Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы
Исследовано влияние аллельных различий генов Vrd1 и Ppd-D1 и их взаимодействия на зимо-морозостойкость, урожай и его компоненты у рекомбинантно-инбредных линий F5 Одесская 16/Безостая 1. От 9 до 15 % различий по зимо-морозостойкости рекомбинантно-инбредных линий обусловлены альтернативными аллелями...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8305 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы / Н.В. Мокану, В.И. Файт // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 6. — С. 26-33. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859606939786280960 |
|---|---|
| author | Мокану, Н.В. Файт, В.И. |
| author_facet | Мокану, Н.В. Файт, В.И. |
| citation_txt | Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы / Н.В. Мокану, В.И. Файт // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 6. — С. 26-33. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Исследовано влияние аллельных различий генов Vrd1 и Ppd-D1 и их взаимодействия на зимо-морозостойкость, урожай и его компоненты у рекомбинантно-инбредных линий F5 Одесская 16/Безостая 1. От 9 до 15 % различий по зимо-морозостойкости рекомбинантно-инбредных линий обусловлены альтернативными аллелями гена Vrd1 и 10–16 % – Ppd-D1. Взаимодействие аллелей vrd1 и Ppd-D1a способствует формированию наибольшей зимостойкости и морозостойкости раскустившихся растений на протяжении зимы. Параллельно выявлены достоверное увеличение периода до колошения и высоты растений, а также тенденция к снижению урожая зерна у линий генотипа vrd1 vrd1 Ppd-D1a Ppd-D1a по сравнению с линиями генотипа Vrd1 Vrd1 Ppd-D1a Ppd-D1a.
Досліджено вплив алельних відмінностей генів Vrd1 та Ppd-D1 та їх взаємодію за зимо-морозостійкістю, врожаєм та його компонентами у рекомбінантноінбредних ліній F5 Одеська 16/Безоста 1. Від 9 до 15 % відмінностей за зимо-морозостійкістю рекомбінантно-інбредних ліній обумовлені альтернативними алелями гена Vrd1 та 10–16 % – Ppd-D1. Взаємодія алелей vrd1 та Ppd-D1a сприяє формуванню найбільшої зимоморозостійкості впродовж всього періоду зимівлі рослин, що розкущились. Паралельно виявлено достовірне збільшення періоду до колосіння та висоти рослин, а також тенденцію до зниження врожаю зерна у ліній з генотипом vrd1 vrd1 Ppd-D1a у порівнянні з лініями генотипом Vrd1 Vrd1 Ppd-D1a Ppd-D1a.
The influence of allelic differences of Vrd1 and Ppd-D1 genes on winterhardiness, frost resistance, yield and its components was studied in recombinant-inbred F5 lines of Odesskaya 16/Bezostaya 1. From 9 to 15 % differences in the resistance of recombinant,inbred lines were determined by alternative alleles of Vrd1 gene and 10–16 % of Ppd-D1 gene. Interaction of vrd1 and Ppd-D1a alleles led to the higher winterhardiness and frost resistance of tillered plants during the winter. At the same time the significant increase of the period to heading, plant height and the tendency of yield reduction were revealed for vrd1 vrd1 Ppd-D1a PpdD1a lines when compared to the lines of Vrd1 Vrd1 PpdD1a Ppd-D1a genotype.
|
| first_indexed | 2025-11-28T07:05:33Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 626
УДК 633.11:632.111.5:575.113
Н.В. МОКАНУ, В.И. ФАЙТ
Селекционно�генетический институт – Национальный центр
семеноведения и сортоизучения УААН, Одесса
E�mail: fayt@paco.net
РАЗЛИЧИЯ ЭФФЕКТОВ
АЛЛЕЛЕЙ ГЕНОВ Vrd1 И Ppd'D1
ПО ЗИМО'МОРОЗОСТОЙКОСТИ
И УРОЖАЮ У ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Исследовано влияние аллельных различий генов Vrd1 и
Ppd�D1 и их взаимодействия на зимо�морозостойкость,
урожай и его компоненты у рекомбинантно�инбредных
линий F5 Одесская 16/Безостая 1. От 9 до 15 % разли�
чий по зимо�морозостойкости рекомбинантно�инбредных
линий обусловлены альтернативными аллелями гена Vrd1
и 10–16 % – Ppd�D1. Взаимодействие аллелей vrd1 и
Ppd�D1a способствует формированию наибольшей зимо�
стойкости и морозостойкости раскустившихся расте�
ний на протяжении зимы. Параллельно выявлены досто�
верное увеличение периода до колошения и высоты
растений, а также тенденция к снижению урожая зер�
на у линий генотипа vrd1 vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a
по сравнению с линиями генотипа Vrd1 Vrd1 Ppd�D1a
Ppd�D1a.
Введение. Низкий уровень устойчивости
большинства современных сортов озимой
пшеницы к разного рода биотическим и абио,
тическим стрессовым факторам стимулировал
развитие направления селекции на повышение
адаптивности зерновых колосовых культур [1].
Для озимых культур адаптация в первую оче,
редь связана с факторами зимовки, в частности
с реакцией на низкотемпературный стресс. В
процессе эволюции у растений озимой пшени,
цы с целью противодействия упомянутому
фактору возникла система акклиматизации,
которая регулируется светом (фотопериодизм)
и температурой (яровизация).
У озимой пшеницы выявлено как минимум
два гена с неодинаковой экспрессивностью,
контролирующих различия озимой пшеницы
по продолжительности яровизации [2, 3]. Для
обозначения данных генов после предвари,
тельных консультаций с R.A. McIntosh был
предложен символ Vrd (от начальных букв анг,
лийских слов vernalization requirement duration)
[4]. Гены получили обозначения Vrd1 и Vrd2.
Ген Vrd1 был локализован в хромосоме 4А, ген
Vrd2 – 5D [5]. Сообщается также и о возможном
наличии третьего гена, участвующего в контро,
ле различий по продолжительности яровизации
озимой пшеницы [5, 6] с локализацией в хромо,
соме 1А, или 6А, или 4B [5]. Ген Vrd1 обуслов,
ливает колошение растений озимой пшеницы
после яровизации 20–35 сут, Vrd2 – 40–45 сут.
Генотипы с наличием рецессивных аллелей
обоих генов выколашиваются после яровиза,
ции 50–60 сут [7].
Разнообразие по реакции на продолжитель,
ность дня (фотопериод) контролируется тремя
генами – Ppd�A1, Ppd�B1, Ppd�D1, которые ло,
кализованы на хромосомах второй гомеологич,
ной группы 2A, 2B и 2D соответственно [8].
При этом доминантные и рецессивные аллели
соответственно обозначаются Ppd�Х1а и Ppd�
Х1b, где Х – А, B или D геном. Снижение чув,
ствительности к продолжительности дня обу,
словлено доминантными аллелями генов Ppd,
а сильная реакция на фотопериод характерна
для генотипов с наличием только рецессивных
аллелей всех трех генов [9].
Гены Vrd и Ppd определяют темпы начально,
го развития [10], продолжительность отдель,
ных этапов органогенеза [11] и переход к репро,
дуктивной фазе развития [12]. Более глубокая
задержка перехода к репродуктивной фазе раз,© Н.В. МОКАНУ, В.И. ФАЙТ, 2008
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 6 27
Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd+D1 по зимо+морозостойкости
вития определяет как сам уровень устойчивости
растений к воздействию отрицательных тем,
ператур [13], так и продолжительность периода
до начала снижения этой устойчивости [14].
Упомянутые гены оказывают достоверное влия,
ние на различия по урожаю зерна и по ряду дру,
гих агрономических признаков [15, 16]. Однако
при использовании в качестве исходного ма,
териала коммерческих сортов или почти изо,
генных линий невозможно оценить эффект
взаимодействия на изучаемый признак генов
нескольких систем. Использование рекомби,
нантно,инбредных линий позволяет избежать
этого недостатка. Каждая рекомбинантно,инб,
редная линия представляет собой фиксирован,
ную комбинацию генов различных признаков
родительских компонентов скрещивания, что
позволяет изучать эффекты конкретных генов,
по которым различались родительские формы,
а также взаимодействие конкретных генов
различных систем [17].
Исходя из вышеизложенного, целью насто,
ящего исследования было изучение взаимодей,
ствия эффектов генов Ppd�D1 и Vrd1 по ряду
агрономических признаков с использованием
рекомбинантно,инбредных линий.
Материалы и методы. В качестве исходного
материала использовали 164 рекомбинантно,
инбредные линии F5 комбинации скрещивания
Одесская 16/Безостая 1 и родительские формы.
Генотип сорта Одесская 16 по фотопериодичес,
кой чувствительности и продолжительности
яровизации идентифицирован как Ppd�A1b
Ppd�В1b Ppd�D1b и vrd1 vrd2 соответственно [6,
18], генотип сорта Безостая 1 – Ppd�A1b Ppd�В1b
Ppd�D1а и Vrd1 vrd2 соответственно. По пос,
леднему гену 89 линий имели генотип Vrd1 Vrd1,
62 – vrd1 vrd1 и 13 линий гетерозиготы (Vrd1
vrd1) [19]. Генотипы линий по гену Ppd�D1: 59 –
Ppd�D1a Ppd�D1a, 93 – Ppd�D1b Ppd�D1b и 12 ли,
ний – гетерозиготы Ppd�D1a Ppd�D1b [20].
Семена рекомбинантно,инбредных линий и
родительских форм высевали осенью 2003,
2004, 2005, 2006 гг. (2, 15, 6 и 2 октября соответ,
ственно) на делянках 2 м2 по 500 всхожих зе,
рен на 1 м2. Повторность опыта трехкратная.
Морозостойкость оценивали на стадии про,
ростков при –12 °С и раскустившихся расте,
ний при температуре промораживания от –13
до –16 °С [21]. В последнем случае, если позво,
ляли погодные условия года изучения в нача,
ле, середине и конце зимы (2–18 декабря, 17–
22 января и 4–14 марта соответственно), отби,
рали в поле по 75–90 растений каждого геноти,
па (по 25–30 растений каждой повторности).
Зимостойкость определяли путем учета расте,
ний осенью, в конце октября, и весной также
тех растений, которые перезимовали. Во время
вегетации отмечали дату колошения (ПВК).
При уборке у 15 растений учитывали высоту
растений (ВР) и массу зерна колоса (МЗК), а
также количество продуктивных стеблей на
единице площади (КПС) и урожай зерна с де,
лянки (УЗ). Статистическую обработку данных
проводили по общепринятым методикам [22].
Результаты исследований и их обсуждение.
В большинстве лет изучения погодные условия
зимовки складывались благоприятно для роста
растений озимой пшеницы. Зима 2005/2006 гг.
была более суровой (минимальная температура
на уровне узла кущения составила –11,4 °С) по
сравнению с погодными условиями других трех
лет изучения, что позволило оценить зимостой,
кость изучаемого материала (табл. 1). В целом
уровень зимостойкости популяции рекомби,
нантно,инбредных линий F5 Одесская 16/Без,
остая 1 был довольно высоким (78 % живых
растений). Однако зимостойкость отдельных
линий варьировала от 41 до 98 %. Проморажи,
вание в искусственных условиях отобранных в
поле раскустившихся растений (фаза кущения)
рекомбинантно,инбредных линий также выя,
вило большой полиморфизм последних по
устойчивости к низким отрицательным темпе,
ратурам. При увеличении стрессовых нагрузок
(снижение температуры) снижается общий
уровень устойчивости популяции и увеличи,
вается размах варьирования линий по изучае,
мому признаку. Так, морозостойкость популя,
ции в начале зимы (декабрь 2003 г.) при –13 °С
составляла 96 % живых растений, а размах ва,
рьирования по данному признаку был равен
14 % (от 86 до 100 %). При температуре –16 °С
(декабрь 2007 г.) морозостойкость популяции
уже составляла только 48 % живых растений,
а морозостойкость отдельных линий варьиро,
вала от 0 до 100 %. Широкий размах варьиро,
вания рекомбинантно,инбредных линий по
устойчивости к морозу отмечали и при промо,
раживании проростков (59 %).
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 628
Н.В. Мокану, В.И. Файт
В процессе изучения популяции рекомби,
нантно,инбредных линий был выявлен значи,
тельный полиморфизм и по другим хозяйствен,
но ценным признакам. Продолжительность
периода до колошения (ПВК) отдельных линий
в среднем за три года изучения варьировала от
20 до 29 сут. Разница по высоте растений (ВР)
между наиболее высокорослыми и полукарли,
ковыми линиями в популяции составляла 32 см
(93–125 см). МЗК наиболее продуктивных ли,
ний (1,19 г) превышала массу наименее про,
дуктивных (0,59 г) более чем в два раза. Боль,
шим размахом варьирования по сравнению с
другими (δ = 74,4 шт./м2) отличался признак
КПС (разница между крайними вариантами
составляла 448 шт./м2). УЗ наиболее продук,
тивных линий достигал 0,52 кг/м2 и превышал
урожай наименее продуктивных линий на
0,19 кг/м2.
Аллельные различия рекомбинантно,ин,
бредных линий по гену Vrd1 оказывали сущес,
твенное влияние на уровень зимостойкости
изученных линий (табл. 2). Зимостойкость ли,
ний генотипа Vrd1 Vrd1 была достоверно мень,
шей на 5 % по сравнению с линиями генотипа
vrd1 vrd1, при этом различия по указанному
признаку в популяции составляли 57 %. Сле,
довательно, 8,8 % различий по зимостойкости
популяции рекомбинантно,инбредных линий
F5 Одесская 16/Безостая 1 в условиях 2005–
2006 гг. обусловлены аллельными различиями
по гену Vrd1.
Наличие или отсутствие различий по моро,
зостойкости раскустившихся растений между
генотипами Vrd1 Vrd1 и vrd1 vrd1 в искусствен,
ных условиях в значительной степени зависело
от интенсивности стрессового фактора и усло,
вий закаливания в поле. Так, при –13 °С
(2004 г.) морозостойкость линий с альтернатив,
ными аллелями гена Vrd1 была одинаковой.
При промораживании в последующие годы при
–14 °С (2005 г.) и –15 °С (2006 г.) отмечали уже
тенденцию к увеличению морозостойкости у
линий с рецессивным аллелем vrd1 на 1 и 2 %
Таблица 1
Зимо+морозостойкость при различных температурах промораживанияи и другие агрономические признаки популяции
рекомбинантно+инбредных линий F5 Одесская 16/Безостая 1
Признаки t, °С min max δ CV, %
Зимостойкость 2005/2006 г., %
Морозостойкость, %
декабрь 2004/2005 г.
2003/2004 г.
2005/2006 г.
2006/2007 г.
Среднее
январь 2004/2005 г.
2006/2007 г.
Cреднее
март 2003/2004 г.
2004/2005 г.
2006/2007 г.
Среднее
проростки
ПВК, сут
ВР, см
МЗК, г
КПС, шт./м2
УЗ, кг/м2
–11,4
–13
–14
–15
–16
–16
–16
–14
–15
–15
–12
78 ± 1,2
96 ± 0,3
91 ± 0,7
84 ± 0,8
48 ± 2,7
80
85 ± 1,1
68 ± 2,1
76
95 ± 0,5
83 ± 1,1
30 ± 2,1
69
79 ± 1,0
24 ± 0,2
113 ± 1
0,75 ± 0,01
726 ± 7
0,42 ± 0,01
41
86
69
55
0
59
23
6
28
75
36
0
47
41
20
93
0,59
571
0,33
98
100
100
99
100
96
100
100
100
100
100
96
96
100
29
125
1,19
1019
0,52
12,1
3,2
7,1
8,3
28,2
13,7
25,1
5,7
12,8
21,4
13,3
1,8
6,1
0,1
74,4
0,04
16
3
8
10
59
16
37
6
16
72
17
7
5
13
10
10
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 6 29
Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd+D1 по зимо+морозостойкости
соответственно. И лишь дальнейшее снижение
температуры промораживания до –16 °С
(2007 г.) позволило выявить достоверные ал,
лельные различия гена Vrd1 по морозостой,
кости (разница 9 % из 100 % различий в попу,
ляции) в начале зимы. В среднем за четыре
промораживания (2003, 2004, 2005, 2006 гг.) до,
минантный аллель гена Vrd1 способствовал до,
стоверному снижению морозостойкости рас,
кустившихся растений в начале зимы на 5 %
при 37 % различий в популяции, т.е. 13,5 % раз,
личий по этому признаку.
Промораживание раскустившихся расте,
ний рекомбинантно,инбредных линий, отоб,
ранных в поле в середине января, при –16 °С
(в среднем за 2005 и 2007 гг.), также выявило
достоверное снижение морозостойкости ли,
ний генотипа Vrd1 Vrd1 на 11 % по сравнению
с аналогичным показателем генотипа vrd1 vrd1
при наличии 72 % различий в популяции.
Следовательно, аллельные различия по гену
Vrd1 обусловливают 15,3 % различий по моро,
зостойкости в середине зимы.
Несмотря на одинаковую температуру про,
мораживания (–16 °С), относительные разли,
чия по морозостойкости между группами ли,
ний с альтернативными аллелями гена Vrd1
в оба года несколько различны. Так, в 2005 г.
они составляли только 4 %, а в 2007 г. уже 18 %
при соответственно 77 и 94 % различий по
данному признаку в популяции рекомбинан,
тно,инбредных линий, что указывает на влия,
ние условий закаливания на оценку морозос,
тойкости.
Морозостойкость растений, отобранных в
поле весной (начало марта), так же, как и расте,
ний, отобранных в начале декабря, зависела от
степени закаливания растений и температуры
промораживания. Так, морозостойкость линий
генотипа Vrd1 Vrd1 в марте 2004 г. (–14 °С) и 2005
г. (–15°С) была на 2 и 4 % соответственно мень,
ше морозостойкости линий генотипа vrd1 vrd1.
В то же время в марте 2007 г. при –15 °С разли,
чия по морозостойкости упомянутых двух
групп линий составляли 13 % при 96 % разли,
чий в популяции. Следовательно, в конце зимы
аллельные различия по гену Vrd1 могут контро,
лировать до 13,5 % различий по морозостойкос,
ти в популяции рекомбинантно,инбредных ли,
ний F5 Одесская 16/Безостая 1.
Большая морозостойкость рекомбинантно,
инбредных линий vrd1 vrd1 выявлена и при
промораживании проростков. В данном случае
доминантный аллель Vrd1 способствовал до,
стоверному снижению уровня морозостой,
кости на 8 % при 59 % различий в популяции,
т.е 10,2 % различий по морозостойкости про,
ростков обусловлено различиями по аллелям
гена Vrd1.
Рекомбинантно,инбредные линии генотипа
Vrd1 Vrd1 характеризовались достоверно мень,
шей высотой растений (ВР) на 3 см и боль,
шим урожаем зерна (УЗ) на 0,03 кг/м2 по срав,
нению с линиями генотипа vrd1 vrd1, при
32 см и 0,19 кг/м2 различий по данным при,
знакам в популяции соответственно. Следова,
тельно, 9,4 % различий по высоте растений и
15,8 % – по урожаю зерна популяции реком,
Таблица 2
Средние значения агрономических признаков растений
рекомбинантно+инбредных линий F5
Одесская 16/Безостая 1, различающихся по аллелям
гена Vrd1 (Одесса, 2004–2007 гг.)
Признаки НСР0,05
Vrdl
Vrdl
vrdl
vrdl
Темпера,
тура
промора,
живания,
°С
Генотип линий
Зимостойкость
2005/2006 г, %
Морозостойкость, %
декабрь 2003/2004 г.
2004/2005 г.
2005/2006 г.
2006/2007 г.
Среднее
январь 2004/2005 г.
2006/2007 г.
Среднее
март 2003/2004 г.
2004/2005 г.
2006/2007 г.
Среднее
проростки
ПВК, сут
ВР, см
МЗК, г
КПС, шт./м2
УЗ, кг/м2
–11,4
–13
–14
–15
–16
–16
–16
–14
–15
–15
–12
77
97
92
84
43
78
86
63
73
96
82
20
68
78
24
111
0,76
719
0,43
82
97
93
86
52
83
90
81
84
98
86
33
73
84
25
114
0,74
739
0,40
0,1
–
–
–
2
0,1
–
0,5
0,2
–
–
0,4
0,1
0,1
]
1
2
–
–
0,02
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 630
Н.В. Мокану, В.И. Файт
бинантно,инбредных линий обусловлены ал,
лельными различиями по гену Vrd1. По продол,
жительности периода до колошения (ПВК)
рекомбинантно,инбредные линии с альтерна,
тивными аллелями Vrd1 или vrd1 существенно
не различались между собой, но отмечали
тенденцию к большей скороспелости (сокра,
щению ПВК) у линий генотипа Vrd1 Vrd1. На
количество продуктивных стеблей (КПС) и
массу зерна колоса (МЗК) генотип линий по
аллелям гена Vrd1 не оказывал существенного
влияния.
Аллельные различия гена Ppd�D1 не влия,
ли на зимостойкость в условиях зимы 2005/
2006 г. (табл. 3). Различия между группами ли,
ний с альтернативными аллелями составляли
всего 4 % с тенденцией увеличения зимостой,
кости у линий генотипа Ppd�D1а Ppd�D1а.
При искусственном промораживании раскус,
тившихся растений при –13 °С или –14 °С до,
стоверных различий по морозостойкости у
линий с альтернативными аллелями гена Ppd�
D1 также выявить не удалось. Лишь при темпе,
ратуре промораживания, равной –15 °С и ниже,
выявлено достоверное влияние Ppd генотипа
линий на морозостойкость раскустившихся
растений как в начале, середине, так и в конце
зимы. В среднем за все годы изучения линии
генотипа Ppd�D1а Ppd�D1а характеризовались
достоверно большей морозоустойчивостью на
6, 11, 6 % соответственно в начале, середине и
конце зимы по сравнению с линиями геноти,
па Ppd�D1b Ppd�D1b, определяя таким образом
16,2, 15,3, 12,2 % различий по морозостойкос,
ти в популяции рекомбинантно,инбредных
линий F2 Одесская 16/Безостая 1 в начале, се,
редине и конце зимы соответственно.
При промораживании проростков ранги аль,
тернативных аллелей гена Ppd�D1 по морозо,
стойкости изменяются на противоположные по
сравнению с результатами, полученными на
раскустившихся растениях. В данном варианте
в отличие от промораживания раскустившихся
растений достоверно большей морозостойкос,
тью на 6 % (10,2 % различий в популяции) ха,
рактеризовались линии генотипа Ppd�D1b
Ppd�D1b. Изменение рангов аллелей гена Ppd�
D1 по морозостойкости при промораживании
разновозрастных растений связано, по,види,
мому, с особенностями условий закаливания. В
поле закаливание происходит в условиях уме,
ренно укороченного, постоянно сокращаю,
щегося естественного дня при изменяющейся
температуре и интенсивности света. Для зака,
ливания проростков в климатической камере
рекомендована константная температура +2 °С
и удлиненный до 16 ч день [21]. Изменение ус,
ловий закаливания у различающихся по алле,
лям гена Ppd�D1 генотипов, вероятно, способ,
ствует экспрессии несколько различных гене,
тических систем, вносящих свой вклад в ком,
плексный признак морозостойкости растений.
Наличие в генотипе линий аллеля Ppd�D1а
приводило к достоверному сокращению перио,
да до колошения на 3 сут и снижению высоты
растений на 4 см. Альтернативные аллели гена
Ppd�D1 обусловливают 33,3 % различий по
ПВК и 12,5 % – по ВР. Достоверного влияния
Признаки НСР0,05
Ppd�D1a
Ppd�D1a
Ppd�D1b
Ppd�D1b
Темпе,
ратура
промо,
ражива,
ния, °С
Генотип линий
Зимостойкость
2005/2006 г., %
Морозостойкость, %
декабрь 2003/2004 г.
2004/2005 г.
2005/2006 г.
2006/2007 г.
Среднее
январь 2004/2005 г.
2006/2007 г.
Среднее
март 2003/2004 г.
2004/2005 г.
2006/2007 г.
Среднее
проростки
ПВК, сут
ВР, см
МЗК, г
КПС, шт./м2
УЗ, кг/м2
–11,4
–13
–14
–15
–16
–16
–16
–14
–15
–15
–12
82
96
94
84
59
85
92
80
85
97
89
30
74
78
22
110
0,78
709
0,44
78
97
92
85
41
79
84
67
74
96
81
23
68
84
25
114
0,74
736
0,40
–
–
–
–
2
0,1
0,2
0,6
0,2
–
0,2
–
0,1
0,2
]
0,3
2
–
–
–
Таблица 3
Средние значения агрономических признаков растений
рекомбинантно+инбредных линий F5
Одесская 16/Безостая 1, различающихся по аллелям
гена Ppd+D1 (Одесса, 2004–2007 гг.)
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 6 31
Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd+D1 по зимо+морозостойкости
генотипа линий по аллелям гена Ppd�D1 на
признаки КПС, МЗК и УЗ не выявлено, однако
наблюдали тенденцию к увеличению МЗК и
УЗ у линий генотипа Ppd�D1a Ppd�D1a по
сравнению с аналогичными показателями ге,
нотипа Ppd�D1b Ppd�D1b.
Наличие двух аллелей по каждому из генов
Ppd�D1 и Vrd1 при случайной рекомбинации
позволяет получить четыре группы генотипов
с различными сочетаниями аллелей указан,
ных двух генов: vrd1 vrd1 Ppd�D1b Ppd�D1b, vrd1
vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a, Vrd1 Vrd1 Ppd�D1b Ppd�
D1b и Vrd1 Vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a. Такие соче,
тания генов предоставляют возможность оце,
нить эффект взаимодействия доминантных и
рецессивных аллелей генов Ppd�D1 и Vrd1 по
комплексу признаков (табл. 4). Взаимодействие
аллелей vrd1 и Ppd�D1a способствовало форми,
рованию наибольшей зимостойкости в 2005/
2006 г. (89 %), а сочетание альтернативных ал,
лелей Vrd1 и Ppd�D1b – наименьшей (74 %
живых растений). В среднем за годы изучения
линии генотипа vrd1 vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a ха,
рактеризовались большей морозо,стойкостью
раскустившихся растений на 28 и 19 % в сере,
дине и конце зимы соответственно по сравне,
нию с линиями наименее морозо, стойкого
генотипа Vrd1 Vrd1 Ppd�D1b Ppd�D1b. Анало,
гичные тенденции отмечены и в начале зимы.
При промораживании проростков несколь,
ко меняются ранги различных генотипов по
морозостойкости по сравнению с проморажи,
ванием раскустившихся растений, что, по,ви,
димому, обусловлено, как было отмечено вы,
ше, различной реакцией аллелей гена Ppd�D1
или сцепленных с ними факторов на условия
закаливания. При промораживании пророст,
ков наиболее морозостойким оказывался гено,
тип vrd1 vrd1 Ppd�D1b Ppd�D1b. Остальные три
генотипа с наличием доминантного аллеля по
одному из генов или обоих сразу достоверно не
отличались друг от друга и уступали генотипу
vrd1 vrd1 Ppd�D1b Ppd�D1b на 7–8 %.
Аллель Ppd�D1a независимо от наличия/от,
сутствия доминантного или рецессивного алле,
ля гена Vrd1 обусловливал сокращение периода
до колошения на 3 сут у генотипов vrd1 vrd1
Ppd�D1a Ppd�D1a и Vrd1 Vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a
по сравнению с двумя другими генотипами. До,
минантный аллель Vrd1 или Ppd�D1a приво,
дит к снижению высоты растений на 2 см по
сравнению с генотипом vrd1 vrd1 Ppd�D1b Ppd�
D1b. Совместное влияние указанных двух ал,
лелей способствует еще большему снижению
ВР (на 5 см). По КПС различия четырех гено,
типов оказались не существенными.
Совместное влияние аллелей Vrd1 и Ppd�
D1a обусловливало формирование достоверно
большей на 0,06–0,1 г МЗК по сравнению
с остальными тремя генотипами, что приво,
дило к большему урожаю зерна генотипа с ука,
занным сочетанием аллелей двух генов. Генотип
Таблица 4
Средние значения агрономических признаков растений, различающихся
по аллелям генов Vrd1 и Ppd+D генотипов * (Одесса, 2003–2007 гг.)
Признаки НСР0,05vrd1 Ppd�D1a Vrd1 Ppd�D1a Vrd1 Ppd�D1bvrd1 Ppd�D1b
Зимостойкость
Морозостойкость, %
декабрь
январь
март
проростки
ПВК, сут
ВР, см
МЗК, г
КПС, шт./м2
УЗ, кг/м2
80
91
82
71
86
25
115
0,74
735
0,40
89
93
91
84
78
22
113
0,70
771
0,42
80
90
82
71
78
22
110
0,80
697
0,44
74
90
63
65
79
25
113
0,72
742
0,41
0,1
–
0,2
0,1
0,2
0,4
2
0,02
–
0,03
* Указан гаплоидный генотип.
Vrd1 Vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a характерен для
большинства современных сортов селекции
СГИ [6, 18]. По фенотипу такие генотипы мож,
но охарактеризовать как слабо чувствительные
к фотопериоду с 30–35,суточной потребностью
в яровизации.
Наиболее зимо,морозостойкий генотип
vrd1 vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a (слабая реакция на
фотопериод, 50–60,суточная потребность в
яровизации) сформировал урожай зерна на
0,02 кг/м2 меньше по сравнению с генотипом
Vrd1 Vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a, но указанное сни,
жение не было достоверным. Два других гено,
типа vrd1 vrd1 Ppd�D1b Ppd�D1b и Vrd1 Vrd1
Ppd�D1b Ppd�D1b уступали двум упомянутым
выше генотипам по урожаю зерна, при этом ге,
нотипу Vrd1 Vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a достоверно.
Выводы. Таким образом, аллельные разли,
чия генов Vrd1 и Ppd�D1 оказывают достовер,
ный эффект на морозостойкость раскустивших,
ся растений при температуре промораживания
–15°С и ниже. Аллельные различия генов Vrd1
и Ppd�D1 определяют около 9 % различий по
зимостойкости, а также от 10 до 15 % и от 12
до 16 % соответственно по морозостойкости
раскустившихся растений.
Взаимодействие рецессивного аллеля vrd1 и
доминантного аллеля Ppd�D1a обусловливает
большую зимо, и морозостойкость раскустив,
шихся растений на протяжении всего периода
зимовки. Доминантные аллели генов Vrd1
и Ppd�D1а способствуют скороспелости (сок,
ращению периода до колошения) и сниже,
нию высоты растений. Их совместное влия,
ние только усиливает проявление указанных
признаков.
Взаимодействие аллеля Vrd1 и Ppd�D1а спо,
собствовало формированию и большего уро,
жая зерна у генотипа с указанным сочетанием
аллелей по сравнению с остальными тремя ге,
нотипами, но превышение над генотипом vrd1
vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a оказалось не существен,
ным. Отсутствие достоверных различий по
урожаю зерна между упомянутыми двумя ге,
нотипами и большая морозостойкость гено,
типа vrd1 vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a по сравнению
с генотипом Vrd1 Vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a мо,
жет свидетельствовать о перспективности ис,
пользования первого при создании новых сор,
тов для юга Украины.
N.V. Mokanu, V.I. Fayt
THE DIFFERENCES OF THE EFFECTS
OF Vrd1 AND Ppd�D1 GENE ALLELES
ON WINTERHARDINESS, FROST RESISTANCE,
AND YIELD IN WINTER WHEAT
The influence of allelic differences of Vrd1 and Ppd�D1
genes on winterhardiness, frost resistance, yield and its
components was studied in recombinant,inbred F5 lines of
Odesskaya 16/Bezostaya 1. From 9 to 15 % differences in
the resistance of recombinant,inbred lines were determined
by alternative alleles of Vrd1 gene and 10–16 % of Ppd�
D1 gene. Interaction of vrd1 and Ppd�D1a alleles led to the
higher winterhardiness and frost resistance of tillered plants
during the winter. At the same time the significant increase
of the period to heading, plant height and the tendency of
yield reduction were revealed for vrd1 vrd1 Ppd�D1a Ppd�
D1a lines when compared to the lines of Vrd1 Vrd1 Ppd�
D1a Ppd�D1a genotype.
Н.В. Мокану, В.І. Файт
ВІДМІННОСТІ ЕФЕКТІВ АЛЕЛІВ ГЕНІВ
Vrd1 та Ppd�D1 ЗА ЗИМО,МОРОЗОСТІЙКІСТЮ
І ВРОЖАЄМ В ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ
Досліджено вплив алельних відмінностей генів
Vrd1 та Ppd�D1 та їх взаємодію за зимо,морозостійкіс,
тю, врожаєм та його компонентами у рекомбінантно,
інбредних ліній F5 Одеська 16/Безоста 1. Від 9 до 15 %
відмінностей за зимо,морозостійкістю рекомбінант,
но,інбредних ліній обумовлені альтернативними але,
лями гена Vrd1 та 10–16 % – Ppd�D1. Взаємодія алелей
vrd1 та Ppd�D1a сприяє формуванню найбільшої зимо,
морозостійкості впродовж всього періоду зимівлі рос,
лин, що розкущились. Паралельно виявлено достовір,
не збільшення періоду до колосіння та висоти рослин,
а також тенденцію до зниження врожаю зерна у ліній
з генотипом vrd1 vrd1 Ppd�D1a у порівнянні з лініями
генотипом Vrd1 Vrd1 Ppd�D1a Ppd�D1a.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Литвиненко М.А. Теоретичні основи та методи се,
лекції озимої м’якої пшениці на підвищення адап,
тивного потенціалу для умов степу України : Авто,
реф. дис…. д,ра с.,г. наук. – Київ, 2001. – 46 с.
2. Стельмах А.Ф., Золотова Н.А. Генетические разли,
чия по продолжительности яровизационной по,
требности у озимой мягкой пшеницы // Цитоло,
гия и генетика. – 1993. – 27, № 3. – С. 3–6.
3. Gotoh T. Gene analysis of the degree of vernalization
requirement in winter wheat // Japan J. Breed. – 1980. –
30, № 1. – P. 1–10.
4. Stelmakh A., Zolotova N., Fayt V. Genetic analysis of
differences in duration vernalization requirement of
winter bread wheat // Cereal Res. Communs. – 2005. –
33, № 4. – P. 713–718.
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 632
Н.В. Мокану, В.И. Файт
5. Файт В.И., Симоненко Л.К., Мокану Н.В., Попо�
ва Н.В. Хромосомная локализация генов контроля
продолжительности яровизации (Vrd) озимой мяг,
кой пшеницы // Генетика. – 2007. – 43, № 2. –
С. 202–208.
6. Файт В.И. Генетический контроль продолжитель,
ности яровизации сортов озимой пшеницы юга
степи Украины // Экол. генетика. – 2006. – № 2. –
С. 29–36.
7. Файт В.И. Генетическая система контроля разли,
чий по продолжительности яровизации у озимой
пшеницы // Цитология и генетика. – 2003. – 37,
№ 5. – С. 69–76.
8. McIntosh R.A., Yamazaki Y., Devos K.M., Dubcovsky J.,
Rogers W.J., Appels A. Catalogue of gene symbols for
wheat // Proc. 10th Inter. Wheat Genet. Symp. – Paestum
(Italy), 2003. http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/ko,
mugi/top/top.jsp
9. Гончаров Н.П. Генетический контроль фотоперио,
дической реакции у мягкой пшеницы (обзор) //
С.,х. биология. – 1986. – № 11. – С. 84–90.
10. Стельмах А.Ф., Золотова Н.А., Воронин А.Н. Генети,
ческие связи процессов нарастания примордиев у
озимых пшениц в различных условиях выращива,
ния // Науч.,техн. бюл. ВСГИ. – 1990. – № 2(76). –
С. 22–26.
11. Стельмах А.Ф., Мартынюк В.Р. Эффекты доми,
нантных генов Ppd по особенностям органогенеза
у озимой мягкой пшеницы // Цитология и генети,
ка. – 1998. – 32, № 6. – С. 27–34.
12. Mahfoozi S., Limin A.E., Fowler D.B. Influence of vernal,
ization and photoperiod responses on cold hardiness in
winter cereals // Crop Sci. – 2001. – 41. – P. 1006–1011.
13. Prasil I.T., Prasilova P., Pankova K. The relationship
between vernalization requirement and frost tolerance
in substitution lines of wheat // Biol. Plant. – 2005. –
49(2). – P. 195–200.
14. Prasil I.T., Prasilova P., Pankova K. Relationships among
vernalization shoot apex development and frost tolerance
in wheat // Ann. Bot. – 2004. – 94. – P. 413–418.
15. Файт В.И. Эффекты генов контроля продолжи,
тельности яровизации (Vrd) по агрономическим
признакам у озимой мягкой пшеницы // Цитоло,
гия и генетика. – 2007. – 41, № 5. – С. 18–26.
16. Worland A.J., Borner A., Korzun V. et. al. The influence
of photoperiod genes to the adaptability of European
winter wheats // Euphytica. – 1998. – 100, № 1/3. –
P. 385–394.
17. Файт В.И. Проблемы генетического анализа зи,
мо,морозостойкости // Физиология и биохимия
культур. растений. – 2004. – 36, № 5. – С. 371–382.
18. Файт В.І., Федорова В.Р. Генетичний контроль фо,
топеріодичної чутливості сортів озимої м’якої
пшениці // Зб. наук. пр. СГІ – НАЦ НАІС. – 2007. –
Вип. 9 (49). – C. 9–21.
19. Мокану Н.В., Файт В.И. Идентификация реком,
бинантно,инбредных линий Одесская 16/Безостая
1 по системе генов Vrd // Зб. наук. пр. СГІ – НАЦ
НАІС. – 2007. – Вип. 10 (50). – С. 24–32.
20. Мокану Н.В., Файт В.И. Идентификация реком,
бинантно,инбредных линий Одесская 16/Безостая
1 по системе генов Ppd // Вісн. Харків. нац. аграр.
ун,ту. Сер. біологія. – 2006. – Вип. 2. – С. 56–60.
21. Феоктістов П.О., Гаврилов С.В., Ляшок А.К., Григо�
рюк І.П., Мельничук М.Д. Методологічні принципи
оцінки озимої пшениці на терморезистентність
в умовах півдня України : Метод. рекомендації. –
К.: Видавничий центр НАУ, 2006. – 36 с.
22. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. – М.:
Колос, 1973. – 327 с.
Поступила 26.08.07
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 6 33
Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd+D1 по зимо+морозостойкости
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8305 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0564-3783 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T07:05:33Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Мокану, Н.В. Файт, В.И. 2010-05-20T12:23:04Z 2010-05-20T12:23:04Z 2008 Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы / Н.В. Мокану, В.И. Файт // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 6. — С. 26-33. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. 0564-3783 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8305 633.11:632.111.5:575.113 Исследовано влияние аллельных различий генов Vrd1 и Ppd-D1 и их взаимодействия на зимо-морозостойкость, урожай и его компоненты у рекомбинантно-инбредных линий F5 Одесская 16/Безостая 1. От 9 до 15 % различий по зимо-морозостойкости рекомбинантно-инбредных линий обусловлены альтернативными аллелями гена Vrd1 и 10–16 % – Ppd-D1. Взаимодействие аллелей vrd1 и Ppd-D1a способствует формированию наибольшей зимостойкости и морозостойкости раскустившихся растений на протяжении зимы. Параллельно выявлены достоверное увеличение периода до колошения и высоты растений, а также тенденция к снижению урожая зерна у линий генотипа vrd1 vrd1 Ppd-D1a Ppd-D1a по сравнению с линиями генотипа Vrd1 Vrd1 Ppd-D1a Ppd-D1a. Досліджено вплив алельних відмінностей генів Vrd1 та Ppd-D1 та їх взаємодію за зимо-морозостійкістю, врожаєм та його компонентами у рекомбінантноінбредних ліній F5 Одеська 16/Безоста 1. Від 9 до 15 % відмінностей за зимо-морозостійкістю рекомбінантно-інбредних ліній обумовлені альтернативними алелями гена Vrd1 та 10–16 % – Ppd-D1. Взаємодія алелей vrd1 та Ppd-D1a сприяє формуванню найбільшої зимоморозостійкості впродовж всього періоду зимівлі рослин, що розкущились. Паралельно виявлено достовірне збільшення періоду до колосіння та висоти рослин, а також тенденцію до зниження врожаю зерна у ліній з генотипом vrd1 vrd1 Ppd-D1a у порівнянні з лініями генотипом Vrd1 Vrd1 Ppd-D1a Ppd-D1a. The influence of allelic differences of Vrd1 and Ppd-D1 genes on winterhardiness, frost resistance, yield and its components was studied in recombinant-inbred F5 lines of Odesskaya 16/Bezostaya 1. From 9 to 15 % differences in the resistance of recombinant,inbred lines were determined by alternative alleles of Vrd1 gene and 10–16 % of Ppd-D1 gene. Interaction of vrd1 and Ppd-D1a alleles led to the higher winterhardiness and frost resistance of tillered plants during the winter. At the same time the significant increase of the period to heading, plant height and the tendency of yield reduction were revealed for vrd1 vrd1 Ppd-D1a PpdD1a lines when compared to the lines of Vrd1 Vrd1 PpdD1a Ppd-D1a genotype. ru Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України Оригинальные работы Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы Відмінності ефектів алелів генів Vrd1 та Ppd-D1 за зимо-морозостійкістю і врожаєм в озимої пшениці The differences of the effects of Vrd1 and Ppd-D1 gene alleles on winterhardiness, frost resistance, and yield in winter wheat Article published earlier |
| spellingShingle | Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы Мокану, Н.В. Файт, В.И. Оригинальные работы |
| title | Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы |
| title_alt | Відмінності ефектів алелів генів Vrd1 та Ppd-D1 за зимо-морозостійкістю і врожаєм в озимої пшениці The differences of the effects of Vrd1 and Ppd-D1 gene alleles on winterhardiness, frost resistance, and yield in winter wheat |
| title_full | Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы |
| title_fullStr | Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы |
| title_full_unstemmed | Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы |
| title_short | Различия эффектов аллелей генов Vrd1 и Ppd-D1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы |
| title_sort | различия эффектов аллелей генов vrd1 и ppd-d1 по зимо-морозостойкости и урожаю у озимой пшеницы |
| topic | Оригинальные работы |
| topic_facet | Оригинальные работы |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8305 |
| work_keys_str_mv | AT mokanunv različiâéffektovalleleigenovvrd1ippdd1pozimomorozostoikostiiurožaûuozimoipšenicy AT faitvi različiâéffektovalleleigenovvrd1ippdd1pozimomorozostoikostiiurožaûuozimoipšenicy AT mokanunv vídmínnostíefektívalelívgenívvrd1tappdd1zazimomorozostíikístûívrožaêmvozimoípšenicí AT faitvi vídmínnostíefektívalelívgenívvrd1tappdd1zazimomorozostíikístûívrožaêmvozimoípšenicí AT mokanunv thedifferencesoftheeffectsofvrd1andppdd1geneallelesonwinterhardinessfrostresistanceandyieldinwinterwheat AT faitvi thedifferencesoftheeffectsofvrd1andppdd1geneallelesonwinterhardinessfrostresistanceandyieldinwinterwheat |