Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією
Aims. To reveale the presence of wheat-rye translocations in the genome of varieties of soft winter whea by PCR-analysis using primers to locus Xrems 1303 and ω-secalin located in the short arm of chromosome 1R of rye and cytological methods. Methods. DNA analysis by polymerase chain reaction and el...
Saved in:
| Published in: | Фактори експериментальної еволюції організмів |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2014
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178354 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією / Б.В. Моргун, Т.В. Чугункова, І.І. Лялько, Л.Г. Великожон, А.І. Степаненко // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 220-223. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-178354 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Моргун, Б.В. Чугункова, Т.В. Лялько, І.І. Великожон, Л.Г. Степаненко, А.І. 2021-02-18T15:27:42Z 2021-02-18T15:27:42Z 2014 Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією / Б.В. Моргун, Т.В. Чугункова, І.І. Лялько, Л.Г. Великожон, А.І. Степаненко // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 220-223. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178354 633.111: 577.21 Aims. To reveale the presence of wheat-rye translocations in the genome of varieties of soft winter whea by PCR-analysis using primers to locus Xrems 1303 and ω-secalin located in the short arm of chromosome 1R of rye and cytological methods. Methods. DNA analysis by polymerase chain reaction and electrophoretic determination of amplification products. The methods of meios analysis. Results. Varieties of soft winter wheat with wheat-rye translocation were discovered. Conclusions. Specific primers to locus located in chromosome arm 1RS of rye can be used to analyze the presence in wheat wheat-rye translocation. The presence of wheat-rye translocation are confirmed by cytological analysis. Key words: Triticum aestivum L., DNA markers, PCR-analysis, multiplex-PCR, rye-wheat translocation, cytological methods. uk Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Фактори експериментальної еволюції організмів Прикладна генетика і селекція Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією The molecular-genetic identification and cytology peculiarities of varieties of winter wheat with wheat-rye translocation Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією |
| spellingShingle |
Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією Моргун, Б.В. Чугункова, Т.В. Лялько, І.І. Великожон, Л.Г. Степаненко, А.І. Прикладна генетика і селекція |
| title_short |
Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією |
| title_full |
Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією |
| title_fullStr |
Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією |
| title_full_unstemmed |
Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією |
| title_sort |
молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією |
| author |
Моргун, Б.В. Чугункова, Т.В. Лялько, І.І. Великожон, Л.Г. Степаненко, А.І. |
| author_facet |
Моргун, Б.В. Чугункова, Т.В. Лялько, І.І. Великожон, Л.Г. Степаненко, А.І. |
| topic |
Прикладна генетика і селекція |
| topic_facet |
Прикладна генетика і селекція |
| publishDate |
2014 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Фактори експериментальної еволюції організмів |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
The molecular-genetic identification and cytology peculiarities of varieties of winter wheat with wheat-rye translocation |
| description |
Aims. To reveale the presence of wheat-rye translocations in the genome of varieties of soft winter whea by PCR-analysis using primers to locus Xrems 1303 and ω-secalin located in the short arm of chromosome 1R of rye and cytological methods. Methods. DNA analysis by polymerase chain reaction and electrophoretic determination of amplification products. The methods of meios analysis. Results. Varieties of soft winter wheat with wheat-rye translocation were discovered. Conclusions. Specific primers to locus located in chromosome arm 1RS of rye can be used to analyze the presence in wheat wheat-rye translocation. The presence of wheat-rye translocation are confirmed by cytological analysis.
Key words: Triticum aestivum L., DNA markers, PCR-analysis, multiplex-PCR, rye-wheat translocation, cytological methods.
|
| issn |
2219-3782 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178354 |
| citation_txt |
Молекулярно-генетична ідентифікація та цитологічні особливості сортів озимої м’якої пшениці з пшенично-житньою транслокацією / Б.В. Моргун, Т.В. Чугункова, І.І. Лялько, Л.Г. Великожон, А.І. Степаненко // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 220-223. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT morgunbv molekulârnogenetičnaídentifíkacíâtacitologíčníosoblivostísortívozimoímâkoípšenicízpšeničnožitnʹoûtranslokacíêû AT čugunkovatv molekulârnogenetičnaídentifíkacíâtacitologíčníosoblivostísortívozimoímâkoípšenicízpšeničnožitnʹoûtranslokacíêû AT lâlʹkoíí molekulârnogenetičnaídentifíkacíâtacitologíčníosoblivostísortívozimoímâkoípšenicízpšeničnožitnʹoûtranslokacíêû AT velikožonlg molekulârnogenetičnaídentifíkacíâtacitologíčníosoblivostísortívozimoímâkoípšenicízpšeničnožitnʹoûtranslokacíêû AT stepanenkoaí molekulârnogenetičnaídentifíkacíâtacitologíčníosoblivostísortívozimoímâkoípšenicízpšeničnožitnʹoûtranslokacíêû AT morgunbv themoleculargeneticidentificationandcytologypeculiaritiesofvarietiesofwinterwheatwithwheatryetranslocation AT čugunkovatv themoleculargeneticidentificationandcytologypeculiaritiesofvarietiesofwinterwheatwithwheatryetranslocation AT lâlʹkoíí themoleculargeneticidentificationandcytologypeculiaritiesofvarietiesofwinterwheatwithwheatryetranslocation AT velikožonlg themoleculargeneticidentificationandcytologypeculiaritiesofvarietiesofwinterwheatwithwheatryetranslocation AT stepanenkoaí themoleculargeneticidentificationandcytologypeculiaritiesofvarietiesofwinterwheatwithwheatryetranslocation |
| first_indexed |
2025-11-24T21:01:03Z |
| last_indexed |
2025-11-24T21:01:03Z |
| _version_ |
1850493295802712064 |
| fulltext |
220
УДК 633.111: 577.21
МОРГУН Б.В. 1, 2, ЧУГУНКОВА Т.В. 1, ЛЯЛЬКО І.І. 1, ВЕЛИКОЖОН Л.Г. 1,
СТЕПАНЕНКО А.І. 2
1 Інститут фізіології рослин і генетики НАН України,
Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17, e-mail: bmorgun@gmail.com
2 Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України,
Україна, 03680, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНА ІДЕНТИФІКАЦІЯ ТА ЦИТОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ
СОРТІВ ОЗИМОІ М’ЯКОЇ ПШЕНИЦІ З ПШЕНИЧНО-ЖИТНЬОЮ ТРАНСЛОКАЦІЄЮ
В Україні озима пшениця є провідною
зерновою культурою, тому підвищення її
стійкості до біотичних та абіотичних чинників,
збільшення продуктивності рослин становить
одну із важливих проблем. Як відомо, пшениця
має один із найбільш складних геномів,
розшифровка якого триває і досі [1]. Геном
гексаплоїдної м’якої пшениці представлений
одразу трьома схожими, але не ідентичними
комплексами генів і фактично є комбінацією
трьох незалежних геномів (A, B, D), кожен із
яких походить від одного з диких предків
сучасної пшениці. Слід зазначити, що
різноманіття власного комплексу генів м’якої
пшениці є недостатнім для вирішення означених
проблем, тому її залучають до віддаленої
гібридизації. Серед сортів, ліній та іншого
селекційного матеріалу м’якої пшениці, що
містить гени, одержані в результаті
інтрогресивної гібридизації, особливе місце
займають форми з пшенично-житніми
транслокаціями. Жито (2n = 2x = 14 RR) є одним
із донорів генів стійкості до різних патогенів
(Lr 26, Vr 9, Vr 10, Sr 27, Sr 31, Pm 8, Pm 17,
Gb 2, Gb 6). Рослини пшениці з житньою
транслокацією можуть бути більш
посухостійкими, з підвищеною адаптаційною
здатністю, у них збільшується врожайність,
вміст білка в зерні [2, 3]. У пшениці [4] описано
понад 68 різноманітних транслокацій, які несуть
гени стійкості до хвороб та шкідників. Серед
них особливе господарське значення мають
лише п’ять, у тому числі й пшенично-житня
транслокація. Поширення одержали сорти
м’якої пшениці, що містять пшенично-житню
транслокацію 1BL.1RS, у меншій мірі –
транслокацію 1АL.1RS. Для ефективного
дослідження генофонду пшениці, а також
споріднених видів і родів рослин при
інтрогресивній гібридизації достатньо широко
використовують молекулярне ДНК-маркування
геномів [5, 6]. Для характеристики рослинного
матеріалу з пшенично-житніми транслокаціями
впроваджують також класичні методи
цитогенетичного аналізу. Дослідження
поведінки хромосом в мейозі дозволяє
визначати наявність чужорідного матеріалу в
геномах інтрогресивних сортів пшениці, а також
рівень їх цитологічної стабільності. Вважається,
що для стабільних сортів нормою у профазі
першого мейотичного поділу є наявність 21
бівалента, тетради – без порушень. Стабільність
генома інтрогресивних форм обумовлена
компенсаторною здатністю хромосом, що
залучені до рекомбінаційних процесів [7].
Метою нашої роботи була розробка методів
молекулярно-генетичного маркування геномів
та дослідження мейозу у сортів пшениці для
визначення пшенично-житньої транслокації.
Матеріали і методи
Досліджували сорти озимої м’якої
пшениці Альбатрос одеський, Зимоярка,
Фаворитка, Крижинка, Золотоколоса та
Смуглянка. Виділення ДНК із рослинного
матеріалу проводили СТАБ-методом та
використовуючи набір реагентів «ДНК-сорб-С»
(«AmpliSens», Росія) згідно стандартного
протоколу. Наявність пшенично-житньої
транслокації визначали за допомогою
мультиплексної полімеразної ланцюгової
реакції, використовуючи маркери до локусів
Xrems 1303 та Sec 1 [8]. Для визначення
хромосомної локалізації пшенично-житньої
транслокації (1АL.1RS або 1BL.1RS) у сортів
пшениці використовували специфічні пари
праймерів до мікросателітного локуса SCM 9
жита та праймери до референтного гену
пшениці TaTm20. Продукти ампліфікації
розділяли електрофоретично у 2,0 % агарозному
гелі з візуалізацією в ультрафіолетовому світлі
за допомогою етидій броміду як фарбувального
реагента. Для дослідження мейозу у сортах
пшениці відбирали колоси, що знаходились у
трубці, фіксували у оцтовому алкоголі (1 : 3),
фарбували у 2 % оцетокарміні та готували
тимчасові давлені препарати за
загальноприйнятою методикою. У кожному
варіанті досліджували по 10–15 колосів, 12–20
221
пиляків в одному колосі. Наявність чужорідного
генетичного матеріалу встановлювали за
асоціаціями хромосом в М1мейоза та на стадії
Т2. Для кожного сорту вивчали в середньому по
15–25 чітких метафазних пластинок.
Дослідження тетрад мікроспор проводили на
150–200 клітинах одного колоса.
Результати та обговорення
Для ідентифікації пшенично-житніх
транслокацій за допомогою молекулярно-
генетичного маркування геномів було
проаналізовано 5 сортів озимої м’якої пшениці
селекції ІФРГ НАН України. Сорт Альбатрос
одеський (без транслокації) використовували в
якості контролю. Першим етапом роботи було
молекулярно-генетичне дослідження сортів
пшениці на наявність транслокованого
короткого плеча хромосоми жита 1Rs. Для цього
проводили мультиплексну полімеразну
ланцюгову реакцію з використанням праймерів
до референтного гену пшениці ТаТm20 (934 п.н.)
та локусів Xrems 1303 (290 п.н.) і Sec 1 (400
п.н.), які є маркерами до короткого плеча першої
хромосоми жита (рис. 1, 2).
Наявність амплікону довжиною 290 п.н.
вказує на присутність житньої транслокації у
геномі пшениці, а амплікон довжиною 400 п.н.
визначає локус Sec 1, що відповідає за синтез
житніх білків – ω-секалінів (рис. 2).
Аналіз електрофореграм свідчить про
відсутність пшенично-житньої транслокації у
сортів Альбатрос одеський та Зимоярка і її
наявність у інших чотирьох досліджених сортів.
За допомогою молекулярно-генетичного
маркування локусу SCM9 жита визначали
хромосомну локалізацію транслокованого
плеча1RS. На рис. 3 показано розділення сортів
пшениці за наявністю у них 1АL.1RS (226 п.н.)
або 1BL.1RS (206 п.н.) транслокації.
Рис. 1. Електрофореграма продуктів ампліфікації загальної ДНК сортів м’якої пшениці із
праймерами до гену ТаТm20 та локусу Xrems 1303: 1 – Альбатрос одеський; 2 – Зимоярка; 3 –
Фаворитка; 4 – Крижинка; 5 – Золотоколоса; 6 – Смуглянка; 7 – контроль з транслокацією; 8 –
контроль без транслокації; 9 – контроль – ТЕ-буфер; 10 – маркер ДНК л/Hind III
Рис. 2. Електрофореграма продуктів ампліфікації загальної ДНК сортів м’якої пшениці із
праймерами до гену ТаТm20 та локусу Sec 1: 1 – Альбатрос одеський; 2 – Зимоярка; 3– Фаворитка;
4 – Крижинка; 5 – Золотоколоса; 6 – Смуглянка; 7 – контроль з транслокацією; 8 – контроль –
ТЕ-буфер; 9 – маркер ДНК л/Hind III
290
934
400
564
934
564
222
Рис. 3. Електрофореграма продуктів ампліфікації загальної ДНК пшениці на визначення
хромосомної локалізації 1AL- та 1BL-транслокацій: 1– Альбатрос одеський; 2 – Зимоярка;
3 – Крижинка; 4 – Фаворитка; 5 – Золотоколоса; 6 – Смуглянка; 7 – контроль з транслокацією
1AL.1RS; 8 – контроль з транслокацією 1BL. 1RS; 9 – контроль без транслокацій; 10 – контроль –
ТЕ-буфер; 11 – маркер ДНК LadderMix
За результатами аналізу електрофоре-
грами (рис. 3) сорти Крижинка і Фаворитка, що
містять амплікони у 206 п.н., є носіями
пшенично-житньої транслокації у першій
хромосомі пшениці геному В (1BL.1RS), а сорти
Золотоколоса і Смуглянка, у яких виявлено
амплікон 226 п.н. – транслокації у першій
хромосомі пшениці геному А (1АL. 1RS).
Вивчення характеру кон’югації хромосом
у метафазі 1 мейозу сортів Золотоколоса,
Колумбія, Смуглянка, Фаворитка засвідчив
присутність в їх геномах чужорідного
генетичного матеріалу, який може бути
представлений як транслокаціями, так і
заміщеннями [9, 10]. У всіх зазначених сортів в
мейозі на стадії М1 спостерігали відкриті і
закриті бівалентні асоціації, наявність одного-
трьох унівалентів. Крім того, на стадіях анафази
першого та другого ділень мейозу спостерігали
клітини з мостами, фрагментами, затримку у
розходженні до полюсів унівалентних
хромосом. У сортів Золотоколоса, Фаворитка та
Колумбія вищі асоціації хромосом, головним
чином, були представлені закритими та
відкритими бівалентами – 21пз, 20п
з+1п
в, 19пз+2пв
іноді 18пз+3пв, зустрічалися клітини з
унівалентами, частота яких була на рівні 0,5–
1,7 %. Це значно нижче норми, яка характерна
для стабільних інтрогресивних сортів.
Висновки
Таким чином, застосування методу
полімеразної ланцюгової реакції дозволило
ідентифікувати пшенично-житню транслокацію
у сортах пшениці, що свідчить про можливості
використання ДНК-технологій у селекційно-
генетичних програмах. Виходячи з даних,
отриманих за використання цитологічного
аналізу, можна зробити висновки про те, що
сорти Золотоколоса, Фаворитка, Колумбія,
відносяться до цитологічно стабільних
інтрогресивних сортів, які несуть пшенично-
житні транслокації.
Література
1. Brenchley R., Spannagl N., Pfeifer M. et al. Analysis of the bread wheat genome using whole – genome shotgun
sequencing // Nature. – 2012. – 491. – P. 705–710.
2. Boros D., Lukaszewski A.J., Aniol A.,Ochodzki P. Chromosome location of genes controlling the content of
dietary fibre and arabinoxylans in rye // Euphytica. – 2002. – 128. – P. 1–8.
3. Singh N.K., Shepherd K.W., McIntosh R.A. Linkage mapping of genes for resistance to leaf,steam and stripe rust
and secalins on the short arm of rye chromosome 1R // Theor. Appl. Genet. – 1990. – 80. – P. 609–616.
4. Friebe B., Raupp W.J., Gill B.S. Alien genes in wheat improvement. – Wheat in Global Environmentl // Proc. 6-th
Intern. Wheat Conference, 5–9 June, Budapest, Hungary. – 2001. –P. 709–720.
200 п.н.
934 п.н.
226 п.н.
206 п.н.
223
5. Степаненко А.І., Моргун Б.В., Чугункова Т.В., Адаменко Н.І., Великожон Л.Г. Скринінг сортів озимої
м’якої пшениці на наявність пшенично-житньої транслокації за ДНК-маркерами // Вісник укр. товариства
генетиків і селекціонерів. – 2012. – 10, № 2. – С. 311–3186.
6. Моргун Б.В., Степаненко А.И, Чугункова Т.В. Молекулярно-генетический анализ сортообразцов озимой
пшеницы, выращенных в различных экологических зонах Украины // Известия Самарского научного
центра Российской академии наук. – 2013. – 15, № 3 (4). – С. 1390–1393.
7. Бадаева Е.Д., Прокофьева З.Д., Билинская Е.Н. и др. Цитогенетический анализ устойчивых к бурой
ржавчине и мучнистой росе гибридов, полученных от скрещивания мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.,
AABBDD) с пшеницами группы Timopheevii (AtAtGG) // Гeнетика. – 2000. – 36, № 12. – С.1663–1673.
8. Сиволап Ю.М., Чеботар С.В., Сударчук Л.В. Детекція 1RS.1AL, 1RS.1BL та модифікованої транслокацій за
1RS хромосомою у селекційних форм м’якої пшениці. Методичні рекомендації. – Одеса. – 2011. – 13 с.
9. Гордеева Е.И., Леонова И.Н., Калинина Н.П., Санина Е.А., Будашкина Е.Б. Сравнительный цитологический
и молекулярный анализ интрогрессивных линий мягкой пшеницы, содержащих генетический материал
Triticum timopheevii Zhuk. // Генетика. – 2009. – 45, № 12. – С. 1616–1626.
10. Моцный И.И., Чеботарь С.В., Сударчук Л.В., Галаев А.В., Сиволап Ю.М. Идентификация замещения
(1В)1R и транслокации 1ВL.1RS у интрогрессивных линий озимой пшеницы цитологическим и
молекулярно-генетическим методами // Вавилов. ж. ген. и сел. – 2012. – 16, № 1. – С. 212–222.
MORGUN B.V. 1, 2, CHUGUNKOVA T.V. 1, LYALKO I.I. 1, VELYKOZHON L.G. 1,
STEPANENKO A.I. 2
1 Institute of Plant Physiology and Genetics, National Academy of Sciences of Ukraine,
Ukraine, 03022, Kyiv, Vasylkivska str., 31/17
2 Institute of Cell Biology and Genetic Engineering National Academy of Sciences of Ukraine,
Ukraine, 03680, Kyiv, Akademika Zabolotnogo str., 148
THE MOLECULAR-GENETIC IDENTIFICATION AND CYTOLOGY PECULIARITIES OF
VARIETIES OF WINTER WHEAT WITH WHEAT-RYE TRANSLOCATION
Aims. To reveale the presence of wheat-rye translocations in the genome of varieties of soft winter whea by
PCR-analysis using primers to locus Xrems 1303 and ω-secalin located in the short arm of chromosome 1R
of rye and cytological methods. Methods. DNA analysis by polymerase chain reaction and electrophoretic
determination of amplification products. The methods of meios analysis. Results. Varieties of soft winter
wheat with wheat-rye translocation were discovered. Conclusions. Specific primers to locus located in
chromosome arm 1RS of rye can be used to analyze the presence in wheat wheat-rye translocation. The
presence of wheat-rye translocation are confirmed by cytological analysis.
Key words: Triticum aestivum L., DNA markers, PCR-analysis, multiplex-PCR, rye-wheat translocation,
cytological methods.
УДК 633.854.54:631.527.823
ПОЛЯКОВ В.А. 1, ЛЯХ В.А. 2
1 Институт масличных культур НААН,
Украина, 70417, Запорожский район, Запорожская область, пос. Солнечный, ул. Институтская, 1,
e-mail: eradan_90@mail.ru
2 Запорожский национальный университет,
Украина, 69600, г. Запорожье, ул. Жуковского, 66
НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ КОРОБОЧКИ МЕЖВИДОВЫМИ ГИБРИДАМИ F1 ЛЬНА
Род Linum включает в себя не менее ста
видов с разным количеством хромосом от n = 6
до n = 30 [1, 2]. Они различаются по
морфологическим, физиологическим и био-
химиическим признакам. Масличный лен Linum
humile Mill. входит в группу n = 15. В эту же
группу входят и дикие виды L. angustifolium
Huds., L. bienne Mill., L. hispanicum Mill. и
L. crepitans (Boenn.) Dumort. Согласно
большинству исследований, именно эти виды
являются ближайшими родственниками
культурного льна [2–4]. Многие ученые
полагают, что вследствие более примитивного
типа организации хромосом вид L. angustifolium
|