190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44; Отдел генетики, главный научный сотрудник, профессор
42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000, Russia
190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44; Отдел генетических ресурсов пшениц, руководитель отдела, ведущий научный сотрудник, куратор коллекции яровой мягкой пшеницы; к.с.-х.н.
42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000, Russ
190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44
42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000, Russia
190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44; Отдел генетических ресурсов пшеницы, группа твердой пшеницы и тритикале, младший научный сотрудник
42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000, Russia
Актуальность. Знание о генетическом контроле реакции на яровизацию ультраскороспелых образцов будет способствовать селекции на высокую адаптивную способность мягкой пшеницы. Материалы и методы. Исследовали ультраскороспелые линии Рико (к-65588) и Римакс (к-67257), как самые скороспелые среди образцов коллекции мягкой пшеницы ВИР, а также 10 линий Рифор (к-67120, к-67121, к-67250-67256) с высокой скоростью развития до колошения, которые являются потомками от скрещивания Рико × Forlani Roberto’ (к-42641). Изучен позднеспелый образец ‘Forlani Roberto’ к-42641) и сорт ‘Ленинградская 6’ (к-64900), районированный в Северо-Западном регионе России. Аллели генов Vrn и Ppd идентифицировали с помощью ПЦР-анализа c использованием опубликованных в литературе аллель-специфичных праймеров. Реакция на яровизацию (30 суток при 3°С) и короткий 12-часовой день определена по методике ВИР. Результаты. Ультраскороспелые линии очень слабо реагируют на короткий 12-часовой день и 30-дневную яровизацию. Генотип ультраскороспелых линий пшеницы в основном представлен тремя доминантными генами Vrn-A1, Vrn-B1a и Vrn-D1, обеспечивающие нечувствительность к яровизации на фоне экспрессии Ppd-D1a, контролирующего реакцию на фотопериод. Ультраскороспелые линии Рифор 4 и Рифор 5 имеют рецессивный аллель vrn-A1a, как и исходный образец ‘Forlani Roberto’. Линии Рифор 4 и Рифор 5 нечувствительны к яровизации в условиях длинного дня и имеют очень слабую реакцию при коротком дне (3,5 ±0,42 сут и 4,0 ±0,61 суток соответственно). Однако, ‘Forlani Roberto’ с геном vrn-A1a одинаково реагирует на яровизацию при любом фотопериоде (12,3±1,58 суток и 12,2±0,74 суток). Заключение. Ультраскороспелые линии мягкой яровой пшеницы имеют доминантные гены Vrn-A1, Vrn-B1a и Vrn-D1 и не чувствительны к яровизации. Некоторые ультраскороспелые линии могут не реагировать на яровизацию или иметь ее низкий уровень (Рифор 4, Рифор 5), но в их генотипах имеется рецессивный ген vrn-A1a. Этот эффект может быть причиной образования комплекса генов-модификаторов наряду с доминантным геном Vrn-D1, который сформировался в процессе гибридизации F7-8 Рико × ‘Forlani Roberto’. Ультраскороспелые линии мягкой пшеницы Рико, Римакс и Рифор (к-67120, к-67121, к-67250-67256) могут быть эффективными источниками генов скороспелости в селекции мягкой пшеницы.
Background. The knowledge of genetic control of vernalization response in the ultra-early accessions can facilitate bread wheat breeding for a high adaptive capacity. Materials and methods. The study involved the ultra-early lines Rico (k-65588) and Rimax (k-67257) as the earliest maturing lines in the VIR bread wheat collection, as well as 10 Rifor lines (k-67120, k-67121, k-67250-67256) with a high rate of development before heading. A late ripening accession ‘Forlani Roberto’ (k-42641) and ‘Leningradskaya 6’ variety (k-64900), regionally adapted to Northwestern Russia, were also studied. The alleles of the Vrn and Ppd genes were identified by the PCR analysis using the allele-specific primers published in literature sources. The response to vernalization (30 days at 3°C) and a short 12-hour day were determined using a methodology accepted at VIR. Results. The ultra-early lines respond to a short 12-hour day and 30-day vernalization very poorly. The genotype of ultra-early wheat lines is mainly represented by three genes, Vrn-A1, Vrn-B1a, and Vrn-D1, which ensure insensitivity to vernalization alongside with the expression of Ppd-D1a, which controls the response to photoperiod. The ultra-early lines Rifor 4 and Rifor 5 have a recessive allele vrn-A1a, like the original ‘Forlani Roberto’ accession. The lines Rifor 4 and Rifor 5 are vernalization-insensitive under the long day and have a very weak response under the short day (3.5±0.42 days and 4.0±0.61 days, respectively). However, ‘Forlani Roberto’ with the vrn-A1a gene responds to vernalization in the same way under any photoperiod (12.3±1.58 days and 12.2±0.74 days). Conclusion The ultra-early lines of bread wheat Rifor 4 and Rifor 5 with the vrn-A1a gene can have no response to vernalization or have a low level response. This effect can be a reason for the formation of a complex of modifier genes along with the dominant gene Vrn-D1, which forms during the hybridization of F7-8 Rico × Forlani Roberto. The ultra-early lines of bread wheat Rico, Rimax and Rifor (k-67120, k-67121, k-67250-67256) can serve as effective sources of genes for earliness in common wheat breeding.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.