides // Abstr. оf the 12th Intern. Wheat Genet. Symp. Japan, September 8–14, 2013. P. 170.

25. Schneider A., Molnar I., Molnar-Lang M. Utilization of Aegilops (goatgrass) species to widen the genetic diversity of cultivated wheat // Euphytica. 2008. V. 163. P. 1–19.

26. Simon-Sarkadi L., Galiba G. Refl ection of environmental stresses on the amino acid composition of wheat // Perjodica Polytechnica Ser. Chem. Eng. 1996. V. 40. P. 79–86.

27. Singh H., Johnson R., Seth D. Genes for race-specific resistance to yellow rust (Puccinia striiformis) in Indian wheat cultivars // Plant Pathol. 1990 V. 39. P. 424–433.

28. Timonova E.M., Leonova I.N., Röder M.S., Salina E. Markerassisted development and characterization of a set of Triticum aestivum lines carrying different introgressions from the T. timopheevii genome // Mol. Breed. 2013. V. 31. P. 123–136.

29. Todorovska E., Christov N., Slavov S., Christova P., Vassilev D. Biotic stress resistance in wheat – breeding and genomic selection implications // Biotechnol. Biotech. Eq. 2009. V. 23. P. 1417–1426.

30. Wang W., Vinocur B., Altman A. Plant responses to drought, salinity and extreme temperatures: Towards genetic engineering for stress tolerance // Planta. 2003. V. 218. P. 1–14.