Distribution of Hybrid Necrosis Genes in Genotypes of Winter Soft wheat (Triticum aestivum L.) Cultivars of English Selection

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The genetic diversity of 15 cultivars of winter soft wheat of English selection has been studied. It was found that 11 (73.3%) of the cultivars studied carried the Ne2 gene (genotype ne1ne1Ne2Ne2), and four cultivars (26.7%) were free of hybrid necrosis genes (genotype ne1ne1ne2ne2). The Ne1 gene was not detected. Cultivars with the Ne2 gene differed in allele strength. Moderate (m) allele was identified in four cultivars, and moderately strong (ms) allele was identified in the genotypes of seven cultivars.

Full Text

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.

×

About the authors

V. A. Pukhalsky

Vavilov Institute of General Genetics of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: pukhalsk@vigg.ru
Russian Federation, Moscow

A. M. Kudryavtsev

Vavilov Institute of General Genetics of the Russian Academy of Sciences

Email: pukhalsk@vigg.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. 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.
  2. Костюченко И.А. Явление преждевременной гибели гибридов при скрещивании пшениц // Социалистическое растениеводство. 1936. № 19. С. 127–136.
  3. Hermsen J.G.T. The genetic basis of hybrid necrosis in wheat. Genetica (The Netherlands) // 1963a. V. 12. P. 245–287
  4. Пухальский В.А. Материалы к изучению генов некроза в роде Triticum L. // Генетика. 1996. Т. 32. № 4. С. 541–543.
  5. Zeven A.C. Geographical distribution of genes of hybrid necrosis in wheat // Euphitica. 1966. V. 15. № 3. P. 281–284.
  6. 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.
  7. Hermsen J.G.T. Quantitative investigations on progressive necrosis in wheat hybrids // Euphitica. 1960. V. 9 № 1. P. 141 – 172.
  8. Hermsen J.G.T. Hybrid necrosis as a problem for the wheat breeder // Euphytica. 1963b. V. 12. P. 1–16.
  9. 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.
  10. 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
  11. 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.
  12. McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes. Melbourne: CSIRO Publications, 1995. 226 p.
  13. Михайлова Л.А. Устойчивость пшеницы к бурой ржавчине // Идентифицированный генофонд растений и селекция. 2005. СПб.: ВИР, С. 513–526.
  14. Рункина Л.А. О возможной связи генов гибридного некроза с генами, контролирующими другие селекционно – ценные признаки // Бюлл. ВИР. 1991. Вып. 210. С. 24–26.
  15. Morris R. Chromosomal location of genes for wheat characters by chromosomes // Ann. Wheat Newsletter (Kansas). 1959. V. 6. P. 45–49.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».