УДК 633.1:581.14:577.21
Изучение коллекции твёрдой пшеницы по аллельным вариантам генов короткостебельности
Архипов А. В.1
Беспалова Л. А.2, доктор сельскохозяйственных наук
Яновский А. С.2, кандидат сельскохозяйственных наук
Воропаева А. Д.2
Черноок А. Г.1
Коробкова В. А.1
Назарова Л. А.1
Ульянов Д. С.1
Самарина М. А.1
Мудрова А. А.2, доктор сельскохозяйственных наук
Карлов Г. И.1, доктор биологических наук
Дивашук М. Г.1, кандидат биологических наук
1ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»
127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42
2ФГБНУ «Национальный центр зерна им. П. П. Лукьяненко»
350012, Россия, г. Краснодар, Центральная усадьба КНИИСХ, д. 1
E-mail: batler51@yandex.ru
Гены короткостебельности (Rht) имеют большое разнообразие аллельных вариантов и различаются по степени влияния на высоту растений и другие составляющие структуры урожайности пшеницы. Многие широко распространённые аллели генов короткостебельности оказывают в том числе и негативное влияние на признаки продуктивности и адаптацию к условиям внешней среды, поэтому актуальным является поиск, изучение и внедрение в сорта пшениц других генов. Целью работы являлось изучение коллекции из 79 озимых и 76 яровых образцов твёрдой пшеницы НЦЗ им. П. П. Лукьяненко с помощью молекулярных маркеров для определения аллелей Rht-B1b, Rht-B1e, Rht-B1a и оценки разнообразия внутри коллекций по исследуемым генам. В нашей работе использовались молекулярные маркеры нового поколения — KASP-маркеры, основанные на конкурентной аллель-специфичной ПЦР. По данным исследования, в изученных образцах яровой и озимой твёрдой пшеницы отсутствует аллель Rht-B1e. В ходе исследований было выявлено, что среди озимых форм твёрдой пшеницы 99% образцов имеют мутантный аллель Rht-B1b, среди яровых пшениц 86% образцов представлено этим аллелем. Аллель дикого типа (Rht-B1a) был обнаружен только у одного озимого сорта и 11 образцов яровой твёрдой пшеницы. В связи с расширением ареала возделывания сортов твёрдой пшеницы краснодарской селекции, в НЦЗ им П.П. Лукьяненко ведутся работы по внедрению новых аллелей генов редукции высоты для повышения разнообразия аллелей генов короткостебельности. В настоящий момент такие образцы проходят испытания в селекционных питомниках.
Ключевые слова: твёрдая пшеница, Triticum durum Desf., KASP-маркеры, Rht, гены короткостебельности, высота растений.
Identification of dwarfing alleles in the collection of durum wheat
Arkhipov A. V.1
Bespalova L. A.2, Dr. Agr. Sc.
Yanovskiy A. S.2, PhD Agr. Sc.
Voropaeva A. D.2
Chernook A. G.1
Korobkova V. A.1
Nazarova L. A.1
Ulyanov D. S.1
Samarina M. A.1
Mudrova A. A.2, Dr. Agr. Sc.
Karlov G. I.1, Dr. Biol. Sc.
Divashuk M. G.1, PhD Biol. Sc.
1The All-Russia Research Institute of Agricultural Biotechnology
127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 42
2National Grain Center n. a. P. P. Lukyanenko
350012, Russia, Krasnodar, Tsentralnaya usadba KNIISKH, 1
E-mail: batler51@yandex.ru
Dwarfing, or reduced height genes (Rht) have a large number of alleles and differ in their impact on plant height and other yield traits in wheat. Many dwarfing alleles, commonly present in plant DNA, negatively affect crop productivity and stress-resistance. Therefore, search for and introduction of new genes in wheat genome gained a significant attention. The aim of this experiment was to screen the collection of 79 winter and 76 spring genotypes of durum wheat from the National Grain Center n. a. P. P. Lukyanenko to identify the Rht-B1b, Rht-B1e, Rht-B1a alleles and analyze their diversity in plants using molecular markers. This experiment focused on the new generation of molecular markers — KASP-markers, based on kompetitive allele specific PCR (KAMP). Rht-B1e was not observed in the pool of the DNA tested. Around 99% of winter and 86% of spring genotypes of durum wheat had mutant allele of Rht-B1b. Wild-type Rht-B1a was identified only in one winter and 11 spring genotypes. Due to wider cultivation of the varieties of durum wheat of the Krasnodar breed, the National Grain Center n. a. P. P. Lukyanenko is participating in the number of projects to introduce new dwarfing alleles into crop genome and increase their diversity. Currently, these genotypes are undergoing trials in the breeding nurseries.
Keywords: durum wheat, Triticum durum Desf., KASP-markers, Rht, dwarfing gene, plant height.