Распространение генов гибридного некроза в генотипах сортов озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) английской селекции
- Авторы: Пухальский В.А.1, Кудрявцев А.М.1
-
Учреждения:
- Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук
- Выпуск: Том 60, № 5 (2024)
- Страницы: 102-104
- Раздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
- URL: https://journal-vniispk.ru/0016-6758/article/view/265530
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016675824050089
- EDN: https://elibrary.ru/CJAKSV
- ID: 265530
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Исследовано генетическое разнообразие 15 сортов озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) английской селекции. Установлено, что из изучавшихся сортов 11 (73,3%) несут ген Ne2 (генотип ne1ne1Ne2Ne2), а 4 сорта (26.7%) были свободны от генов гибридного некроза (генотип ne1ne1ne2ne2). Ген Ne1 обнаружен не был. Сорта с геном Ne2 различались по силе его аллелей. У четырех сортов установлен аллель средней силы – Ne2m (moderate), а в генотипах семи сортов аллель промежуточной силы – Ne2ms(moderately strong).
Полный текст
Явление летальности первого гибридного поколения пшеницы впервые было описано в 1929 г. [1]. Позже было показано, что гибридный некроз вызывается комплементарным взаимодействием двух доминантных генов Ne1 и Ne2 [2–4]. При этом для гена Ne1 описано три аллеля, а для гена Ne2 – пять. Установлена видовая специфичность генов гибридного некроза и специфика их распространения в различных регионах земного шара. При этом выявлено определенное влияние селекции на распространение и соотношение генов гибридного некроза в генотипах озимой и яровой мягкой пшеницы различных стран [5, 6]. В целом же не произошло полного исчезновения этих генов из селекционных популяций пшеницы. В связи с этим остается важным изучение некрозных генотипов селекционных сортов для обоснования программ селекции и подбора исходного селекционного материала [6].
Нами было проведено исследование генотипов 15 современных сортов озимой мягкой пшеницы английской селекции на предмет отягощенности их генотипов генами гибридного некроза. В качестве тестеров использовали сорта яровой мягкой пшеницы Marqillo (генотип Ne1sNe1sne2ne2) и Балаганка (генотип ne1ne1Ne2sNe2s). Семена сортов озимой пшеницы из коллекции академика А.А. Созинова перед посевом были подвергнуты яровизации. Скрещивание с тестерами проводили твел-методом в полевых условиях. Некроз выявляли на разных стадиях онтогенеза растений F1 и F2 в полевых условиях, используя критерии, описанные в [7, 8]. Полученные результаты приведены в табл. 1. Установлено, что из изучавшихся сортов 11 (73.3%) несли ген Ne2 (генотип ne1ne1Ne2Ne2), а 4 сорта (26.7%) были свободны от генов гибридного некроза (генотип ne1ne1ne2ne2). Сортов с геном Ne1 (генотип Ne1Ne1ne2ne2) не выявлено. Изучавшиеся сорта генотипа ne1ne1Ne2Ne2 различались по силе аллелей гена Ne2. Так, в генотипах сортов Avilon, Armada, Calahad и Norman установлен аллель средней силы Ne2m (moderate), а в генотипах сортов Aqila, Brigand, Hustler, Longbow, Maris-Huntsman, Fenman и Stetson аллель промежуточной силы Ne2ms (moderately strong).
Таблица 1. Генотипы по генам гибридного некроза английских сортов озимой мягкой пшеницы
№ | Сорт | Родословная | Год включения в производство | Некрозный генотип |
1 | AVILON | Maris–Ploughman/Bilbo | 1980 | ne1Ne2m |
2 | AQILA | Tadorna/Carstens-854 | 1972 | ne1Ne2ms |
3 | ARMADA | TR–118//Perdix//Hybride-46/4/Capelle-desperez/Champlein/3/Viking/Tetrix//Tetrix/Jubilegem | 1978 | ne1Ne2m |
4 | BRIGAND | Maris–Huntsman/Maris-Bilbo | 1979 | ne1Ne2ms |
5 | BOUNTY | ? | ? | ne1ne2 |
6 | FLANDERS | Champlein/FD–2816–348 | 1949 | ne1ne2 |
7 | CALAHAD | ? | ? | ne1Ne2m |
8 | HUSTLER | Maris–Huntsman/Maris–Durin | 1978 | ne1Ne2ms |
9 | LONGBOW | TJB–268-175/Hobbit | 1980 | ne1Ne2ms |
10 | MARIS HUNTSMAN | Cappelle*4/Hybrid-46, GBR//2*Professor Marshal | 1980 | ne1Ne2ms |
11 | NORMAN | TJB–268-175/(SIB)Hobbit | 1981 | ne1Ne2m |
12 | RAPIER | Maris–Ranger/Mayo-64/Chile 8923/3/Maris-Beacon | 1981 | ne1ne2 |
13 | FENMAN | TJB–268-175/(SIB)Hobbit | 1978 | ne1Ne2ms |
14 | STETSON | TR–226/Lincoln/Benno | 1981 | ne1Ne2ms |
15 | VIRTNE | ? | ? | ne1ne2 |
Полученные в настоящем исследовании данные по соотношению некрозных генотипов озимых пшениц английской селекции хорошо согласуются с полученными ранее данными по генотипам озимых сортов России, Индии, и других стран [9–11]. При этом высокий процент аллеля Ne2 гена гибридного некроза в генотипах современных сортов озимой мягкой пшеницы обусловлен сцеплением этого гена с генами устойчивости к фитопатогенам, а также с генами ряда хозяйственно-ценных признаков [12–15]. Эти данные в определенной степени обосновывают факт сохранения и распространения генотипов пшеницы ne1ne1Ne2Ne2 в селекционных программах и в популяциях селекционных сортов пшеницы в качестве генетического груза на протяжении почти 100 лет. Однако остается непонятным сохранение в генотипах сортов пшеницы ряда регионов мира гена Ne1, это требует дальнейшего изучения.
Авторы выражают искреннюю благодарность М.П. Слезиной за помощь при оформлении данной рукописи в печать.
Работа выполнена при бюджетном финансировании.
Настоящая статья не содержит каких-либо исследований с использованием в качестве объектов животных.
Настоящая статья не содержит каких-либо исследований с использованием в качестве объектов людей.
Авторы заявляют, что у них нет конфликтов интересов.
Об авторах
В. А. Пухальский
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: pukhalsk@vigg.ru
Россия, Москва
А. М. Кудрявцев
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук
Email: pukhalsk@vigg.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Декапрелевич Л.Л. О нежизнеспособном потомстве при скрещивании пшениц // Список докладов и тезисы Всесоюзного съезда по генетике, селекции, семеноводству и племенному животноводству, Ленинград, 10-16 янв. 1929 г. Л.: Изд. Орг. бюро Съезда, 1929. Л.: 1929.
- Костюченко И.А. Явление преждевременной гибели гибридов при скрещивании пшениц // Социалистическое растениеводство. 1936. № 19. С. 127–136.
- Hermsen J.G.T. The genetic basis of hybrid necrosis in wheat. Genetica (The Netherlands) // 1963a. V. 12. P. 245–287
- Пухальский В.А. Материалы к изучению генов некроза в роде Triticum L. // Генетика. 1996. Т. 32. № 4. С. 541–543.
- Zeven A.C. Geographical distribution of genes of hybrid necrosis in wheat // Euphitica. 1966. V. 15. № 3. P. 281–284.
- Пухальский В.А., Мартынов С.П., Добротворская Т.В. Гены гибридного некроза пшениц (Теория вопроса и каталог носителей летальных генов). М.: Изд-во ТСХА. 2002. 315 с.
- Hermsen J.G.T. Quantitative investigations on progressive necrosis in wheat hybrids // Euphitica. 1960. V. 9 № 1. P. 141 – 172.
- Hermsen J.G.T. Hybrid necrosis as a problem for the wheat breeder // Euphytica. 1963b. V. 12. P. 1–16.
- Singh S., Channdhary H.K., Sethi G.S. Distribution and allelic expressivity of genes for hybrid necrosis in some elite winter and spring wheat ecotypes // Euphytica. 2000. V. 112. P. 95–100.
- Пухальский В.А., Билинская Е.Н., Кудрявцев А.М. Мониторинг отягощенности геномов сортов озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) генами гибридного некроза // Генетика. 2018. Т. 54 . № 12. С. 1466–1472. https://doi.org/10.1134/S0016675818120123
- Bomblies K., Weigel D. Hybrid necrosis: Autoimmunity as a potential gene – flow barrier in plant species // Nat. Rev. Genet. 2007. V. 1. P. 2–12.
- McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes. Melbourne: CSIRO Publications, 1995. 226 p.
- Михайлова Л.А. Устойчивость пшеницы к бурой ржавчине // Идентифицированный генофонд растений и селекция. 2005. СПб.: ВИР, С. 513–526.
- Рункина Л.А. О возможной связи генов гибридного некроза с генами, контролирующими другие селекционно – ценные признаки // Бюлл. ВИР. 1991. Вып. 210. С. 24–26.
- Morris R. Chromosomal location of genes for wheat characters by chromosomes // Ann. Wheat Newsletter (Kansas). 1959. V. 6. P. 45–49.
Дополнительные файлы
