Генотипування сортів пшениці м’якої української селекції за допомогою маркера гена Lr48, що забезпечує помірну стійкість до бурої іржі

  • A. V. Karelov
  • N. A. Kozub
  • I. A. Sozinov
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v22.929

Анотація

Мета. Пшениця м’яка (Triticum aestivum L.) є однією з найбільш важливих і широко вирощуваних сільськогосподарських культур у світі. Для багатьох хвороб пшениці впровадження генів стійкості вважають найраціона-льнішим шляхом зменшити втрати урожаю ї контролювати поширення збудників. Метою цього дослідження було вивчення вибірки сортів пшениці м’якої української селекції за допомогою маркера гена Lr48. Методи. Зразки ДНК 46 сортів пшениці м’якої створених у Миронівському інституті пшениці ім. Ремесла Національної академії аграрних наук України разом із Інститутом фізіології рослин і генетики Національної академії наук України були досліджені за допомогою маркера IWB70147. Результати. Було виявлено, що 15 з 46 (або 32,6 %) сортів несуть асоційований зі стійкістю алель маркера. Висновки. Було виявлено, що асоційований зі стійкістю алель маркера гена Lr48 присутній у сортів пшениці м‟якої, створених у лісостеповій зоні України. Можливим джерелом алеля стійкості є Миронівська 808, яка зустрічається у родоводах багатьої українських і світових сортів. Дані, отримані в цьому дослідженні, можуть бути використані в селекційних програмах для вибору джерел по-мірної дорослої стійкості. Сорти Ювіляр Миронівський, Володарка і Пам‟яті Ремесла із дорослою стійкістю, яку забезпечує ген Lr48 також несуть пов‟язаний зі стійкістю алель гена Lr34/Yr18/Pm38/Sr57/Bdv1.
Ключові слова: молекулярні маркери, пшениці, гени стійкості, доросла стійкість рослин.

Посилання

Bushuk W., Rasper V.F. (eds.) Wheat: production properties and quality. Blackie/Chapman and Hall, London, 1994. 239 p.

Johnson R. Past, present and future opportunities in breeding for disease resistance, with examples from wheat. Euphytica. 1992. Vol. 63, No. 1–2. P 3–22.

Sharma I. (ed.) Disease Resistance in Wheat. Hardback, Punjab Agricultural University, India, 2012. 336 p.

Langridge P., Lagudah E.S., Holton T.A., Appels R., Sharp P.J., Chalmers K.J. Trends in genetic and genomic analyses in wheat: A Review. Australian J Agric Res. 2001. Vol. 52. P. 1043–1078.

Lesser W., Kolady D.E. Disease Resistance of Wheat Varieties: Can Private Varieties Withstand the Pressure? Economics Research International. 2011. Vol. 2011. 6 p. doi: 10.1155/2011/575192

Ellis J.G., Lagudah E.S., Spielmeyer W., Dodds P.N. The past, present and future of breeding rust resistant wheat. Frontiers in Plant Science. 2014. Vol. 5, Iss. 641. doi: 10.3389/fpls.2014.00641

Bolton M.D., Kolmer J.A., Garvin D.F. Wheat leaf rust caused by Puccinia triticina. Mol Plant Pathol. 2008. Vol. 9, No. 5. P. 563–575.

Gupta V.S., Khan R.R., Rajwade A.V., Reddy, D.M.R., Hosmani P., Dholakia B.B., Lagu M.D., Tamhankar S.A., Rao V.S., Sain, R.G. Molecular Mapping of Leaf Rust Resistance Gene Lr15 in Bread Wheat. 11th Int. Wheat Genet. Symp. Sydney: Univ. press, 2008. P. 724–726.

Cloutier S., McCallum B.D., Loutre C., Banks T.W., Wicker T., Feuillet C., Keller B., Jordan M.C. Leaf rust resistance gene Lr1, isolated from bread wheat (Triticum aestivum L.) is a member of the large psr567 gene family. Plant Mol Biol. 2007. Vol. 65, No. 1–2. P. 93–106.

Huang L., Brooks St.A, Li W., Fellers J.P., Trick H.N., Gill B.S. Map-based cloning of leaf rust resistance gene Lr21 from the large and polyploid genome of bread wheat. Genetics. 2003. Vol. 164, No. 2. P. 655–664.

Kolmer J.A. Genetics of resistance to wheat leaf rust. Annu Rev. Phytopathol. 1996. Vol. 34. P. 435–455.

Boskovic J., Boskovic M., Babovic M., Jerkovic Z., Pesic V. Pyramiding Strategy for Durable Resistance to Wheat Leaf Rust Pathogen. Wheat in a Global Environment. Developments in Plant Breeding / Bedö Z., Láng L. (eds). 2001. Vol. 9. P. 337–343.

Collard B.C., Mackill D.J. Marker-assisted selection: an approach for precision plant breeding in the twenty-first century. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2008. Vol. 363 (1491). P. 557–572.

Karelov A.V., Pirko Ya.V., Kozub N.A., Sozinov I.A., Pirko N.N., Litvinenko N.A., Lyfenko S.F., Koliuchii V.T., Blume Ya.B., Sozinov A.A. Identification of the allelic state of the Lr34 leaf rust resistance gene in soft winter wheat cultivars developed in Ukraine. Cytology and Genetics. 2011. Vol. 45, No. 5. P. 3–10.

Karelov A.V., Kozub N.A., Sozinov I.A., Sozinov A.A., Blume Ya.B. Allelic state of the molecular genetic markers for genes associated with sensitivity to Pyrenophora tritici-repentis toxins A and B and Staganospora nodorum toxin A among Ukrainian common wheat cultivars. The Bulletin of Vavylov Society of Geneticists and Breeders of Ukraine. 2015. Vol. 13, No. 1. P. 11–17.

Karelov A.V., Kozub N.A., Sozinov I.A., Borzykh A.I. Polymorphism of the TDF_076_2D gene conferring moderate Fusarium head blight resistance among common wheat (Triticum aestivum L.) cultivars of the steppe zone of Ukraine. Scientific reports of NULES of Ukraine. 2015. No. 2 (51). URL: http://nd.nubip.edu.ua/2015_2/7e.pdf (Last accessed: 02.28.2018).

Nsabiyera V., Qureshi N., Bariana H.S., Wong D., Forrest K.L., Hayden M.J. Molecular markers for adult plant leaf rust resistance gene Lr48 in wheat. Molecular Breeding. 2016. Vol. 36, No. 65. doi: 10.1007/s11032-016-0488-5.

Saini R.G. Kaur M., Singh B., Sharma S., Nanda G.S., Nayar S.K, Gupta A.K., Nagarajan S. Genes Lr48 and Lr49 for hypersensitive adult plant leaf rust resistance in wheat (Triticum aestivum L.). Euphytica. 2002. Vol. 124. P. 365–370.

Bansal U.K., Hayden M.J., Venkata B.P., Khanna R., Saini R.G., Bariana H.S. Genetic mapping of adult plant leaf rust resistance genes Lr48 and Lr49 in common wheat. Theor Appl Genet. 2008. Vol. 117, No. 3. P. 307–312.

Singh A., Pallavi J.K., Gupta P., Prabhu K.V. Identification of microsatellite markers linked to leaf rust adult plant resistance (APR) gene Lr48 in wheat. Plant Breeding. 2011. Vol. 130, No. 1. P. 31–34.

GRIS: Genetic Resources Information System for Wheat and Triticale (database). URL: http://www.wheatpedigree.net/ (Last accessed: 02.28.2018).