Вплив алелей гена Ppd-D1 та різної тривалості потреби в яровизації на господарсько цінні ознаки озимої м’якої пшениці

  • В. Р. Федорова Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3 https://orcid.org/0000-0001-5251-9611
  • І. А. Балашова Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3 https://orcid.org/0000-0001-7855-1134
  • В. І. Файт Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3 https://orcid.org/0000-0001-9994-341X
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v33.1568
Ключові слова: пшениця, яровизація, гени Ppd-1, алель, колосіння, висота рослин, маса 1000 зерен, урожай

Анотація

Мета. Визначити вплив альтернативних алелей гена Ppd-D1 і фенотипових відмінностей за тривалістю потреби в яровизації та їхньої взаємодії на час колосіння і урожай зерна рекомбінантних ліній пшениці м’якої озимої. Методи. Вирощування рослин у полі та на вегетаційному майданчику, ПЛР зі специфічними праймерами до генів Ppd-D1 та Ppd-B1с, фенологічні спостереження, штучна яровизація, статистичний аналіз. Результати. 136 рекомбінантних ліній F7 від схрещування [F1 (Чайка // Cappelle Desperez/2В Chinese Spring) / Харківська 81] F2 / Обрій ідентифіковані за алелями гена Ppd-D1, охарактеризовані за тривалістю потреби в яровизації, тривалістю періоду до колосіння, висотою рослин, масою 1000 зерен та урожаєм зерна. Висновки. Генотипи за присутності алелі Ppd-D1а колосилися на 2,9 доби раніше таких з алеллю Ppd-B1b, а лінії з 30-добовою потребою – на одну добу раніше аналогічних з 40-добовою потребою в яровизації. Різні поєднання альтернативних алелей гена Ppd-D1 та характеристик ліній щодо потреби в яровизації суттєво впливали на відмінності за тривалістю періоду до колосіння та масою 1000 зерен. Серед ліній, що істотно перевищували за урожаєм контрольні сорти Антонівка та Куяльник, виявлені такі з різним поєднанням двох ознак, але частка ліній з поєднанням гена Ppd-D1а і 30 добової потреби в яровизації була більшою і вони формували найбільший урожай.

Посилання

Bulavka N. Vernalization requirement and photoperiod sensitivity of winter bread wheat varieties bred MIW. Agrobiology. 2010. No.60. P. 12–16. [in Ukrainian]

Pirych A. V., Bulavka N. V., Yurchenko T. V. Photoperiodic sensitivity and vernalization requirement of winter wheat varieties (Trticum aestivum L.) of myronivka breeding. Grain Crops. 2018. No. 2 (2). P. 261–266. doi: 10.31867/2523-4544/0034. [in Ukrainian]

Chebotar G., Bakuma A., Filimonov V., Chebotar S. Haplotypes of Ppd-D1 gene and alleles of Ppd-A1 and Ppd-B1 in Ukrainian bread wheat varieties. Visnyk of the Lviv University. Series Biology. 2019. No. 80. P. 82–89. doi: 10.30970/vlubs.2019.80.10.

Fait V. I., Balashova. I. A. Distribution of photoperiod-insensitive alleles Ppd-D1a, Ppd-B1a, and Ppd-B1c in winter common wheat cultivars (Triticum aestivum L.) of various origin. Cytology and Genetics. 2022. Vol. 56(2). P. 109–117. doi: 10.3103/S0095452722020049.

Fayt V. I. Identification of winter bread wheat (Triticum aestivum L.) gene pool for the genes of vernalization requirement duration (Vrd). Genetičnì resursi roslin. 2012. No.10/11. Р. 212–219. [In Ukrainian]

Pirych A. V., Bulavka N. V., Kovalyshyna H. M. Genes controlling the duration of the vernalization period in the winter wheat variety MIP Valensiia. Myronivka Bulletin. 2018. No. 6. P. 77–89. [in Ukrainian]

Dowla M. A. N. N. U., Edwards I., O’Hara G., Islam S., Ma W. Developing wheat for improved yield and adaptation under a changing climate: optimization of a few key genes. Engineering. 2018. Vol. 4. P. 514–522. doi: 10.1016/j.eng.2018.06.005 2095-8099.

Fayt V. I., Pogrebnyuk E. A., Balashova I. A., Stelmakh A. F. Identification and effects of alleles of Ppd-B1 gene on agronomically valuable traits in recombinant-inbred lines of wheat. Fiziol. rast. genet. 2017. Vol. 49 (1). P. 36–46. doi: 10.15407/frg2017.01.036. [in Russian]

Bakuma А. О., Popovych Yu. A., Motsnyy I. I., Chebotar G. O., Chebotar S. V. Effects of the Ppd-D1a allele on growth rates and agronomical traits in wheat detected by the application of analogous lines. Cytol Genet. 2018. Vol. 52 (5). P. 343–352. doi: 10.3103/S009545271805002X.

Fayt V. I. Effects of vernalization duration control genes (Vrd) on agronomical traits in winter bread wheat. Tsitol Genet. 2007. Vol. 41 (5). P. 18–26. [in Russian]

Alipour H., Abdi H. Interactive effects of vernalization and photoperiod loci on phenological traits and grain yield and differentiation of Iranian wheat landraces and cultivars. J. Plant Growth Regul. 2021. Vol. 40. P. 2105–2114. doi: 10.1007/s00344-020-10260-8.

Feit V. I., Martynyuk V. R. Photoperiod sensitivity and vernalization requirement of winter bread wheat varieties bred in PBGI. Zbirnyk nauk. prac SGI-NCNS. 2002. No. 2 (42). P. 30–36. [in Ukrainian]

Beales J., Turner A., Griffiths S., Snape J. W., Laurie D.A. A pseudo-response regulator is misexpressed in the photoperiod insensitive Ppd-D1a mutant of wheat (Triticum aestivum L.). Theor Appl Genet. 2007. Vol. 115. P. 721–733. doi: 10.1007/s00122-007-0603-4.

Mokanu N. V., Fayt V. I. Differences in the effects of alleles of the genes Vrd1 and Ppd-D1 with respect to winter hardiness, frost tolerance and yield in winter wheat. Cytology and Genetics. 2008. Vol. 42 (6). P. 384–390. doi: 10.3103/S0095452708060054.

Tsenov N., Gubatov T., Yanchev I. Effect of date of heading on variation of basic components of productivity of winter wheat. Journal of Central European Agriculture. 2020. Vol. 21 (4). P. 751–762. doi: 10.5513/JCEA01/21.4.2819.