WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]

ИЗУЧЕНИЕ ИНТРОГРЕССИВНЫХ ЛИНИЙ Triticum aestivum L. ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИИ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Автореферат кандидатской диссертации

 

На правах рукописи

 

Давоян Ованес Румикович

 

ИЗУЧЕНИЕ ИНТРОГРЕССИВНЫХ ЛИНИЙ Triticumaestivum L.

ДЛЯ  ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИИ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

 

Специальность: 06.01.05 – селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений

 

 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидат биологических  наук

 

 

Краснодар - 2012

Работа выполнена  в отделе биотехнологии ГНУ Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко Россельхозакадемии в 2008-2011г.г.

 

Научный руководитель:             доктор сельскохозяйственных наук,                                                                              академик РАСХН,

Романенко Александр Алексеевич

Официальные оппоненты:                    Щеглов  Николай Иванович,

                                                        доктор биологических наук,

ФГБОУ  ВПО «Кубанский                                                                               государственный университет»,

профессор кафедры генетики,

микробиологии и биотехнологии

                                                       

                                                        Зеленцов Сергей Викторович,

доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ

«Всероссийский научно-исследовательский                                                     институт масличных культур»

Россельхозакадемии, заведующий                                                                           лабораторией генетики и иммунитета

Ведущая организация:                 Государственное научное учреждение

«Всероссийский научно-исследовательский                                                    институт риса» Россельхозакадемии

         Защита  состоится «    » апреля  2012  года  в      часов на заседании диссертационного совета Д  220.038.03 созданного на базе ФГБОУ ВПО «Кубанский   государственный     аграрный университет»  по   адресу:   350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, (главный корпус, 1этаж, конференц-зал), тел./факс(8-861)221-57-93.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный  аграрный университет». С авторефератом на сайтах http://www.vak.ed.gov.ru  и http://www.kubsau.ru

         Автореферат разослан  «     »_____________2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор                                   Цаценко Л.В.        

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Мягкая пшеница (Triticum aestivum L) является важнейшей продовольственной культурой. Несмотря на большие успехи в ее селекции, актуальной проблемой остаётся создание сортов, которые наряду с высокой потенциальной урожайностью, будут иметь гены, эффективно защищающие их от неблагоприятных абиотических и биотических факторов внешней среды. Большое значение имеет также повышение качества зерна.

Генетического разнообразия самой мягкой пшеницы недостаточно для решения этой проблемы [Feldman, Sears, 1981;  Kimber, 1984]. Значительный резерв хозяйственно-ценных признаков сосредоточен в генофонде многочисленных родственных мягкой пшенице видов и родов [Вавилов, 1935;  Shepherd, Islam, 1988]. В связи с этим расширение генетического разнообразия мягкой пшеницы на основе использования генофонда диких сородичей относится к числу наиболее актуальных проблем генетики и селекции.

Для передачи ценных признаков отTriticummilitinae, Aegilopstauschii, Aegilopsumbellulata, Aegilopsspeltoidesи Agropyronglaucumмягкой пшеницебыли использованы синтетические формы T. miguschovae, Авродес, Авролата и Аврокум [Жиров, 1989; Давоян, 2006]. Получено большое число интрогрессивных линий озимой мягкой пшеницы, характеризующихся устойчивостью к болезням, высоким содержанием белка и другими ценными для селекции морфо-биологическими признаками.  С использованием некоторых из них к настоящему времени создано шесть сортов озимой мягкой пшеницы. В то же время целый ряд линий из-за слабой их изученности не включены в селекционный процесс.

Для того чтобы эти линии представляли интерес для селекции, они должны иметь достаточное генетическое разнообразие, быть цитологически стабильными и обладать необходимыми хозяйственно-биологическими признаками. Очень важно и в какой форме генетический материал диких сородичей будет представлен  в геноме пшеницы.

Следовательно, актуальным является всестороннее изучение интрогрессивных линий, позволяющее  определить наиболее приемлемые пути их использования в селекционной практике.

         Цель и задачи исследования. Основной целью настоящего исследования являлось селекционно-генетическое изучение интрогрессивных линий Triticumaestivum L.  с    генетическим     материалом    T.   miguschovae,    Ae. speltoides,Ae. umbellulataи Ag. glaucum для эффективного их использования в селекции мягкой пшеницы.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1.      Провести цитологический анализ и на его основе определить                     наличие мейотически стабильных линий.

2.      Установить форму  передачи   генетического материала T. miguschovae,             Ae. speltoides, Ae. umbellulata и Ag. glaucumмягкой       пшенице.

3.      Исследовать полиморфизм  интрогрессивных линий по аллелям                         глиадинкодирующих локусов.

4.      Изучить наследование и идентифицировать на основе ПЦР-анализа           гены устойчивости к бурой ржавчине у исследуемых линий.

5. Дать оценку интрогрессивных линий по хозяйственно-ценным              признакам.

         Научная новизна. Выявлены новые мейотически стабильные линии мягкой пшеницы  с   генетическим материалом T. miguschovae,  Ae. speltoides, Ae.  umbellulata и  Ag.  glaucum.   Определено,   что   от   синтетических   форм T. miguschovaeиАвродес генетический материал в большинстве случаев передаётся посредством транслокаций, от Авролата и Аврокум – посредством замещенных хромосом. Впервые методом дифференциального окрашивания хромосом установлены кариотипы у четырех линий с генетическим материаломT. miguschovaeидвух - Ag. glaucum.  Идентифицировано новое замещение 5D/5Ag у линии Д17  с генетическим материалом Ag. glaucum. Установлен широкий спектр изменений и  выявлены новые, ранее не идентифицированные глиадинкодирующие  аллели. Впервые методом ПЦР-анализа проведен скрининг изучаемых линий на наличие генов устойчивости к бурой    ржавчине.    Линии,    полученные    на   основе   синтетической   формы   Т. miguschovae,  несут  гены  Lr39  от Ae. tauschii  иLr 50 отT. militinae. Выявлены линии, у   которых гены устойчивости к бурой ржавчине отличатся от Lr39 иLr50. У устойчивых интрогрессивных линий мягкой пшеницы с     генетическим    материалом Ae. umbellulata, Ae. speltoides, Ag. glaucumне идентифицированы гены устойчивости к бурой  ржавчине Lr9, Lr19, Lr24, Lr29, Lr35, Lr47. Отобраны новые линии, сочетающие устойчивость к комплексу болезней с высоким содержанием белка и клейковины и хорошими хлебопекарными качествами зерна.

Практическая ценность работы. Изученные интрогрессивные линии являются ценным исходным материалом для селекции мягкой пшеницы на устойчивость к болезням, повышения содержания белка и клейковины, улучшения технологических качеств зерна. Линии Д15, Д29 и Д37, сочетающие устойчивость к комплексу болезней с высоким содержанием белка и  хорошей хлебопекарной  оценкой, включены в селекционную работу отдела селекции и семеноводства пшеницы и тритикале КНИИСХ.

Апробация работы. Основные результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях методического совета КНИИСХ с 2008 по 2011 год, а также были представлены: на II Вавиловской международной конференции (Санкт-Петербург, 2007 г.); конференции грантодержателей регионального конкурса РФФИ и администрации Краснодарского края (Краснодар, 2008г.); V съезде ВОГиС (Москва, 2009 г.); Научно-практической конференции Кубанского отделения ВОГиС (Краснодар, 2009); III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (Краснодар, 2009 г.); IV Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (Краснодар, 2010г.); международной конференции «Генетические ресурсы и геномика пшеницы» (Новосибирск, 2011г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций, списка литературы, содержит 37 таблиц, 15 рисунков и 11 приложений. Список литературы содержит 243 источника, из них - 60 отечественных и 183 -  зарубежных.

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНОФОНДА ДИКИХ СОРОДИЧЕЙ

ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ (Triticumaestivum L.).

В обзоре литературы, состоящем из 6 разделов, приведены современные знания и результаты по использованию генофонда диких сородичей в улучшении мягкой пшеницы. Описаны методы, используемые для идентификации чужеродного генетического материала в геноме пшеницы.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования     проводились   с   2008   по   2011  год   в    лаборатории

биотехнологии  ГНУ Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко, на опытном поле лаборатории, расположенном в центральной почвенно-климатической зоне Краснодарского края. 

Исходным материалом служили 68 ранее не изученных интрогрессивных линий  мягкой  пшеницы, полученных на основе синтетических форм Т. miguschovae,  Авродес, Авролата и Аврокум.  

В качестве реципиентов использовались сорта озимой мягкой пшеницы Безостая 1, Кавказ и Аврора.

Подсчёт числа хромосом в соматических клетках выполняли на временных давленых препаратах кончиков первичных корешков, [Waninge,1965]. Конъюгацию хромосом в мейозе изучали в материнских клетках пыльцы (МКП). Пыльники фиксировали и окрашивали в ацетокармине [Паушева, 1988], либо в уксуснокислом гематоксилине [Щербитченко, 1981].

Дифференциальную окраску хромосом (С-метод)  проводили в Институте общей генетики им. Н.И. Вавилова  по методике, разработанной в лаборатории функциональной морфологии хромосом Института молекулярной биологии имени  В.А. Энгельгардта РАН [Badaeva et al., 1994].

Заражение    и    оценку    по    устойчивости   к   болезням   проводили по общепринятым методикам [Пересыпкин, 1979; Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах-членах СЭВ, 1988].

Технологические качества зерна изучали в отделе технологии и биохимии зерна КНИИСХ.

Электрофорез  глиадина проводили   в  крахмальном  геле  по   методике А. Созинова и Попереля [Созинов, Попереля, 1976].

Для выяснения генетической природы устойчивости к бурой ржавчине использовали гибридологический анализ [Одинцова и др., 1986]. Полученные данные обрабатывали с использованием критерия ?2.

Идентификацию Lr-генов  осуществляли    на     основе    ПЦР-анализа. Праймеры  для ПЦР отбирали на основании литературных данных.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.  ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ  ИНТРОГРЕССИВНЫХ ЛИНИЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Одним из основных критерий ценности интрогрессивных линий  является их цитологическая стабильность, поскольку она тесно связана с нормальным онтогенезом растений. Существенное значение для интрогрессивной линии имеет, в какой форме в ней представлен генетический материал дикого вида с необходимыми признаками.

3.1. Оценка изучаемых линий по их цитологической стабильности

Для установления цитологической стабильности изучали конъюгацию хромосом в метафазе I мейоза в материнских клетках пыльцы (МКП) у двух растений от каждой линии. Число просмотренных клеток на одну линию варьировало от 104 до 132. К цитологически стабильным относили линии, у которых количество изученных клеток с бивалентной конфигурацией хромосом (21II) превышала 90%.         

В  результате  проведенного   цитологического   анализа  в  комбинации T. miguschovae/T.aestivum было идентифицировано 87 % цитологически стабильных линий, в комбинации Авродес/Аврора – 75%, в комбинациях с участием синтетических форм Авролата и Аврокум – 80 и 96%, соответственно.

В целом из 68 исследуемых линий 87% представляют собой мейотически сбалансированные линии (табл. 1).

         Таблица 1 - Результаты цитологического анализа МI МКП мейоза          интрогрессивных линий мягкой пшеницы

Комбинация

Всего

линий

Количество линий с ассоциацией хромосом в МI мейоза

Цитологически стабильные линии, %

21II

отличные от 21II

T. miguschovae

/T.aestivum

15

13

2

87

Авродес /Аврора

8

6

2

75

Авролата / Аврора

20

16

4

80

Аврокум / Аврора

25

24

1

96

Всего

68

59

9

87

3. 2. Определение формы передачи генетического материала

T. miguschovae, Ae. speltoides, Ae. umbellulataи  Ag. glaucum

в интрогрессивных линиях

Для того чтобы выяснить, в какой именно форме был передан генетический материал от синтетических форм, предварительно отобранные цитологически стабильные линии (21II) были скрещены с сортом мягкой пшеницы Краснодарская 99 с целью изучения мейоза у гибридов F1.  Предполагалось, что если у исследуемых линий материал синтетиков представлен как транслокационный сегмент, то в МI мейоза у более, чем 50% клеток, будут формироваться биваленты и мультиваленты. Если же  в виде целой хромосомы -  то, как правило, ассоциация хромосом будет представлена как 20II +2I.  В таблице 2 представлены результаты анализа мейоза в метафазе I МКП   у   гибридов   F1,    полученных   от   скрещивания    стабильных   линий T. miguchovae / T. aestivum сорта Безостая 1 с сортом Краснодарская 99.

    Таблица 2 - Анализ   мейоза   в   МI   МКП   у  гибридов F1,  полученных от

скрещивания линий T. miguchovae / T. aestivum  с сортом  Краснодарская 99

Линия,

сорт

Просмо-трено клеток

Число клеток ( %) с ассоциацией хромосом в МI

21II

20II+2I

более чем 2I

мультивалентами

79

98

82,7

7,1

2,0

8,2

Д81

75

61,3

32

2,7

4,0

Д91

70

72,9

21,4

-

5,7

Д93

82

79,3

12,1

3,7

4,9

Д273

70

78,7

12,6

3,0

5,7

Д297

85

75,3

17,6

1,2

5,9

Д407

92

25

63

3,3

8,7

Д421

78

68

25,6

2,6

3,8

Р452

75

22,7

66,7

5,3

5,3

Р533

67

73,1

16,4

3,0

7,5

Р565

73

60,3

31,5

2,7

5,5

Р2348

72

58,4

34,7

1,4

5,5

Р2507

80

66,3

23,7

1,3

8,7

Безостая1

86

90,7

7

-

2,3

Количество клеток с 21II у гибридов в процентном отношении колебалось от 22,7 у линии Р452 до 82,7 %  (Д79). Процент клеток с мультивалентной ассоциацией хромосом у всех линий значительно выше, чем у  сорта- реципиента Безостая 1. Мультиваленты у изучаемых растений были представлены тривалентами, квадривалентами как закрытого, так и открытого типа (рис.1, а). Число мультивалентов, приходящихся на одну клетку, не превышало двух. У  линий Д79, Д81, Д91, Д93, Д273, Д297, Р421, Р533, Р565, Р2348, Р2507 в МI мейоза у более чем 50% изученных клеток формируют биваленты  и     мультиваленты.    Следовательно,    генетический      материал T. miguchovae в этих линиях представлен как транслокационный сегмент.

У линии Р452 генетический материал T. miguchovae представлен в виде целой хромосомы, так как в МI мейоза ассоциация хромосом представлена как 20II +2I (рис. 1, б). У гибрида F1 линии Д407 с Краснодарской 99 в метафазе I МКП наряду с клетками 20II +2I   формируется относительно большой процент клеток с мультивалентами (8,7%). Можно предположить, что эта линия наряду с замещением целой хромосомы несет также транслокацию от T. miguchovae.

б

 

a

                  

Рисунок 1- Ассоциация хромосом в метафазе I мейоза у гибридов F1:

а) Краснодарская 99хД297, 18II  +1IV (квадривалент указан стрелкой);  

                     б) Краснодарская 99 х Р452, 20II+2I.

Аналогичным способом был проведен анализ линий, несущих генетический материал Ae. speltoides. В пяти линиях: Д125, Д129, Р742, Р785 и Р803 генетический материал синтетической формы Авродес представлен в виде транслокационного сегмента, так как большинство клеток имеют ассоциацию хромосом 21II. В линии Р661 генетический материал синтетика  представлен в виде целой хромосомы (в М I мейоза формируется  20II+2I). 

Для определения     формы       передачи    генетического       материала

Ae. umbelulata от синтетической формы Авролата был проведен анализ 16 цитологически стабильных линий (21II). Анализ мейоза в МI МКП у гибридов F1 линий Авролата / Аврора  с сортом Краснодарская 99, показал, что ассоциация хромосом в клетках в большинстве случаев представлена как 20II+2I., что соответствует   передаче генетического материала в виде целой хромосомы. Только у линии Д591 генетический материал представлен в виде транслокационного сегмента (76,3% клеток формируют 21II).

Для того  чтобы   определить форму передачи генетического материала

Ag. glaucum, анализировались 24 цитологически стабильные линии, отличающиеся по фенотипу от сорта Аврора. Изучение ассоциации хромосом в МI мейоза у гибридных растений F1 позволило определить у 18 линий замещения    по    одной     паре   хромосом   пшеницы.   Выявлены также линии  (Д3, Д21 и Д23) с  транслокациями. Линии Д7, Д43 и Д49  наряду с замещенными хромосомами, предположительно, несут транслокации, так как у гибридов с ними в метафазе I мейоза формируется относительно большое количество клеток с мультивалентной ассоциацией хромосом - 6; 5,8 и 5,9 процентов, соответственно.  Это  свидетельствует  о  том,  что  хромосомыAg. glaucum могут в достаточной степени компенсировать отсутствие хромосом пшеницы, а также успешно конъюгировать с ними.

В целом из 59 изученных мейотически стабильных линий выявлено 35 с замещениями пары пшеничных хромосом, 20 с транслокациями и 4 - несущих одновременно и замещения и транслокации (табл.3).

Таблица 3 - Результаты анализа мейотически стабильных линий (21II) на

наличие замещенных хромосом и транслокаций

Комбинация скрещивания

Количество линий

всего

с замещенными хромосомами

с транслокациями

с замещенными хромосомами и транслокациями

T. miguschovae

/T.aestivum

13

1

11

1

Авродес/Аврора

6

1

5

-

Авролата/ Аврора

16

15

1

-

Аврокум/ Аврора

24

18

3

3

Всего

59

35

20

4

Наибольшее   количество   линий   с   транслокациями выявлено в комбинациях T. miguschovae /T. aestivum и Авродес/Аврора.  Очевидно, это связано, в случае   использования   T.  miguschovae, с   наличием у  неё двух гомологичных (A и D) и одного частично гомологичного (G) с мягкой пшеницей геномов, а в случае геномно-замещенной формы Авродес, – наличием у неё гена(ов), способных стимулировать гомеологичную конъюгацию.

Таким образом, передача генетического материала от T. miguschovae и Авродеса в основном происходит через транслокации. В то же время она может осуществляться   через   замещение   целых   хромосом. Генетический материалAe. umbellulata и  Ag.  glaucum у большинства исследуемых линий представлен в виде целой хромосомы.

3. 3 Идентификация генетического материала диких видов в интрогрессивных линиях методом дифференциальной окраски хромосом

Одним из эффективных методов идентификации чужеродного генетического материала является дифференциальная окраска хромосом.

К наиболее широко используемым относится метод С-окрашивания хромосом растений и, в частности, злаковых культур, разработанный в лаборатории функциональной морфологии хромосом Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН [Badaeva et al., 1994]. Этот метод был использован для идентификации чужеродных хромосом либо их сегментов у  четырех интрогрессивных линий с генетическим материаломT. miguschovaeидвух - Ag. glaucum. Дифференциальная окраска хромосом проведена в Институте   общей   генетики   им.   Н.И. Вавилова.   

На рисунке 2 представлен С-окрашенный кариотип линии Р2507 с генетическим   материалом T. miguschovae.  Линия несет в себе транслокации 5BS.5BL-5GL и 1BL.1RS.

T5BS.5BL-5GL

 

T1BL. 1RS

           1165-cell.jpg

Рисунок 2 - С-окрашенный кариотип линии Р2507

Такие же транслокации выявлены у линий Д407 и Д79 (табл. 4). У линии Д407 идентифицировано дополнительно замещение хромосомы 1D мягкой пшеницы на 1D T. miguschovae(1D-1DMig). Транслокация 5BS.5BL-5GL выявлена также у линии Д297. Следует отметить, что данная транслокация является одной из часто встречающихся при использовании в качестве источника устойчивости к болезням пшеницы видаT. timopheevii, либо амфидиплоидов с его участием[Салина  и  др., 2008; Бадаева и др., 2010]. Транслокация 1BL.1RS получена от сорта-реципиента Кавказ.

         Таблица 4 - Интрогрессивные     линии    мягкой  пшеницы  с

идентифицированными транслокациями и замещениями

Линия

Источник

Транслокация

Замещение

Р2507

T. miguschovae

Secalecereale

5BS.5BL-5GL

1BL.1RS

 

Д407

T. miguschovae

Secalecereale

5BS.5BL-5GL

1BL.1RS

1D-1DMig

Д79

T. miguschovae

Secalecereale

5BS.5BL-5GL

1BL.1RS

 

Д297

T. miguschovae

5BS.5BL-5GL

 

 Д17

Ag. glaucum

 

5D- 5Ag

Д53

Ag. glaucum

 

7D-7Ag

Линии с транслокацией 5BS.5BL-5GL, за исключением Р2507, восприимчивы к бурой ржавчине. Очевидно, ген(ы) устойчивости, локализованные в данной транслокации, потеряли эффективность к местной популяции  этого патогена. Линия Д407 проявляет устойчивость к мучнистой росе, что, вероятно, связано с замещением   1D-1DMig.

Линии с генетическим материалом Ag.glaucum(Аврора/Аврокум) имеют замещения по5D и 7D хромосомам. Замещение 5D - 5Ag идентифицировано впервые.  Данное замещение придало восприимчивому сорту Аврора высокую устойчивость к бурой и желтой ржавчине, и среднюю устойчивость к мучнистой росе.

4. ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ГЛИАДИНА ИНТРОГРЕССИВНЫХ ЛИНИЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

В результате электрофоретического изучения глиадина у инторогрессивных линий были идентифицированы формулы глиадина как сходные с сортами-реципиентами, так и отличные от них (табл. 5).  

Таблица 5 - Характеристика линий по формуле глиадина, содержанию     белка и клейковины

Комбинация скрещивания

Линия

Формула глиадина

Белок, %

Клейковина

в %

группа ГОСТ

T. miguschovae х Кавказ

Д407

4.3.2.1.1.1.

15,3

32.6

II

Р2349

5.3.5.н.1.н.*

14,5

30,7

I

Авродес х Арора

Д125

5.3.2.1.1.1.

14,4

30,7

I

Д129

4.3.5.н.1.н.

15,1

31,6

II

Аврокум х

Аврора

Д 1

4.3.1.1.1.2.

18,1

38,4

II

Д25

4.1.2.1.1.2.

16,2

34,1

I

Д37

4.3.2.1.1.1.

16,2

33,3

I

Авролата  х

Аврора

Д620

4.3.2.1.1.1.

15,1

30.1

I

Д611

5.1.3.1.1.2.

14,9

29,2

II

Д627

4.н.1.1.1.1.

17,9

37,4

II

Кавказ

4.3.2.1.1.1.

14,1

29,4

I

Аврора

4.3.2.1.1.1.

14,0

28,2

I

н.* - неизвестная аллель

Из семи линий с генетическим материалом T. miguschovae у 4 линий выявлены   изменения    в    глиадинкодирующих   аллелях.  Из    комбинации T. miguschovae / Кавказ одинаковую с сортом-реципиентом формулу глиадина (4.3.2.1.1.1.)  имеют линии Д407 и Р2507. У линии Р2349 изменения затронули хромосомы 1А, 1D, 6А и 6D, причем в  двух  последних  выявлены   ранее не известные аллели. У всех трех анализируемых линий из комбинации Авродес/Аврора идентифицированы изменения глиадинкодирующих  аллелей.  Линия  Д129 с формулой глиадина 4.3.5.н.1.н. имеет измененную аллель Gld1B3  и две новые  аллели по хромосомам 6А и 6D. 

У 7 из 13 изученных линий с генетическим материалом Ag. glaucum изменились формулы глиадина по сравнению с сортом-реципиентом Аврора. Изменения затронули хромосомы как 1-ой гомеологичной группы пшеницы Gld1D1(линии Д23, Д25, Д53), Gld1D2 (линия Д29), так и шестой Gld6А3 (Д29), Gld6B2 (Д31, Д51), Gld6D2 (Д1 и Д25).

Шесть линий из 7 изученных с  генетическим материалом Ae. umbellulata  имеют изменения по глиадинкодирующим аллелям.  У линии Д611  выявлены три аллеля, отличающиеся от таковых сорта Аврора, а у линии Д627, наряду с  измененной аллелью Gld1D1, идентифицирована новая неизвестная по хромосоме 1B. В целом из 30 проанализированных линий выявлено 18 с измененными и 3 - с новыми глиадинкодирующими аллелями.

Некоторые линии (Д37, Д407 и Д620) при одинаковой формуле глиадина с сортами-реципиентами имеют значительные отличия от них по содержанию белка, клейковины и качеству клейковины. Очевидно, что не только хромосомы 1-ой и 6-ой гомеологичных групп влияют на формирование белкового комплекса.

Широкий спектр изменений глиадинкодирующих аллелей, содержания белка и клейковины полученных линий, подтверждает возможность существенного изменения белкового комплекса мягкой пшеницы за счет интрогрессии в нее генетического материала диких сородичей. 

  1. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ К БУРОЙ РЖАВЧИНЕ

Бурая ржавчина пшеницы (PucciniatriticinaErikss.) является одной из самых распространенных и вредоносных болезней пшеницы. Поэтому определение генетической природы устойчивости к бурой ржавчине, идентификация генов резистентности к этому патогену у линий мягкой пшеницы с интрогрессиями от диких сородичей – одна из актуальнейших задач современной селекции.

5. 1. Гибридологический анализ устойчивости линий к бурой ржавчине

В связи с тем, что генетика устойчивости линий, полученных на основе синтетических форм T. miguschovae, Авродес и Авролата, ранее была в достаточной степени изучена [Давоян, 2006], гибридологический анализ проводили  у линий, несущих генетический материал от Ag. glaucum. Для этого нами были отобраны две линии  Д17  и Д31  [Давоян  и др., 2011]. Эти линии имеют одинаковый тип реакции – 01 на поражение бурой ржавчиной. Линия Д17 проявляет устойчивость к желтой ржавчине и мучнистой росе, тогда как линия Д31 восприимчива к этим патогенам. Исходя из этого, мы предполагали, что устойчивость к болезням, и в том числе к бурой ржавчине, у этих линий связана с замещением разных хромосом пшеницы на соответствующие хромосомы от Ag. glaucum.

Число генов, контролирующих устойчивость у исследуемых линий, определяли на основе расщепления по этому признаку в популяциях F2, полученных от скрещивания с восприимчивым сортом Аврора (табл. 6).

Таблица 6 - Расщепление по устойчивости к бурой ржавчине в F2 от скрещивания линий между собой, с восприимчивым сортом Аврора и тестерами с известными генами устойчивости Lr19 иLr24

Комбинация скрещивания

Всего

растений

Соотношение устойчивых и

восприимчивых растений

?2

Р

фактическое

теоретическое

Д17/Аврора

210

153:57

3:1

0,51

0,50-0,25

Д31/Аврора

237

174:63

3:1

0,31

0,75-0,50

Д17/ Lr19

188

173:15

15:1

0,95

0,50-0,25

Д17/Lr24

211

201:10

15:1

0,82

0,50-0,25

Д31/ Lr19

176

162:14

15:1

1,35

0,20-0,25

Д31/Lr24

234

216:18

15:1

0,83

0,50-0,25

Д31/Д17

258

245:13

15:1

0,64

0,50-0,25

Гибридные растения F2 от скрещивания линии Д17 с сортом Аврора достоверно (?2-0,51) расщеплялись в соотношении, близком к теоретически ожидаемому 3:1.  В комбинации Д31 х Аврора также получено соотношение, близкое к теоретическому 3:1 (?2- 0,31). Следовательно, устойчивость к бурой ржавчине у обеих линий контролируется одним доминантным геном.

Чтобы подтвердить предположение о наличии или отсутствии у исследуемых линий идентичных генов устойчивости к бурой ржавчине они были скрещены между собой.

Доминантный ген устойчивости линии Д17 независим от гена, имеющегося у линии Д31. Расщепление гибридов в F2 соответствовало ожидаемому 15:1 при взаимодействии двух доминантных дупликатных генов (?2 - 0,64).

Для идентификации генов устойчивости к бурой ржавчине в качестве тестеров были взяты линии с эффективными генамиLr19 и Lr24.

Во всех комбинациях скрещивания наблюдалось расщепление близкое к теоретически ожидаемому 15:1, что указывает на независимое наследование двух доминантных генов.

Таким образом, гены устойчивости исследуемых линий различаются между собой, отличаются от используемых известных эффективных генов Lr19 и Lr24, которые могут нести линии, исходя из их родословной.

5. 2. Идентификация генов устойчивости к бурой ржавчине у интрогрессивных линий пшеницы методом  ПЦР-анализа

        В настоящее  время   для    идентификации  и дифференциации генотипов широко используется метод ПЦР-анализа. Исследуемые нами линии, исходя из родословной, могут нести следующие гены: отT.miguschovae- Lr18, Lr21, Lr32,  Lr39, Lr41, Lr42 и  Lr50;  от Авродеса -Lr28, Lr35, Lr36, Lr47и Lr51; Авролаты - Lr9; Аврокума- Lr19; Lr24; Lr29 иLr38.

В работу по идентификации были включены   гены    устойчивости,   к которым   в настоящее время  разработаны молекулярные маркеры (табл. 7).

Таблица 7 - Происхождение генов устойчивости к бурой ржавчине и      

характеристика сцепленных с ними праймеров

Ген

Источник

гена

Праймеры

Литературный

источник

Lr9

Ae. umbellulatа

FJ13/1; RJ`13/2

Shachermayr, 1997

Lr19

Ag. elongatum

FGbf; RGbr

Prinse, 2001

Lr24

« «

J 09/1; J 09/2

Shachermayr, 1997

Lr29

« «

Lr29F24; Lr29R24

Procunier, 1995

Lr35

Ae. speltoides

BCD260F1; 35R2

Seyfarth et al., 1999

Lr47

« «

PS10R; PS10L

Dubcovsky, 2000

Lr 39

Ae. tauschii

GDM35-L;  GDM35-R

Pestsova, 2000

Lr 50

T. timopheevii

GDM87-l; GDM87-r

Roder, 1988

Большой интерес как источник устойчивости  к бурой ржавчине  представляет синтетическая форма Т. miguschovae.

Нами было отобрано 14 линий для идентификации генов устойчивости к бурой ржавчинеLr39 от Ae. tauschiiиLr50 отT. militinae. ПЦР-анализ выявил наличие в Т. miguschovae маркеров, сцепленных с генами устойчивости к бурой ржавчине Lr39 иLr 50.

Маркер к генуLr39  был идентифицирован в двух высокоустойчивых к бурой ржавчине линиях Р452 и Р2348. (рис. 3). 

160 п.н.

 111

 Рисунок 3 - Продукты амплификации  с использованием праймеров GDM35-L, GDM35-R к диагностическому   маркеру,   сцепленному с   геном   устойчивости  к бурой ржавчине Lr39. 1 – маркер длины; 2 – Безостая1,  3–4 – Т. miguschovae;  5-18 линии,  созданные  с   участием Т. miguschovae; 12-линияP452; 14-линия Р2348.

Линии Д79, Д91, Д93, Д273, Р421, Р533, Р584, P2348 и Р2507 проявляли устойчивость к бурой ржавчине, что предполагает в них наличие дополнительного гена(ов) отличных от Lr39.

Маркер, сцепленный с геном Lr50, был выявлен в линиях Д79, Д81, Д93, Д273, Д297, Д407, Р533, Р565 и Р2507 (рис. 4).  В то же время в устойчивых линиях Д91,  Р421, Р584, Р452 и Р2348 он не обнаружен. Линии  Д297,  Д407 восприимчивы к бурой ржавчине.  

110 п.н.

 Копия IM000795копирование

 Рисунок 4 - Продукты амплификации  с использованием праймеров GDM87-L, GDM87-Rк диагностическому    маркеру,   сцепленному   с   геном устойчивости Lr50. 1 – маркер длины; 2 – Безостая1,  3–4 – Т. miguschovaе; 5-Д79; 6-Д81; 7-Д91; 8-Д93;  9-Д273; 10-Д297; 11-Д407; 12-Р2348; 13-Р421; 14-Р452; 15- Р533; 16- Р565; 17-Р584; 18-2507.

По всей видимости, ген Lr50 не эффективен к местной популяции бурой ржавчины.  Устойчивость в остальных линиях с геном Lr50, вероятно, контролируется либо другим геном, либо их взаимодействием. Так как в устойчивых линиях Д91, и Р421, Р584 не идентифицирован также ген устойчивости  Lr39,можно предположить, что они несут гены устойчивости к бурой ржавчине отличные от Lr39 иLr 50 .

ПЦР-анализ был использован также для идентификации генов устойчивости    к  бурой     ржавчине   у    линий   с   генетическим материаломAe.  speltoides,  Ae.  umbellulataи Ag.  glaucum.В анализ были включены   маркеры к генам Lr35, Lr47   от   Ae.  speltoides,  Lr9  - Ae.  umbellulata   иLr19,   Lr24  и, Lr29   от Ag. glaucum. Результаты анализа представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Результаты ПЦР-анализа линий на присутствие генов устойчивости к бурой ржавчине

Синтетик

Источник

Идентифици-руемые гены

Число линий всего

Число линий несущих ген

Triticum miguschovae

T.militinae

Lr 39

14

  2

Ae. tauschii

Lr 50

14

9

Авродес

Ae. speltoides

Lr 35

8

-

Lr 47

8

-

Авролата

Ae. umbellulata

Lr 9

20

-

 

Аврокум

 

Ag. glaucum

Lr 19

22

-

Lr 24

22

-

Lr 29

22

-

Ни   в  одной  из 8 линий полученных с участием синтетической формы Авродес   не   выявлены   маркеры   к   генам   устойчивости   Lr35,  Lr47  от

Ae. speltoides.    Высокоэффективный  ген  Lr9  не  выявлен  ни в одной из 20 устойчивых линий, полученных на основе синтетической формы Авролата.

Все 22 протестированные устойчивые линии сгенетическим материаломAg. glaucumне несут гены устойчивости к бурой ржавчинеLr19, Lr24 и, Lr29.

Таким     образом,     ПЦР-анализ     на    наличие   у   линий,   исходя  из их родословной, известных генов устойчивости к бурой ржавчине  установил, что  линии, полученные на основе синтетической формы Т. miguschovaе, несут гены Lr39 от Ae. tauschii(P2348  и Р452)иLr 50 отT.militinae (Д79, Д81, Д93, Д273, Д297,  Д407, Р533, Р565 и  Р2507).

Линии   Д91,  Р421 и  Р584 могут нести гены устойчивости к бурой ржавчине, отличные от Lr39 иLr 50 .

В устойчивых линиях  мягкой пшеницы  с генетическим материаломAe. umbellulata, Ae. speltoides,  Ag. glaucumне идентифицированы гены устойчивости к бурой  ржавчине Lr9, Lr19, Lr24, Lr29, Lr35, Lr47. Можно предположить,   что устойчивость  в  этих  линиях   контролируется  другими

генами, а в случае с линиями, полученными на основе синтетической формы Авролата, – возможно, новыми генами.

6. ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИНТРОГРЕССИВНЫХ ЛИНИЙ.

Для практического использования в селекции интрогрессивные линии должны иметь относительно неплохие агрономические и биологические характеристики.  В связи с этим проводилась оценка линий по следующим признакам: устойчивость к комплексу болезней, продуктивность, высота растений, продолжительность вегетационного периода, технологические качества зерна и другим. В целом, наблюдался большой полиморфизм по всем признакам.

6. 1. Устойчивость интрогреcсивных линий к болезням

Линии наследуют устойчивость от синтетических форм. При этом для многих  линий характерно проявление резистентности к комплексу болезней. Так, анализ по устойчивости к  бурой и желтой ржавчинам и мучнистой росе за 2008-2010 годы показал, что из 68 линий, 20 были устойчивы к двум и 21 - ко всем трем болезням (табл. 9).

Таблица 9 - Число интрогрессивных линий,  устойчивых к бурой ржавчине, желтой ржавчине и мучнистой росе, 2008-2010 г.

Комбинация скрещивания

Всего

линий

Устойчивых к одной болезни

Устойчивых к двум болезням

Устойчивых к трем болезням

T. miguschovae /

T. aestivum

15

7

3

5

Авродес / Аврора

8

5

2

1

Аролата/Аврора

20

9

6

5

Арокум/Аврора

25

6

9

10

Всего

68

27

20

21

         Из комбинации скрещиванияT. miguschovae xT. aestivum из 15 линий устойчивость к двум болезням несут три  - Д79, Д93 и Д407. Линии Р452, Р539, Р565, Р584 и Р2348 устойчивы к трем болезням.

Среди 8 линий комбинации Авродес х Аврора устойчивостью к двум болезням обладают две линии (Р760 и Р803), к трем – одна линия (Р757). При этом линия Р757 отличается высокой устойчивостью ко всем трем болезням.

В комбинации скрещивания Аролата /Аврора групповой устойчивостью к двум болезням обладают 6 линий и к трем –5 (Д603, Д620, Д625, Д627 и Д631).

Двадцать  пять    линий    комбинации    скрещивания   Аврокум/Аврора распределились   следующим    образом:   устойчивость   одновременно к двум болезням проявили 9 и к трем - 10 линий (Д1, Д12, Д15, Д17, Д29, Д37, Д41, Р97, Р115 и Р271).  Следует отметить  линии Д12  и Д37, обладающие  высокой устойчивостью ко всем трем болезням.

Наибольшая доля линий с групповой устойчивостью выявлена в комбинации Аврокум/Аврора , 40% линий устойчивы к трем болезням и 36 – к двум. Относительно высока доля таких линий и в комбинации Аролата/Аврора 25  и 30%, соответственно. Такие результаты, вероятно, связаны с тем, что линии в приведенных комбинациях несут целые хромосомы от диких видов и по своей форме являются замещенными.

6. 2. Оценка линий по морфо-биологическим признакам

Изучаемые линии имеют широкий полиморфизм  по своим морфо-биологическим признакам.

Высота линий варьировала от 114 до 132 см. В целом, большинство линий превышают по этому признаку сорта-реципиенты Аврора и  Безостая1, что является, по-видимому, характерным для интрогрессивных линий. Наименьшую высоту имеют линии, полученные на основе синтетической формы T. miguschovae, от 112 до 124 см,  - линии Д91 и Д407, соответственно. Линии Д125 и Д129 из комбинации Авродес х Аврора имеют практически одинаковую высоту с Авророй – 116 см. Наибольшей высотой характеризуются линии из комбинаций Аролата/Аврора и Арокум/Аврора, где у многих из них она превышает 120см и доходит до 132 см (линия Д23).

Вегетационный период исследуемых линий достаточно различается и варьирует от 270 до 283 суток. В целом, линии по этому признаку также превышают сорта-реципиенты, на основе которых они получены.

Длина колоса у линий  варьирует от 9 (Д91) до 14 (Д620) см. Число колосков в колосе варьирует от 19 у линии Д79 до 25 штук у Д407 и Д603. По признаку «число зёрен в колосе», линии варьируют от 36  у Д631  до 59 у Д39. Линии Д79, Д129, Д603,  Д23 и Д39 достоверно превышают стандартный по этому показателю сорт Аврора (50 зерен).

6. 3. Оценка интрогрессивных линий по продуктивности

Для изучения продуктивности использовали следующие показатели: массу 1000 зерен, массу зерна и количество колосьев с одной делянки.

Масса 1000 зерен у линий варьировала от 29,0 (Д407)  до 45,4 г, у линии Д29 при среднем значении у сорта Аврора 38,1 грамма (табл. 10). 

Таблица 10 - Компоненты урожайности линий озимой мягкой пшеницы, Краснодар, КНИИСХ, 2010 г.

Линия

Масса

1000 зерен, г

Количество

колосьев

на 1м2, шт.

Масса зерна

с1м2 , г

Д79

35,9

491,5

546,5

Д91

44,0

273,8

349,0

Д93

36,7

359,2

455,6

Д273

36,6

380,5

444,2

Д407

29,0

329,2

358,6

Д125

33,0

428,2

203,3

Д579

36,4

429,5

478,8

Д581

39,6

329,0

487,7

Д603

43,9

289,7

281,1

Д620

37,1

289,0

375,3

Д631

29,7

306,2

398,3

Д1

35,0

393,7

397,1

Д21

37,6

379,0

435,3

Д23

38,0

470.7

539,0

Д29

45,4

327,5

570,5

Аврора

38,1

357,5

364,1

НСР0,5

1,99

56,3

28,99

Кроме линии Д29, достоверно превышают по этому показателю сорт Аврора линии Д91 и Д603. К  линиям, достоверно имеющим меньшую массу 1000 зерен относятся  Д1, Д79, Д125, Д407 и Д631.

По массе зерна с 1 м2 восемь линий: Д79, Д93, Д273, Д579, Д581, Д21, Д23 и Д29 достоверно превышали взятый в качестве стандарта сорт Аврора, у которого этот показатель составляет 364,1 грамма. Наивысшие значения имеют линии Д79, Д23 и Д29 (546,5; 539 и 570,5 г, соответственно).

Превышение у линий Д79 и Д23, очевидно, связано с тем, что эти линии сформировали больше продуктивных колосьев (491 и 471 штук, соответственно), чем сорт Аврора (358), а у линии Д29 -  за счет более крупного зерна (масса 1000 зёрен – 45,4 г). Остальные линии или незначительно превышали, или имели более низкие значения массы зерна с одной делянки.

В целом, наиболее перспективными для селекции следует считать линии Д79, Д23 и Д29.

6. 4. Оценка линий по содержанию белка и клейковины

Чужеродные интрогрессии могут существенно влиять на технологические качества зерна и муки [Bochev, 1983; Лапочкина и др., 2000; Аксельруд, Рыбалка, 2002].

Содержание белка у линий в сильной степени зависит от условий вегетационного периода. В основном наблюдается увеличение содержания белка, что весьма характерно при передаче генетического материала диких сородичей [Жиров и др., 1990;  Yuven et al., 1990, Давоян,2001].

Анализ 44 линий урожая 2010 года показал, что за исключением двух линии Д579 и Д586 все остальные превышали сорта-реципиенты.

Доля линий, существенно  превышающих лучший по этому показателю сорт Кавказ (14,1%) составила 21%. Выявлено 16 линий с содержанием белка 15-16%,  6 – с 16-17%  и 3 - с 17-18 % (табл.11). Наивысшие показатели по содержанию белка имеют линии, полученные на основе синтетических форм Авролата и Аврокум.

Таблица 11 - Анализ линий по содержанию белка, 2010 г.

Источник

Число линий

В том числе с содержанием белка (%)

14-15

15-16

16-17

17-18

T.miguschovae

10

8

2

-

-

Авролата

16

6

6

3

1

Аврокум

18

5

8

3

2

Всего

44

19

16

6

3

Процент

43

36

14

7

* Содержание белка (%) у сортов-реципиентов: Аврора – 14,0;

Безостая1 - 13,5; Кавказ -14,1.

Следует отметить, что высокое содержание белка, как правило, отрицательно коррелирует с урожайностью. Ряд авторов считает, что отрицательная корреляция между этим признаками являются причиной того, что вследствие интенсивной селекции мягкая пшеница утратила генетическое разнообразие по этому признаку [Johnson et al., 1973; Жиров, 1989]. Поэтому очевидна необходимость поиска генотипов, обладающих достаточно высокими показателями, как по содержанию белка, так и по урожайности в популяциях интрогрессивных линий. В нашем случае такие генотипы, вероятнее всего, можно отобрать среди линий с содержанием белка 15-17%. Из таблицы 12 видно, что  половина линий (50%) относятся к этой категории.

Генетические системы, детерминирующие количество клейковины, также как и содержание белка, в значительной степени подвержены влиянию внешних условий.

Как и ожидалось, большинство линий превышает по этому показателю сорта-реципиенты.

Из 44  проанализированных линий урожая 2010 года  28  имели содержание клейковины боле 30%, 7  более 35% и одна – более 40%. Содержание клейковины у сортов-реципиентов Аврора, Безостая1 и Кавказ составило 28,2; 29,3; 29,4 процента.

В целом, из 44 линий выделено  26 (59%) с первой группой клейковины, при этом 5 из них – Д12, Д29, Д37, Д615 и Д620 - несут комплексную устойчивость бурой, желтой ржавчинам и мучнистой росе.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности создания интрогрессивных линий мягкой пшеницы с высоким содержанием белка, количеством и качеством клейковины, устойчивые к двум и более грибным болезням.

6. 5. Оценка линий по хлебопекарным качествам

Анализ хлебопекарных качеств зерна у 22 отобранных линий выявил значительное их разнообразие. Так, варьирование по объемному выходу хлеба у  линий  составило от  610мл (Д620) до 880мл (Д7), при этом 15 из 22 линий превышают лучший по этому показателю  родительский  сорт Безостая 1.

Исследуемые линии различались между собой и по таким признакам, как сила муки, твердозерность, эластичность, пористость, форма хлеба и др.

Семь линий: Д1, Д31, Д43, Д81, Д93, Д609, Д620 и Д627 имеют более низкую  общую хлебопекарную оценку (3,9-4,3 балла) по сравнению с сортом Аврора (4,4 балла).

Пять линий: Д7, Д21, Д25, Д37 и Д273 имеют более высокую, чем у сорта Аврора оценку, но уступают одному из лучших по этому показателю сортов мягкой пшеницы Безостая 1 (4,7 балла).

Выделены 3 линии: Д23, Д91и Д579, имеющие хлебопекарную оценку, равную с сортом Безостая1 и 4 линии: Д29 , Д49, Д53 и Д79  - с несколько высшей (табл. 12).

Таблица 12 - Характеристика линий по технологическим качествам зерна

Название

линии

Содержание

протеина в

абс. сухом

веществе, %

Содержание

сырой

клейковины, %

Качество

клейковины

ИДК-1

Объёмный

выход

хлеба, мл.

Общая

оценка, (балл)

Д23

14,6

29,9

67

730

4,7

Д29

16,3

33,3

67

805

4,8

Д49

15,5

32,8

75

820

4,8

Д53

14,2

29,0

61

730

4,8

Д79

14,7

30,8

68

770

4,8

Д91

14,8

30,7

66

745

4,7

Д579

14,0

30,2

63

770

4,7

Безостая1

13,5

29,3

53

705

4,7

Аврора

14,0

28,2

75

640

4,4

Следует отметить, что линии Д49 и Д79 несут транслокацию от ржи T1BL.1RS, которая может отрицательно сказываться на качестве зерна.    Очевидно, в этих линиях присутствуют генетические системы, нивелирующие негативный эффект данной транслокации.

Линии Д29 и Д37 сочетают хорошую хлебопекарную оценку с устойчивостью к комплексу болезней.

Таким образом,  отобраны линии, сочетающие комплексную устойчивость к болезням с хорошими хлебопекарными качествами.  Особого внимания заслуживает линия Д29, сочетающая хорошие технологические качества зерна с высокими компонентами продуктивности  и устойчивостью к комплексу болезней.

ВЫВОДЫ

1.      Установлено, что большинство (87%) из 68 исследуемых интрогрессивных   линий   имеют стабильный  мейоз.  Генетический    материал T. miguschovae и Ae. speltoidesпредставлен  в них в основном в виде транслокаций, а  Ae.  umbellulata и  Ag.  glaucum  - целой хромосомы.

2.      Определены   кариотипы   у   четырех   линий с генетическим материаломT. miguschovaeидвух - Ag. glaucum. Линии Д79, Д297, Д407 и Р2507 несут в себе транслокации 5BS.5BL-5GL от T. miguschovae. У линии Д407 выявлено также  замещение  1D/1DMig.   

Линии  Д17 и  Д53 с генетическим материалом Ag. glaucumимеют замещения по5D и 7D хромосомам, соответственно. Замещение 5D/5Ag идентифицировано впервые.

3.     Изученный материал является ценным источником устойчивости к грибным болезням. Отобрана 21 линия с комплексной устойчивостью к бурой ржавчине, желтой ржавчине и мучнистой росе.

4.   ПЦР-анализ установил  большое    разнообразие   линий   по  устойчивости к  бурой  ржавчине.  Линии,  полученные    на   основе     синтетической   формы  Т. miguschovae,   несут   гены   Lr39   от   Ae.  tauschii(P2348  и  Р452) и Lr50  отT.  militinae  (Д79,  Д81,  Д93 и др.).   Линии    Д91,   Р421  и  Р584   могут  нести гены устойчивости к бурой ржавчине отличные от  Lr39 иLr 50.  

В  устойчивых  интрогрессивных  линиях     мягкой    пшеницы   с   генетическим   материалом Ae.  umbellulata,   Ae.  speltoides,   Ag.  glaucumне идентифицированы гены   устойчивости к бурой   ржавчине   Lr9,  Lr19,  Lr24,  Lr29,  Lr35 иLr47.  Можно   предположить,   что   устойчивость  в  этих    линиях  контролируется другими  генами, а в случае с линиями,    полученными    на   основе синтетической формы Авролата,  возможно, новыми генами.

5.      Передача      генетического     материала     диких     сородичей     может

существенно влиять  на   белковый   комплекс   зерна   линий.   Линии  имеют более высокое содержание белка и клейковины относительно сортов-реципиентов.   Выделено   6    линий   с содержанием белка 16-17%  и 3 -   с содержанием 17-18 %  при 14,1% у  лучшего по этому показателю сорта-реципиента Кавказ.

Выявлен широкий спектр изменений  глиадинкодирующих   аллелей,  идентифицированы  новые,   ранее   не  известные   аллели  у  анализируемых линий.

6.      Исследуемые интрогрессивные  линии имеют большой полиморфизм по хозяйственно-биологическим признакам. Отобраны линии, сочетающие комплексную устойчивость к болезням с неплохими показателями продуктивности и хорошими технологическими качествами зерна.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

1. Линии, производные от T. miguschovae: Д91, Д93, Р421, Р452, Р533, Р584, Р565, Р2348 и Р2507; производные от синтетической формы Авродес: Р661, Р757, Р760 и Р785; от Авролата – Д589, Д617, Д620, Д627 и Д631; от Аврокум Д17, Д31, Д33, Д37, Д39, Д41 и Д43 рекомендуется использовать в качестве доноров устойчивости  к бурой ржавчине.

2.  Высокоустойчивые линии P2348  и Р452 с идентифицированным у них эффективным геном Lr39, рекомендуется включить вMAS-селекцию по устойчивости к бурой ржавчине;

3. Включить в селекционную работу в качестве источников комплексной устойчивости к болезням линии Р452, Р539, Р565, Р584 и Р2348, Р757 Д603, Д615, Д617, Д627 и Д631, Д1, Д12 и Д37.

4. Использовать в селекционных программах линии Д1, Д15 и Д627  в качестве доноров высокого содержания белка и клейковины, а линии Д29, Д49, Д53 - для улучшения хлебопекарных качеств.

5. Линии  Д15, Д29 и Д37, сочетающие хорошие хлебопекарные качества с комплексной устойчивостью к болезням, рекомендуется включить в конкурсное сортоиспытание с целью возможного их использования в качестве сортов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. Статьи   в   изданиях,   рекомендованных   ВАК  РФ  на соискание     ученой степени кандидата наук:

1. Давоян, О.Р.  Использование  методов  цитогенетики в   селекции  мягкой пшеницы  /   Р.О.  Давоян,    И.В.  Бебякина,    О.Р.  Давоян,  А.Н.  Зинченко // Земледелие, 2011.-№4.- С. 8-10.

2. Давоян, О. Р.   Оценка    интрогрессивных    линий    мягкой  пшеницы с генетическим  материалом Agropyronglaucumпо  устойчивости  к  листовой  ржавчине  / О. Р.Давоян,   И.В.   Бебякина,   Э.Р. Давоян,   А.Н.   Зинченко,   Р.О. Давоян // Политематический   сетевой  электронный   научный     журнал    Кубанского  аграрного университета  [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2011/08/pdf26.pdf.- № 72(08). - 2011.

3. Давоян, О. Р.   Синтетические    формы   как   основа   для   сохранения    и использования  генофонда  диких  сородичей мягкой пшеницы /  Р.О. Давоян, И.В. Бебякина, О.Р. Давоян  и др.//Вавиловский журнал генетики и  селекции, 2012.-Т.16.№ 1.-С.5

4. Давоян, О. Р.  Идентификация  генов  устойчивости  к  листовой  ржавчине  в   видахAegilops L .,   синтетических  формах  и    интрогрессивных  линиях мягкой пшеницы / Э.Р.  Давоян,  Р.О.  Давоян,  И.В.  Бебякина,  О.Р. Давоян и др.//  Вавиловский журнал генетики и селекции, 2012.-Т.16.№ 1.-С.13.

        

II. Статьи в аналитических сборниках, материалах конференции:

5. Давоян, О. Р. Генофонд      дикорастущих     сородичей,      как     источник генетического разнообразия мягкой пшеницы / Р.О.Давоян, И.В. Бебякина,  О.Р. Давоян // Генетические ресурсы культурных растений в ХХI веке: Тезис. докл. II Вавиловской международной конф.- Санкт-Питербург, 2007.-С.63-64.

6. Давоян, О. Р.   Изучение   интрогрессивных    линий    мягкой   пшеницы / Р.О.  Давоян,  И.В.  Бебякина,   О.Р.  Давоян,   А.Н.  Зинченко // Конференция   грантодержателей    регионального   конкурса   РФФИ  и  администрации

Краснодарского края.- Краснодар, 2008.-С.46-47.

7.  Давоян, О. Р.    Создание   и     изучение   серий замещенных линий мягкой пшеницы с генетическим  материалом   Aegilops   umbellulata  и  AgropyronglaucumИ.В. Бебякина, Э.Р. Давоян, О.Р. Давоян // V съезд ВОГиС: Тезис. докл.-Москва, 2009.-С.180.

8. Давоян, О. Р.  Синтетические   формы   как    основа      для   сохранения   и использования  генофонда диких   сородичей  мягкой  пшеницы/ Р.О. Давоян, И.В. Бебякина, О.Р. Давоян, А.Н. Зинченко//V съезд ВОГиС: Тезис. докл.-Москва, 2009.-С.214.

9.  Давоян, О. Р.    Получение   и   изучение   замещенных   линий озимой мягкой    пшеницы   Аврора   с   хромосомами  эгилопса   зонтичного  Aegilops umbellulta/ И.В. Бебякина, О.Р. Давоян, А.Н. Зинченко // Материалы  Научно-практической    конференции   Кубанского  отделения ВОГиС,  Краснодар, 2009.- С.66-67.

10. Давоян, О. Р. Изучение  новых  интрогрессивных  линий   озимой   мягкой пшеницы /  О. Р.   Давоян,  А.Н.  Зинченко,    И.В.  Бебякина  //  Материалы   III Всероссийской  научно-практической   конференции  молодых    ученых. - Краснодар, 2009.-С.24-26.

11.  Давоян, О. Р. Замещенные   линии     мягкой    пшеницы  с  хромосомами Agropyronglaucum/ А.Н.Зинченко, О. Р.Давоян, И.В. Бебякина // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых.-Краснодар, 2009.- С.33-34.

12.  Давоян, О. Р.   Передача   устойчивости  к  болезням от  диких  сородичей мягкой   пшеницы  с   использованием     синтетических   форм  / Р.О. Давоян, И.В. Бебякина, О.Р. Давоян,  А.Н. Зинченко, Э.Р.  Давоян// Тр. по прикл. бот. генет. и селекции, 2009.-166.- С.519-523.

13. Давоян,  О. Р.      Изучение      устойчивости      к      листовой      ржавчине интрогрессивных линий мягкой пшеницы с генетическим материалом Aegilops umbellulata /О.Р. Давоян, И.В. Бебякина,  Р.О. Давоян, А.Н. Зинченко // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. - Краснодар, 2010.- С.661-662.

14. Давоян, О. Р. Идентификация хромосом Agropyronglaucum у замещенных линий    сорта   мягкой   пшеницы   Аврора /   А.Н. Зинченко, Р.О.  Давоян,  И.В. Бебякина, О.Р.  Давоян // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. - Краснодар, 2010.-С.665-667.

15. Davoyan, O. R. Synthetic forms: a basis for preservation and using of a gene pool  of   wild   relatives    of common wheat /  R.O.  Davoyan,  I.V. Bebyakina, E.R. Davoyan, A.M. Kravchenko, O. R. Davoyan//Abstract book Intern. Conference Wheat Genetic  resources  and  genomics, august 28- September 1, 2011, Novosibirsk, Russia, P 37.

 

 

 

 

 

 
Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.