ПЛР-аналіз генів фотоперіодичної чутливості у сортів м’якої озимої пшениці селекції Білоцерківської дослідно-селекційної станції

  • В. М. Філімонов Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна, 65082, Одеса, вул. Дворянська, 2
  • А. О. Бакума Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна, 65082, Одеса, вул. Дворянська, 2
  • Г. О. Чеботар Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна, 65082, Одеса, вул. Дворянська, 2
  • Л. А. Бурденюк-Тарасевич Білоцерківська дослідно-селекційна станція, Україна, 09176, Київська обл., Білоцерківський р-н, с. Мала Вільшанка, вул. Радянська, 1
  • С. В. Чеботар Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна, 65082, Одеса, вул. Дворянська, 2; Селекційно-генетичний інститут — Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення НААН України, Україна, 65036, Одеса, вул. Овідіопільська дорога, 3
DOI: https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.16.2.1060

Анотація

Мета. Визначення алельного стану генів чутливості до фотоперіоду Ppd-1 у 16 сортів м’якої озимої пшениці селекції Білоцерківської дослідно-селекційної станції і детекція гаплотипів за геном Ppd-D1, згідно з прийнятою класифікацією. Методи. Виділення ДНК, алель-специфічна і гніздова ПЛР, електрофорез в агарозних і поліакриламідних гелях, визначення достовірності відмінностей за термінами колосіння. Результати. Рослини сортів Водограй білоцерківський, Білоцерківська напівкарликова, Олеся, Перлина лісостепу, Елегія, Ясочка, Либідь, Царівна, Лісова пісня, Романтика, Відрада, Щедра Нива, Чародійка білоцерківська, Русса, Дріада-1 мають генотип Ppd-А1b Ppd-B1b Ppd-D1a, і відносяться до VII гаплотипу за геном Ppd-D1. Генотип сорту Легенда білоцерківська характеризується наявністю алелів Ppd-А1b Ppd-B1b Ppd-D1b і відноситься до IV гаплотипу за геном PpdD1. Достовірна різниця (Р = 0,01) за термінами колосіння виявлена тільки між сортами Русса і Легенда білоцерківська і становить 12,4 доби. Висновки. Більшість сортів БДСС має генотип — Ppd-А1b PpdB1b Ppd-D1a, у якому алель Ppd-D1a детермінує нечутливість до фотоперіоду і призводить до більш раннього колосіння. Тільки сорт Легенда білоцерківська є носієм рецесивного алеля гена Ppd-D1b, відноситься до ІV гаплотипу має найбільш пізні строки колосіння.
Ключові слова: гени Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1, озима пшениця, ПЛР-аналіз, фотоперіодична чутливість.

Посилання

Bakuma A.O., Bulavka N.V., Chebotar S.V. The genothypes of modern myronivsky varieties of winter wheat for Ppd-A1, Ppd-B1, Ppd-D1 genes and their sensitivity to photoperiod. Bulletin of ONU. Biology. 2016. Vol. 21(1). P. 75–78.

Mokanu N.V., Fait 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. 28–35.

Fayt V.I., Balashova I.A., Fedorova V.R., Balinskaja M.S. Identification of genotypes Ppd-1 varieties of wheat genetic methods and STS-PCR analysis. Plant Physiology and Genetics. 2014. Vol. 46(4). P. 325–336

Fedorova V. R. differences between the effects of genes of the photoperiodic reaction in soft winter wheat. avtor. dis. Cand. Biol. Sciences, special. 03.00.15 "Genetics". Odessa, 2004. 19 p.

Chebotar G.A, Chebotar S.V. Motsnyy I.I., Sivolap Y.M. Clarification of Rht8 and Ppd-D1 gene linkage on the 2D chromosome of winter bread wheat. Cytology and genetics. 2013. Vol. 47(2). P. 12-17.

Catalogue of varieties of soft wheat of Belotserkovskaya DSS 2017. Access to the electronic resource: http://bc-selecstation.com.ua/ru/wheat%20cultivar.

Beales J., Turner A., Griffiths S. et al. A Pseudo-Response Regulator is misexpressed in the photoperiod intensitive Ppd-D1a mutant of wheat (Triticum aestivum L.). Theor. Appl. Genet. 2007. Vol. 115. P. 721–723. doi: 10.1007/s00122-007-0603-4

Chen F., Gao M., Zhang J. et al. Molecular characterization of vernalization and response genes in bread wheat from the Yellow and Huai Valley of China. BMC Plant Biol. 2013. Vol. 13. P. 199. doi: 10.1186/1471-2229-13-199

Díaz A., Zikhali M., Turner A. et al. Copy number variation affecting the Photoperiod-B1 and Vernalization-A1 genes is associated with altered flowering time in wheat (Triticum aestivum) PLoS One. 2012. Vol. 7(3):e33234. doi: 10.1371/journal.pone.0033234

Guo Z., Song Y., Zhou R., Ren Z., Jia J. Discovery, evaluation and distribution of haplotypes of the wheat Ppd-D1 gene. New Phytol. 2010. Vol. 185(3). P. 841–851. doi: 10.1111/j.1469-8137.2009.03099.x.

Law C.N., Sutka J., Worland A. J. A genetic study of day-length response in wheat. Heredity. 1978. Vol. 41(2). P. 185–191.

McIntosh R.A., Yamazaki Y., Devos K.M. et al. Catalogue of gene symbols for wheat. Proc. 10th Inter. Wheat Genet. Symp. Paestum (Italy). 2003. http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/top/top.jsp.

Nishida H., Yoshida T., Kawakami K. et al. Structural variation in the 5′ upstream region of photoperiod-insensitive alleles Ppd-A1a and Ppd-B1a identified in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.), and their effect on heading time. Molecular Breeding. 2013. Vol. 31(1). P. 27–37. doi: 10.1007/s11032-012-9765-0

Prasil I.T., Prasilova P., Pankova K. The relationship between vernalization requirement and frost tolerance in substitution lines of wheat. Biologia plantarum. 2005. Vol. 49(2). P. 95–200. doi: 10.1007/s10535-005-5200-2

Seki M., Chono M., Matsunaka H., Fujita M., Oda S., Kubo K., Kiribuchi Otobe C., Kojima H., Nishida H., Kato K. Distribution of photoperiod-insensitive alleles Ppd-B1a and Ppd-D1a and their effect on heading time in Japanese wheat cultivars. Breeding Sci. 2011. Vol. 61. P. 405–412. doi: 10.1270/jsbbs.61.405

Wilhelm E. P., Turner A. S., Laurie D. A. Photoperiod insensitive Ppd-A1a mutations in tetraploid wheat (Triticum durum Desf.). Theoretical and Applied Genetics. 2009. Vol. 118. P 285–294. doi: 10.1007/s00122-008-0898-9

Worland A. J., Appendino M., Sayers E. The distribution, in European winter wheats, of genes that influence ecoclimatic adaptability whilst determining photoperiodic insensitivity and plant height. Euphytica. 1994. Vol. 80(3). P. 219–228.