ИЗУЧЕНИЕ АЛЛЕЛЬНОГО СОСТАВА ГЕНОВ VRN-1 И PPD-1 У РАННЕСПЕЛЫХ И СРЕДНЕРАННИХ СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ СИБИРИ

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.

1. Вавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции // Теоретические основы селекции растений. М.; Л.: Сельхозгиз, 1935. Т. 1. С. 17–94.

2. 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.

3. 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.

4. Зыкин В.А., Шаманин В.П., Белан И.А. Экология пшеницы. Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2000. 124 с.

5. Кумаков В.А. Физиология яровой пшеницы. М.: Колос, 1980. 207 с.

6. Леонтьев С.И. Основные параметры моделей сортов яровой пшеницы интенсивного типа для степи и южной лесостепи Западной Сибири. Омск: ОмСХИ, 1980. 85. С. 139.

7. Мережко А.Ф. Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале // Методические указания. СПб.: ВИР, 1999. 82 с.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. Стельмах А.Ф. О генетической природе типичных двуручек мягкой пшеницы // С.-х. биология. 1986. № 2. С. 22–30.

13. Стельмах А.Ф. Роль генетических систем в онтогенетической адаптации мягкой пшеницы // Экологическая генетика и эволюция. Кишинев, 1987. С. 146–161.

14. Фляксбергер К.А. Пшеницы. М.; Л.: ОГИЗ, 1938. 269 с.

15. 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.

16. Distelfeld A., Li C., Dubcovsky J. Regulation of flowering in temperate cereals // Curr. Opin. Plant Biol. 2009. V. 12. P. 1–7.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. 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.

27. Stelmakh A.F. Geographic distribution of Vrn genes in landraces and improved varieties of spring bread wheat // Euphytica. 1990. V. 45. Р. 113–118.

28. Stelmakh A.F. Genetic effects of Vrn genes on heading date and agronomic traits in bread wheat // Euphytica. 1993. V. 65. P. 53–60.

29. Worland A.J. The infl uence of fl owering time genes on environmental adaptability in European wheats // Euphytica. 1996. V. 89. P. 49–57.

30. 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.

31. 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.