Характеристика ліній пшениці м’якої озимої з транслокацією 1BL.1RS типу вишиванка

  • Н. О. Козуб Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; ДУ «Інститут харчової біотехнології і геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2а https://orcid.org/0000-0002-3572-1786
  • І. О. Созінов Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33 https://orcid.org/0000-0002-3621-5746
  • Н. О. Дем’янова Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; ДУ «Інститут харчової біотехнології і геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2а https://orcid.org/0009-0009-4712-8275
  • О. І. Созінова Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; ДУ «Інститут харчової біотехнології і геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2а https://orcid.org/0000-0002-0981-3433
  • Я. Б. Блюм Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2А https://orcid.org/0000-0001-7078-7548
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v37.1741
Ключові слова: Triticum aestivum L., секаліни, стійкість до борошнистої роси, ознаки колоса, скручування листків

Анотація

Мета. З використанням секалінових локусів ми ідентифікували нову транслокацію 1BL.1RS у ярого сорту пшениці м’якої Вишиванка. Метою роботи було створення озимих ліній з цією транслокацією та дослідження їх особливостей. Методи. Озимі сорти Samurai та Соломія схрещували з сортом Вишиванка. Для добору гомозигот за транслокацією проводили електрофорез гліадинів у кислому середовищі та SDS-електрофорез. Для родини ліній F5  від схрещування Samurai х Вишиванка визначали ознаки продуктивності головного колоса. Результати. Аналіз розщеплення у зерен F2 від схрещування Вишиванка х Соломія показав знижену частоту передачі транслокації через пилкові зерна. Маркерним добором створено озимі лінії з транслокацією типу Вишиванка, які мали стійкість до борошнистої роси на природному фоні. Лінії F3–F5, що походять від колоса F2 175-1 від схрещування Samurai х Вишиванка, мали високий ступінь скручування листків. Такі лінії F5 мали більшу кількість колосків та зерен у колосі ніж у сорту Samurai, але не відрізнялись за масою зерна з колоса. Висновки. Озимі лінії від схрещування з сортом Вишиванка – перспективний селекційний матеріал з новою транслокацією 1BL.1RS зі стійкістю до борошнистої роси, високими ознаками продуктивності колоса та, у випадку мутантів, ознакою скручування листків для створення посухостійких сортів.

Посилання

Graybosch R., Bai G., Amand P.S., Sarath G. Persistence of rye (Secale cereale L.) chromosome arm 1RS in wheat (Triticum aestivum L.) breeding programs of the Great Plains of North America. Genet. Resour. Crop. Evol. 2019. Vol. 66. P. 941–950. https://doi.org/10.1007/s10722-019-00742-4.

Gabay G., Wang H., Zhang J. et al. Dosage differences in 12-oxophytodienoate reductase genes modulate wheat root growth. Nat. Commun. 2023. Vol. 14 (1). P. 539. https://doi.org/10.1038/s41467-023-36248-y.

McIntosh R. A. Catalogue of Gene Symbols for Wheat. 2024. https://wheat.pw.usda.gov/GG3/sites/default/files/data_downloads/%20Catalogue%20of%20Gene.

Parks R., Carbone I., Murphy J.P. et al. Virulence structure of the Eastern US wheat powdery mildew population. Plant Dis. 2008. Vol 92 (7). P. 1074–1082. https://doi.org/10.1094/PDIS-92-7-1074.

Li Z., Ren Z., Tan F., Luo P., Ren T. Molecular cytogenetic characterization of novel 1RS.1BL translocation and complex chromosome translocation lines with stripe rust resistance. Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23 (5). P. 2731. https://doi.org/10.3390/ijms23052731.

Li Z., Jiang Q., Fan T. et al. Molecular cytogenetic and physiological characterization of a novel wheat-rye T1RS.1BL translocation line from Secale cereal L. Weining with persistence to stripe rust and functional "Stay Green" trait. Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23 (9). P. 4626. https://doi.org/10.3390/ijms23094626.

Ren T., Jiang Q., Sun Z. et al. Development and Characterization of Novel Wheat-Rye 1RS·1BL Translocation Lines with High Resistance to Puccinia striiformis f. sp. tritici. Phytopathology. 2022. Vol. 112 (6). P. 1310–1315. https://doi.org/10.1094/PHYTO-07-21-0313-R.

Szakács É., Szőke-Pázsi K., Kalapos B. et al. 1RS arm of Secale cereanum 'Kriszta' confers resistance to stripe rust, improved yield components and high arabinoxylan content in wheat. Sci. Rep. 2020. Vol. 10 (1). P. 1792. https://doi.org/10.1038/s41598-020-58419-3.

Li Z., Ren Z., Tan F., Luo P., Ren T. Molecular Cytogenetic Characterization of Novel 1RS.1BL translocation and complex chromosome translocation lines with stripe rust resistance. Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23 (5). P. 2731. https://doi.org/10.3390/ijms23052731.

Kozub N. A., Motsnyi I. I., Sozinov I. A. et al. Mapping a new secalin locus on the rye 1RS arm. Cytol. Genet. 2014. Vol. 48 (4). P. 203–207. https://doi.org/10.3103/S0095452714040021.

Kozub N., Sozinov I., Karelov A. et al. Studying recombination between the 1RS arms from the rye Petkus and Insave involved in the 1BL.1RS and 1AL.1RS translocations using storage protein loci as genetic markers. Cytol. Genet. 2018. Vol. 52 (6). P. 440–447. https://doi.org/10.3103/S0095452718060063.

Karelov A. et al. Molecular detection of resistance to biotic stress conditions in spring bread wheat cultivars. Innovative Approaches and Applications for Sustainable Rural Development / ed. by A. Theodoridis, A. Ragkos, M. Salampasis. Cham, 2019. P. 305–324. https://doi.org/10.1007/978-3-030-02312-6_18.

Kozub N. A., Sozinov I. A., Sobko T. A. et al. Variation at storage protein loci in winter common wheat cultivars of the Central Forest-Steppe of Ukraine. Cytol. Genet. 2009. Vol. 43 (1). P. 55–62. https://doi.org/10.3103/S0095452717020050.

Laemmli U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970. Vol. 227 (5259). P. 680–685. https://doi.org/10.1038/227680a0.

Ali Z., Merrium S., Habibur-Rahman M. et al. Wetting mechanism and morphological adaptation; leaf rolling enhancing atmospheric water acquisition in wheat crop – a review. Environ. Sci. Pollut. Res. 2022. Vol. 29. P. 30967–30985. https://doi.org/10.1007/s11356-022-18846-3.