Изучение межфазного периода «всходы–колошение» у исходных родительских форм и гибридов тритикале с разными генами Vrn

Разнообразие тритикале по генам Vrn, влияющим на длитель­ ность межфазного периода «всходы–колошение» и общую про­ должительность вегетационного периода растений, меньше, чем у пшеницы. Для его расширения и дальнейшего применения в селекционных программах получены гибриды с использованием четырех линий октаплоидных тритикале с разными генами Vrn и двух селекционных линий озимого сорта Сирс 57.

Цель данной работы – сравнительное изучение продолжительности межфазно­ го периода «всходы–колошение» у исходных родительских форм и гибридов тритикале F3 с разным сочетанием пар доминантных генов Vrn-A1, Vrn-B1, Vrn-D1 и Vrn-D4. Показано, что по силе фено­ типического проявления комбинаций этих генов (чем короче межфазный период «всходы–колошение», тем сильнее действие генов) октаплоидные гибриды составляют следующий ряд: (VrnA1×VrnD1) ≥ (VrnB1×VrnD1) ≥ (VrnA1×VrnD4) = (VrnA1×VrnВ1) > (VrnD1×VrnD4), а гибриды октаплоидных тритикале с гексаплоид­ ными – (VrnD1×Сирс 57) > (VrnВ1×Сирс 57) ≥ (VrnD4×Сирс 57/2/4) > (VrnВ1×Цекад 90/5). По степени проявления доминантных генов гибриды от разноплоидных скрещиваний не отличались от исход­ных материнских октаплоидных форм. Сочетание двух доминант­ ных генов у гибридов (кроме комбинации VrnD1×VrnD4) в гомози­ готном или гетерозиготном состоянии в генотипе растений уко­ ротило межфазный период «всходы–колошение» по сравнению с родительскими формами, а в результате совместного действия генов VrnA1 и VrnD1 возникли растения с самым коротким меж­ фазным периодом «всходы–колошение» по сравнению со всеми изученными формами тритикале. 

1. Emtseva M.V., Stepochkin P.I. Peculiarities of the duration of the vegetation period and time of the beginning of the phases of development in octaploid and hexaploid triticale under artificial conditions of growing. Dostizheniya nauki i tekhniki APK = Achievements of Science and Technology of AIC. 2014;7:3-6. (in Russian)

2. Fedorova T.N. Problems of breeding and cytogenetics of triticale. Selskokhozyaystvennaya Biologiya = Agricultural Biology. 1983; 10:15-19. (in Russian)

3. Fu D., Szücs P., Yan L., Helguera M., Skinner J.S., von Zitzewitz J., 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. Genomics. 2005;273:54-65.

4. Goncharov N.P. Sravnitel’naya genetika pshenits i ikh sorodichey [Comparative genetics of wheat and their related species]. Novosibirsk: “Geo” Publ., 2012. (in Russian)

5. Goncharov N.P., Rigin B.V. K voprosu o chisle dominantnykh genov Vrn, opredelyayushchikh yarovoy tip razvitiya [To the question on the number of dominant Vrn genes, which determine the spring type of development]. Trudy po prikladnoi botanike, genetike i selektzii = Proceedings on Applied Botany, Genetics, and Breeding. Leningrad, 1989;128:71-74. (in Russian)

6. Košner J., Pánková K. Chromosome substitutions with dominant loci Vrn-1 and their effect on developmental stages of wheat. Czech. J. Genet. Plant Breed. 2004;2(40):37-44.

7. Kuperman F.M., Rzhanova E.I., Murashev V.V., Lvova I.N., Sedova E.A., Ahundova V.A., Shcherbina I.P. Biologiya razvitiya kul’turnykh rasteniy [The Biology of development of cultivated plants]. Moscow: Vysshaya Shkola Publ., 1982. (in Russian)

8. Mahalin M.A. Mezhrodovaya gibridizatsiya zernovykh kolosovykh kul’tur [Intergeneric hybridization of cereals]. Moscow: Nauka Publ., 1992. (in Russian)

9. Oliver S.N., Finnegan E.J., Dennis E.S., Peacock W.J., Trevaskis B. Vernalization-induced flowering in cereals is associated with changes in histone methylation at the VERNALIZATION1 gene. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009;106:8386-8391.

10. Plaschke J., Börner A., Xie D.X., Koebner R.M.D., Schlegel R., Gale M.D. RFLP mapping of genes affecting plant height and growth habit in rye. Theor. Appl. Genet. 1993;85:1049-1054.

11. Pugsley A.T. A genetic analysis of the spring-winter habit of growth in wheat. Aust. J. Agric. Res. 1971;22:21-31.

12. Rigin B.V., Svejnek S.N., Bulavka N.V. Genotipy obraztsov yarovoy myagkoy pshenitsy po genam, kontroliruyushchim tip razvitiya. [The genotypes of samples of spring soft wheat for the genes controlling the development]. Katalog mirovoy kollektsii Vsesoyuznogo instituta rastenievodstva im. N.I. Vavilova [The catalogue of world collection of the All-Union Institute of plant growing by N.I.Vavilov]. Leningrad: VIR Publ., 1985;427. (in Russian)

13. Rutts R.I., Leontiev S.I. Ozimye pshenitsy pri vesennem vyseve v usloviyakh lesostepi Omskoy oblasti [Winter wheat at spring sowing in conditions of forest-steppe of the Omsk region]. Tr. Om. SKhI [Proceed. of Omsk agricultural Institute]. 1969;67:57-67. (in Russian)

14. Shulyndin A.F. Tritikale – novaya zernovaya i kormovaya kul’tura. [Triticale – a new grain and forage crop]. Kiev: Urozhay Publ., 1981. (in Ukrainian)

15. Stelmakh A.F. Genotype of typical facultative plants of soft wheat having the loci Vrn1-3, and Ppd1-3. Nauchno-tekhnicheskiy byulleten Vsesoyuznogo selektsionno-geneticheskogo instituta = Scientific and Technological Bulletin of the All-Union Plant Breeding and Genetics Institute. Odessa, 1985;56(2):15-20. (in Ukrainian)

16. Stepochkin P.I. Formoobrazovatel’nye protsessy v populyatsiyakh tritikale [The processes of plant forms emergency in populations of triticale]. Novosibirsk: Siberian branch. The Research Institute’s of Siberian branch of RAAS, 2008. (in Russian)

17. Stepochkin P.I. Development and study of a set of triticale forms as to the Vrn genes. Sibirskiy Vestnik Selskokhozyaystvennoy Nauki = Siberian Herald of Agricultural Sciences. 2009;11:26-32. (in Russian)

18. Voronin A.N., Stelmakh A.F. Etapy organogeneza u pochti izogennykh po lokusam Vrn1-3 liniy myagkoy pshenitsy [Stages of organogenesis have nearly isogenic at the loci Vrn1-3 of soft wheat lines]. Scientific-Techn. bull. WSGI. 1985;55:19-23. (in Russian)

19. Wexelsen H. Studies on the genetic basis of spring and winter forms in diploid and tetraploid rye (Secale cereale L.). Meldinger fra Norges Landbrukshoegskole. 1969;24(48):1-15.

20. Worland A.J. The influence of flowering time genes on environmental adaptability in European wheats. Euphytica. 1996;89:49-57.

21. Yan L., Fu D., Li C., Blechl A., Tranquilli G., Bonafede M., Sanchez A., Valarik M., Yasuda S., Dubcovsky J. The wheat and barley vernalization gene Vrn-3 is an orthologue of FT. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006;104:19581-19586.

22. Yoshida T., Nishida H., Zhu J., Nitcher R., Distelfeld A., Akashi Y., Kato K., Dubcovsky J. Vrn-D4 is a vernalization gene located on the centromeric region of chromosome 5D in hexaploid wheat. Theor. Appl. Genet. 2010;120:543-552.

23. Zhang X.K., Xiao Y.G., Zhang Y., Xia X.C., Dubcovsky J., He J.H. Allelic variation at the vernalization genes Vrn-A1, Vrn-B1, Vrn-D1 and Vrn-B3 in Chinese wheat cultivars and their association with growth habit. Crop Sci. 2008;48:458-470.