Интрогрессивные линии мягкой пшеницы с генетическим материалом Agropyron glaucum

Пырей сизый Agropyron glaucum (Desf. ex DC) Roem. & Schult является ценным источником генов устойчивости к болезням, морозостойкости, выносливости к засолению. Для передачи генетического материала от этого вида мягкой пшенице был использован 76-хромосомный нестабильный амфидиплоид, объединяющий в себе геномы А и В мягкой пшеницы сорта Аврора, часть (6) хромосом генома D этого сорта и полный набор хромосом Ag. glaucum (2n = 42). Получен большой
набор интрогрессивных линий мягкой пшеницы сорта Аврора, различающихся по комплексу морфо-биологических признаков. Для эффективного использования полученных линий в селекции проводятся цитологический и молекулярно-генетический анализы, оценка по устойчивости к болезням и качеству зерна. 

В данной статье рассмотрены результаты исследования 25 ранее не изученных интрогрессивных линий мягкой пшеницы с генетическим материалом Ag. glaucum. Определено, что за исключением линии Д43 все остальные в МI мейоза формируют 21 бивалент. В линиях Д3, Д21 и Д23 генетический материал Ag. glaucum представлен в виде транслокационного сегмента, а в линии Д7, Д43 и Д49 – в виде замещенных хромосом и предположительно транслокаций. У 18 линий замещена одна пара хромосом пшеницы. Для идентификации транслокаций и замещенных хромосом был проведен микросателлитный анализ с использованием специфичных к хромосомам D-генома маркеров. Интрогрессии затронули все хромосомы генома D, за исключением 3D и 4D. Исследуемые линии различаются
по содержанию белка и клейковины, качеству клейковины и общей хлебопекарной оценке. Изучение спектров глиадина выявило изменение формулы глиадина у 7 из 12 линий
по сравнению с сортом-реципиентом Аврора. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о генетическом разнообразии и ценности исследуемых интрогрессивных линий для селекции мягкой пшеницы. 

1. Аксельруд Д.В., Рыбалка А.И. Оригинальные агротехнологические свойства линий озимой мягкой пшеницы на основе чужеродных интрогрессий от диких и культурных сородичей. Пути повышения и стабилизации производства высококачественного зерна: Сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. Краснодар, 2002:34-37.

2. Вакар Б.А. Цитология пшенично-пырейных гибридов. Омск: Омское областное изд-во, 1935.

3. 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: Сб. науч. тр., посвящ. 90-летию КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко. Краснодар, 2004; 3:3-9.

4. Давоян Р.О., Бебякина И.В., Кекало Н.Ю. Идентификация хромосом пырея сизого (Agropiron glaucum) у замещенных линий сорта мягкой пшеницы Аврора. Наука Кубани. 2005;4: 104-107.

5. Давоян Р.О., Бебякина И.В., Давоян О.Р., Зинченко А.Н., Давоян Э.Р., Кравченко А.М., Зубанова Ю.С. Синтетические формы как основа для сохранения и использования генофонда диких сородичей мягкой пшеницы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012;16(1):44-51.

6. Давоян О.Р. Изучение интрогрессивных линий Triticum aestivum L. для использования в селекции мягкой пшеницы: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Краснодар, 2012.

7. Жиров Е.Г., Терновская Т.К. Геномная инженерия у пшеницы. Вестн. с.-х. науки. 1984;10:58-66.

8. Лайкова Л.И., Белан И.А., Бадаева Е.Д., Россеева Л.П., Шепелев С.С. Создание и изучение сорта яровой мягкой пшеницы «Памяти Майстренко» с интрогрессией генетического материала от синтетического гексаплоида Triticum timopheevii Zhuk. × Aegilops tauchii Coss. Генетика. 2013;49(1):103-112.

9. Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах-членах СЭВ. Прага, 1988.

10. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1988.

11. Пересыпкин В.Ф. Болезни зерновых культур. М.: Колос, 1979: 122-124.

12. Пшеничникова Т.М., Ермакова М.Ф., Попова Р.К. Технологические качества зерна и муки мягкой пшеницы в линиях с межсортовым замещением хромосом 1 и 6 гомеологичных групп. С.-х. биология. 2006;1:57-62.

13. Тимонова Е.М., Леонова И.Н., Белан И.А., Россеева Л.П., Салина Е.А. Влияние отдельных участков хромосом Triticum timopheevii на формирование устойчивости к болезням и количественные признаки мягкой пшеницы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012;16(1):142-159.

14. Созинов А.А., Попереля Ф.А. Методика вертикального дискового электрофореза в крахмальном геле и генетический принцип классификации глиадинов. Одесса, 1978.

15. Хижняк В.А. Формообразование у пшенично-пырейных гибридов. Изд. АН СССР. 1938:597-626.

16. Цицин Н.В. Что дает скрещивание пшеницы с пыреем. М.: Сельхозиздат, 1937.

17. Bochev B. The genus Aegilops – possibilities and perspectives of utilization the breeding of high quality wheat cultivar. Proc. of 7th World Cereal Genet. аnd Breed. Congr. Prague, 1983:237-242.

18. Brevis J.C., Chicaiza O., Khan I.A., Jackson L., Morris C.F., Dubcovsky J. Agronomic and quality evaluation of common wheat near-isogenic lines carrying the leaf rust resistance gene LR 47. Crop Sci. 2008;48:1441-1451.

19. Dyсk P.L., Fiebe B. Evaluation of leaf rust resistance from wheat chromosomal translocation lines. Crop Sci. 1993;33:687-690.

20. Gasner G., Straib U.W. Weitere Untersuchungen uber die Spezialisierung sverhaltnissedes Gelbrostes Puccinia glumarum (Schm.) Erikss. u. Henn. Arb. Boil. Reichsanstalt. 1934;21:121-145.

21. Friebe B., Zeller F.J., Mukai Y., Forster B.R., Bartos P., McIntosh R.N. Characterization of rust-resistant wheatAgropyron intermedium derivatives by C-banding, in situ hybridization and isozyme analysis. Theor. Appl. Genet. 1992;83:775-782.

22. Friebe B., Jiang J., Raupp W.J., McIntosh R.A., Gill B.S. Characterization of wheat-alien translocations conferring resistance to diseases and pests: current status. Euphytica. 1996;91:59-87.

23. Jauhar P.P., Peterson T.S. Thinopyrum and Lophopyrum as a sources of genes for wheat improvement. Cereal Res. Commun. 1996;24: 15-21.

24. Knott D.R. The effect of transfers of alien genes for leaf rust resistance on the agronomic and quality characteristics of wheat. Euphytica. 1989;44:65-72.

25. Li H., Wang X. Thinopyrum ponticum and Th. intermedium: the promising source of resistance to fungal and viral diseases of wheat. J. Genet. Genom. 2009;36:557-565.

26. Mains E.B., Jakson H.S. Physiologic specialization in leaf rust of wheat, Puccinia triticina Erikss. Phytopatology. 1926;16:89-120.

27. Mansur L.M., Qualset C.O., Kasarda D.D. Effects of «Cheyenne» chromosomes on milling and baking quality in «Chinese Spring» wheat in relation to glutenin and gliadin storage proteins. Crop Sci. 1990;30:593-602.

28. McGuire P.E., Dvorak J. High salt-tolerance potential in wheat grasses. Crop Sci. 1981;21(5):497-500.

29. McIntosh R.A., Devos K.M., Dubcovsky J., Rogers W.J., Morris C.F., Appels R., Anderson O.D. Catalogue of gene symbols for wheat: 2005 supplement. Ann. Wheat Newslet. 2005;51:272-285.

30. McIntosh R.A., Dubcovsky J., Rogers W.J., Morris C., Appels R., Xia X. Catalogue of gene symbols for wheat: 2009 supplement. Ann. Wheat Newslet. 2009;55:256-278.

31. Payne P.I., Holt L.M., Lawrence G.J. The genetics of gliadinis and glutenins, the major storage proteins of the wheat endosperm. Plant Foods Human Nutr. 1982;31:229-241.

32. Pestsova E., Ganal M.W., Roder M.S. Isolation and mapping of microsatellite markers specific for the D genome of bread wheat. Genome. 2000;43:689-697.

33. Worland A.J., Law C.N., Hollins T.W., Kabner R.M.D., Guira A. Location of a gene for resistance to eyesot (Pseudocercosporella herpotrichoides) on chromosome 7D of bread wheat. Plant Breeding. 1988;101(1):43-51.

34. Zeller F.J., Fuchs E. Cytologie und Krankheitsresistenz einer 1A/1R-und mehrerer 1B/1R-Weizen-Roggen-Translokatiossorten. Z. Pflanzenzucht. 1983;90(4):285-296.

35. Zeven A.C., Waninge J. The degree of similarly or backross lines of Triticum aestivum cultivars Manitou and Neepawa with Aegilops speltoides accessions as donor. Euphytica. 1986;35:677-685.