ВЛИЯНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ХРОМОСОМ TRITICUM TIMOPHEEVII НА ФОРМИРОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ К БОЛЕЗНЯМ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Проведена оценка влияния фрагментов интрогрессии Triticum timopheevii Zhuk. (2n = 28, AtAtGG) и их комбинаций на устойчивость к бурой и стеблевой ржавчине, мучнистой росе и ряду количественных признаков у 15 интрогрессивных линий мягкой пшеницы. Анализ интрогрессивных линий молекулярно-генетическими и цитологическими методами продемонстрировал эффективность комплексного использования различных типов маркеров для детальной характеристики гибридных форм и выявления различных транслокаций и замещений. Оценка линий по устойчивости к грибным болезням показала, что линии, содержащие в геноме интрогрессивный фрагмент хромосомы 5G, являются полностью устойчивыми к популяциям бурой ржавчины Западной Сибири и стеблевой ржавчины, типичной для Омской области. Линии 3862-5 и 3862-15, содержащие в геноме фрагмент длинного плеча хромосомы 2G, были устойчивыми к популяции стеблевой ржавчины Западной Сибири. Интрогрессивные линии были изучены по ряду количественных признаков. У всех изученных линий не отмечено негативного влияния чужеродного материала на урожайность и другие количественные признаки, что позволяет их использовать в селекции в качестве доноров устойчивости к грибным заболеваниям. Кроме того, установлено положительное влияние фрагментов хромосомы 2G T. timopheevii на признак озерненности колоса.

1. Леонова И.Н., Родер М.С., Будашкина Е.Б. и др. Молекулярный анализ устойчивых к бурой ржавчине интрогрессивных линий, полученных при скрещивании гексаплоидной пшеницы Triticum aestivum с тетраплоидной пшеницей Triticum timopheevii // Генетика. 2002. Т. 38. № 12. C. 1648-1655.

2. Леонова И.Н., Родер М.С., Калинина Н.П. и др. Генетический анализ и локализация локусов, контролирующих устойчивость интрогрессивных линий Triticum aestivum × Triticum timopheevii к листовой ржавчине // Генетика. 2008. Т. 44. № 12. C. 1652-1659.

3. Салина Е.А., Егорова Е.М., Адонина И.Г. и др. ДНК-маркеры для генотипирования линий мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) с генетическим материалом Aegilops speltoides Tausch и Triticum timopheevii Zhuk. // Информ. вестник ВОГиС. 2008. Т. 12. № 4. C. 620-628.

4. Badaeva E.D., Badaev N.S., Gill B.S. et al. Intraspecifi c karyotype divergence in Triticum araraticum // Plant Syst. Evol. 1994. V. 192. P. 117-145.

5. Badaeva E.D., Budashkina E.B., Badaev N.S. et al. General features of chromosome substitutoins in Triticum aestivum × T. timopheevii hybrids // Theor. Appl. Genet. 1991. V. 82. P. 227-232.

6. Bariana H.S., Hayden M.J., Ahmed N.U. et al. Mapping of durable adult plant and seedling resistances to stripe rust and stem rust diseases in wheat // Aust. J. Agric. Res. 2001. V. 52. P. 1247-1255.

7. Bedbrook J.R., Jones J., O’Dell M. et al. A molecular description of telomeric heterochromatin in Secale species // Cell. 1980. V. 19. P. 545-560.

8. Brevis J.C., Chicaiza O., Khan I.A. et al. Agronomic and quality evaluation of common wheat near-isogenic lines carrying the leaf rust resistance gene Lr47 // Crop Sci. 2008. V. 48. P. 1441-1451.

9. Brown, J.K.M. Yield penalties of disease resistance in crops // Curr. Opin. Plant Biol. 2002. V. 5. P. 339-344.

10. Budashkina E.B., Kalinina N.P. Development and genetic analysis of common wheat introgressive lines resistant to leaf rust // Acta Phytopathol. Entomol. 2001. 36. Р. 61-65.

11. Dyck P.L., Friebe B. Evaluation of leaf rust resistance from wheat chromosomal translocation lines // Crop Sci. 1993. V. 33. P. 687-690.

12. Egorova E., Leonova I., Budashkina E. et al. Application of marker assisted selection for transferring resistance genes from Triticum timopheevii to bread wheat // Proc. of the 20th Intern. Conf. on ITMI/2nd WGC Joint Workshop, 1-5 September 2010. Beijing, China. P. 78.

13. Friebe B., Yiang J., Raupp W.J. et al. Characterization of wheat-alien translocations conferring resistance to diseasesand pests: current status // Euphytica. 1996. V. 91. P. 59-87.

14. Ganal M.W., Röder M.S. Microsatellite and SNP markers in wheat breeding // Genomics-assisted crop improvement / Eds R.K. Varshney, R. Tuberosa. Springer, N.Y., 2007. P. 124.

15. Hayden M., Good G., Sharp P.J. Sequence tagged microsatellite profi ling (STMP): improved isolation of DNA sequence fl anking target SSRs // Nucl. Acids Res. 2002. V. 30. P. 129-133.

16. Järve K., Peusha H.O., Tsymbalova J. et al. Chromosomal location of a Triticum timopheevii-derived powdery mildew resistance gene transferred to common wheat // Genome. 2000. V. 43. P. 377-381.

17. Ji J.H., Qin B., Wang H.Y. et al. STS markers for powdery mildew resistance gene Pm6 in wheat // Euphytica. 2008. V. 163. P. 159-165.

18. Jiang J., Gill B.S. Sequential chromosome banding and in situ hybridization analysis // Genome. 1993. V. 36. P. 792-795.

19. Jiang J., Gill B.S. Different species-specifi c chromosome translocations in Triticum timopheevii and T. turgidum support the diphyletic origin of polyploidy wheats // Chrom. Res. 1994. V. 2. P. 59-64.

20. Jin Y., Szabo L.J. Detection of virulence to resistance gene Sr36 within the TTKS race lineage of Puccinia graminis f. sp. Tritici // Plant Disease. 2009. V. 93. Nо 4. P. 367-370.

21. Jin Y., Singh R.P. Resistance in US wheat to recent Eastern African isolates of Puccinia graminis f. sp tritici with virulence to resistance gene Sr31 // Plant Dis. 2006. V. 90. P. 476-480.

22. Jorgensen J.H., Jensen C.J. Gene Pm6 for resistance to powdery mildew in wheat // Euphytica. 1973. V. 22. P. 4-23.

23. Kjær B., Jensen H.P., Jensen J. et al. Associations between three mlo powdery mildew resistance genes and agronomic traits in barley // Euphytica. 1990. V. 46. P. 185-193.

24. Knott D.R. Translocations involving Triticum chromosomes and Agropyron chromosomes carrying leaf rust resistance // Can. J. Genet. Cytol. 1968. V. 10. P. 695-696.

25. Kumlay A.M., Baenziger P.S., Gill K.S. et al. Understanding the effect of rye chromatin in bread wheat // Crop Sci. 2003. V. 43. Nо 5. P. 1643-1651.

26. Labuschagne M.T., Pretorius Z.A., Grobbelaar B. The infl uence of leaf rust resistance genes Lr29, Lr34, Lr35 and Lr37 on breadmaking quality in wheat // Euphytica. 2002. V. 124. P. 65-70.

27. Leonova I.N., Budashkina E.B., Flath K. et al. Microsatellite mapping of a leaf rust resistance gene transferred to common wheat to Triticum timopheevii // Cereal Res. Commun. 2010. 38. P. 212219.

28. Liu Y., Liu D., Zhang H. et al. Allelic variation, sequence determination and microsatellite screening at the XGWM261 locus in Chinese hexaploid wheat (Triticum aestivum) varieties // Euphytica. 2005. V. 145. P. 103-112.

29. Maghirang E.B., Lookhart G.L., Bean S.R. et al. Comparison of quality characteristics and breadmaking functionality of hard red winter and hard red spring wheat // Cereal Chem. 2006. V. 83. P. 520-528.

30. Mains E.B., Jackson H.S. Physiological specialization in the leaf rust of wheat, Puccinia triticina Erikss // Phytopathology. 1926. V. 16. P. 89-120.

31. Maxwell J.J., Lyerly J.H., Cowger C. et al. MlAG12: a Triticum timopheevii derived powdery mildew resistance gene in common wheat on chromosome 7AL // Theor. Appl. Genet. 2009. V. 119. P. 1489-1495.

32. McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes. CSIRO Publ., Collingwood, Australia, 1995.

33. McIntosh R.A., Yamazaki Y., Dubcovsky J. et al. Catalogue of Gene Symbols for Wheat // www.grs.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes. 2008.

34. Mebrate S.A., Oerke E.C., Dehne H.W. et al. Mapping of the leaf rust resistance gene Lr38 on wheat chromosome arm 6DL using SSR markers // Euphytica. 2008. V. 162. P. 457-466.

35. Ortelli, S., Winzeler H., Winzeler M. et al. Leaf rust resistance gene Lr9 and winter wheat yield reduction: I.

36. Yield and yield components // Crop Sci. 1996. V. 36. P. 1590-1595.

37. Perugini L.D., Murphy J.P., Marshall D. et al. Pm37, a new broadly effective powdery mildew resistance gene from Triticum timopheevii // Theor. Appl. Genet. 2008. V. 116. P. 417-425.

38. Peterson R.F., Campbell A.B., Hannah A.E. A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals // Can. J. Res. (Section C). 1948. 26. P. 496-500.

39. Plaschke J., Ganal M.W., Rцder M.S. Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers // Theor. Appl. Genet. 1995. V. 91. P. 1001-1007.

40. Qi L., Friebe B., Zhang P. et al. Homoeologous recombination, chromosome engineering and crop improvement // Chromosome Res. 2007. V. 15. P. 3-19.

41. Roelfs A.P., Singh R.P., Saari E.E. Rust diseases of wheat: concepts and methods of disease management, CIMMYT Mexico, 1992. P. 45.

42. Saari E.E., Prescott J.M. A scale for appraising the foliar intensity of wheat diseases // Plant Dis. Rep. 1975. V. 59. P. 377-380.

43. Salina E.A., Leonova I.N., Efremova T.T. et al. Wheat genome structure: translocations during the course of polyploidization // Funct. Integr. Genomics. 2006a. V. 6. P. 71-80.

44. Salina E.A., Lim K.Y., Badaeva E.D. et al. Phylogenetic reconstruction of Aegilops section Sitopsis and the evolution of tandem repeats in the diploids and derived wheat polyploids // Genome. 2006b. V. 49. P. 1023-1035.

45. Singh R.P., Huerta-Espino J., Rajaram S. et al. Agronomic effects from chromosome translocations 7DL.7Ag and 1BL.1RS in spring wheat // Crop Sci. 1998. V. 38. P. 27-33.

46. Sourdille P., Singh S., Cadalen T. et al. Microsatellite-based deletion bin system for the establishment of genetic-physical map relationships in wheat (Triticum aestivum L.) // Funct. Integr. Genomics. 2004. V. 4. P. 12-25.

47. Tao W., Liu D., Liu J. et al. Genetic mapping of the powdery mildew resistance gene Pm6 in wheat by RFLP analysis // Theor. Appl. Genet. 2000. V. 100. P. 564-556.

48. Tsilo T.J., Jin Y., Anderson J.A. Diagnostic microsatellite markers for the detection of stem rust resistance gene Sr36 in diverse genetic backgrounds of wheat // Crop Sci. 2008. V. 48. P. 253-261.

49. Uhrin A., Lбng L., Bedх Z. Comparison of PCR-based DNA markers for using different Lr19 and Lr24 leaf rust resistance wheat sources // Cereal Res. Commun. 2008. V. 36. Nо 4. P. 533-541.

50. Yamamori M. An N-band marker for gene Lrl8 for resistance to leaf rust in wheat // Theor. Appl. Genet. 1994. V. 89. P. 643-646.

51. Zeven A.C., Knott D.R., Johnson R. Investigation of linkage drag in near isogenic lines of wheat by testing for seedling reaction to races of stem rust, leaf rust and yellow rust // Euphytica. 1983. V. 32. P. 319-327.

52. Zhang L.Y., Bernard M., Leroy P. et al. High transferability of bread wheat EST-derived SSRs to other cereals // Theor. Appl. Genet. 2005. V. 111. P. 677-687.