Preview

Биотехнология и селекция растений

Расширенный поиск

Разнообразие хромосомного состава образцов лука многоярусного Allium × proliferum (Moench) Schrad. ex Willd. из коллекции in vitro ВИР

https://doi.org/10.30901/2658-6266-2019-3-o2

Аннотация

Актуальность. Лук многоярусный Allium × proliferum (Moench) Schrad. ex Willd., 1809 (2n=2x=16) – вид, для которого характерно только вегетативное размножение: воздушными или подземными луковицами. Показано, что образцы этого вида являются гибридами Allium cepa и Allium fistulosum (Fiskesjo, 1975; Vosa, 1976; Schubert et al., 1983; Puizina, Papes, 1999). В коллекции in vitro ВИР сохраняются образцы A. × proliferum, которые были получены из разных источников, однако, их родословная нам неизвестна. Поэтому существует необходимость определения уровня плоидности и геномного состава образцов, поддерживаемых в коллекции.

Материал и методы. В исследовании использовали 13 образцов A. × proliferum, сохраняемых в коллекции in vitro ВИР. Для характеристики уровня плоидности и геномного состава образцов использовали методы молекулярной цитогенетики: FISH c хромосомоспецифичными маркерами: 5S и 18S/25S рДНК и GISH с дифференциально мечеными ДНК предполагаемых родительских видов: A. cepa и A. fistulosum.

Результаты. GISH анализ показал, что все изученные образцы представляют собой гибриды A. cepa c A. fistulosum. Большая часть (10 из 13 изученных) образцов были определены как диплоидные гибриды, кариотип которых включает восемь хромосом A. cepa и восемь хромосом A. fistulosum. Образец К 3206 также представляет собой диплоидный 16-ти хромосомный гибрид с восемью хромосомами A. cepa, семью – A. fistulosum и одной перестроенной хромосомой. Образцы К 3205 и К 3202 представляют собой полиплоидные формы. У A. × proliferum К 3202 выявлено семь хромосом, A. cepa и 16 хромосом A. fistulosum, одна из которых имеет локализованную терминально интрогресию генетического материала A. cepa. Для образца К 3205 характерно наличие 16-ти хромосом, A. cepa и 13 хромосом A. fistulosum. У этого образца выявлена только одна хромосома Allium fistulosum c локусом 5S рДНК.

Выводы. Таким образом, в коллекции представлены образцы лука многоярусного, имеющие кариотипические различия. 

Об авторах

Г. И. Пендинен
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова
Россия
190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44


В. Е. Чернов
Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова
Россия
194175, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6 лит. Ж


Список литературы

1. Авров Н.Н Многоярусный лук и шнитт-лук. Ленинград: Лениздат. 1961. 44 с.

2. Bernatzky R., Tanksley S.D. Genetics of actin-related sequences in tomato. Theor. Appl. Genet. 1986;72:314-324. DOI: 10.1007/BF00288567

3. Bozzini A. On the karyotype of a viviparous onion, known as Allium cepa L.var. viviparum (Metzg.) Alef. Caryologia. 1964;17(2):459-464. DOI:10.1080/00087114.1964.10796142

4. Budylin M.V., Kan L.Yu., Romanov V.S., Khrustaleva L.I. GISH study generation of the interspecific hybrids between Allium cepa L. and Allium fistulosum L. with relative resistance to downy mildew. Russian Journal of Genetics. 2014;50(4):387-394. DOI:10.1134/s0022795414040036

5. Curran L., Maude R.B. Laboratory tests for leaf resistance to Botrytis squamosa in onions. Annals of Applied Biology. 1984;105:277-283. DOI: 10.1111/j.1744-7348.1984.tb03051.x

6. Do S.D., Seo B.B., Yamamoto M., Suzuki G., Mukai Y. Identification and chromosome location of tandemly repeated DNA sequences in Allium cepa. Genes Genet. Syst. 2001;76:53-60. DOI: 10.1266/ggs.76.53

7. Ершов И.И., Юрьева Н.А. Случай экспериментального получения многоярусного лука в результате межвидовой гибридизации. В кн.: Сборник научных трудов ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур. 1985;20:117-119.

8. Fiskesjo G. Chromosomal relationships between three species of Allium as revealed by C-banding. Heredidas. 1975;81:23-32. DOI: 10.1111/j.1601-5223.1975.tb01010.x

9. Friesen N., Klaas M. Origin of some minor vegetatively propagated Allium crops stidied with RAPD and GISH. Genetic Resources and Crop Evolution. 1998;45:511-523. DOI: 10.1023/A:1008647700251

10. Fritsch R.M., Friesen N. 1. Evolution, domestication and taxonomy. In: Rabinowitch HD, Curran L (ed.) Allium crop science: recent advances. CABI Publishing; 2002. p.5-30.

11. Galvan G.A., Wietsma W.A., Putrasemedja S., Permadi A.H., Kik C. Screening for resistance to anthracnose (Colletotrichun gloeosporioides Penz.) in Allium cepa and its wild relatives. Euphutica. 1997;95:173-178. DOI: 10.1023/A:1002914225154

12. Gernand D., Golczyk H., Twan R., Ilnicki T., Houben A.. Joachimiak A.J. Tissue culture triggers chromosome alterations, amplification, and transposition of repeat sequences in Allium fistulosum. Genome. 2007;50:435-442. DOI: 10.1139/G07-023

13. Gottlob-McHugh S., Levesque M., MacKenzie K., Olson M., Yarosh O., Johnson D. Organization of the 5S rRNA genes in the soybean Glycine max (L.) Merrill and conservation of the 5SrDNA repeat structure in higher plants. Genome. 1990;33:486-494. DOI: 10.1139/g90-072

14. Helm J. Die zu Würz- und Speisezwecken kultivierten Arten der Gattung Allium L. Kulturpflanze. 1956;4:130-180 [In German]. DOI: 10.1007/BF02095412

15. Hizume M. Allodiploid nature of Allium wakegi Araki revealed by genomic in situ hybridization and localization of 5S and 18S rDNAs. Japanese Journal Genet. 1994;69:407-415. DOI: 10.1266/jjg.69.407

16. Leitch A., Schwarzacher T., Jacson D., Leitch I. In situ Hybridization: a Practical Guide. Oxford: BIOS; 1994.

17. Kojima A., Nagato Y. Diplosporous embryo-sac formation and the degree of diplospory in Allium tuberosum. Sexual Plant Reproduction. 1992;5(1):72-78. DOI: 10.1007/BF00714560

18. Хрусталева Л.И., Кан Л.Ю., Киров И.В., Сальник А.А. Молекулярно-цитогенетический анализ естественных и синтетических гибридов A. fistulosum × A. cepa. Известия ТСХА. 2010;29:12-20.

19. Kudryavtseva N., Havey M.J., Black L., Hanson P., Sokolov P., Odintsov L., Divashuk M., Khrustaleva L. Cytological evaluations of advanced generations of interspecific hybrids between Allium cepa and Allium fistulosum showing resistance to Stemphylium vesicarium. Genes. 2019;10:195. DOI: 10;3390/genes10030195

20. Levan A. The cytology of the species hybrid Allium cepa × Allium fistulosum and its polyploidy derivates. Hereditas. 1941;27:253-272. DOI: 10.1111/j.1601-5223.1941.tb03260.x

21. Maass H. Genetic diversity in the top onion, Allium × proliferum analysed by isozymes. P1. Syst. Evol. 1997;208:35-44. DOI: 10.1007/BF00986081

22. Netzer D., Rabinowitch H.D., Weintal C.H. Greenhouse technique to evaluate onion resistanceto pink root. Euphytica. 1985;34:385-391. DOI: 10.1007/BF00022933

23. Pendinen G., Gavrilenko T., Jiang J., Spooner D.M. Allopolyploid speciation of the Mexican tetraploid potato species Solanum stoloniferum and S. hjertingii revealed by genomic in situ hybridization. Genome. 2008;51:714-720. DOI: 10.1139/G08-052

24. Puizina J. Shallots in Сroatia – genetics, morphology and nomenclature. Acta Bot. Croat. 2013;72(2):387-398. DOI: 10.2478/botcro-2013-0016

25. Puizina J., Papes D. Classical and molecular cytogenetic studies of top onion, Allium × proliferum (Moench) Schrader. Acta Botanica Croat. 1999;58: 65-77.

26. Ricroch A., Peffley E.B., Baker R.J. Chromosomal location of r DNA Allium: in situ hybridization using biotin- and fluorescein-labelled probe. Theor. and Appl. Genet. 1992;83:413-418. DOI: 10.1007/BF00226528

27. Sato S. Cytological studies on the satellite chromosomes of Allium cepa. Caryologia. 1981;34: 431-440. DOI: 10.1080/00087114.1981.10796911

28. Schubert I., Ohne H., Hanelt P. Phylogenetic conclusion from Giemsa banding and NOR staining in top onions (Liliaceae). Pl. Syst. Evol. 1983;143:245-256. DOI: 10.1007/BF00986607

29. Vosa C.G. Heterochromatic patterns in Allium. 1. The relationship between the species of the Cepa group and its allies. Heredity. 1976;36:383- 392. DOI: 10.1038/hdy.1976.45

30. Yakura K., Tanifuji S. Molecular cloning and restriction analysis of Eco RI-fragments of Vicia faba rDNA. Plant Cell Physiol. 1983;24:1327-1330. DOI: 10.1093/oxfordjournals.pcp.a076650

31. Yamashita К., Nakazawa Y., Namai K., Amagai M., Tsukazaki H., Wako T., Kojima A. Modes of inheritance of two apomixis components, diplospory and parthenogenesis, in Chinese chive (Allium ramosum) revealed by analysis of the segregating population generated by back-crossing between amphimictic and apomictic diploids. Breeding Science. 2012;62:160-169. DOI: 10.1270/jsbbs.62.160


Рецензия

Для цитирования:


Пендинен Г.И., Чернов В.Е. Разнообразие хромосомного состава образцов лука многоярусного Allium × proliferum (Moench) Schrad. ex Willd. из коллекции in vitro ВИР. Биотехнология и селекция растений. 2019;2(3):6-14. https://doi.org/10.30901/2658-6266-2019-3-o2

For citation:


Pendinen G.I., Chernov V.E. Diversity of chromosomal composition in top onion (Allium × proliferum (Moench) Schrad. ex Willd.) accessions from the VIR in vitro collection. Plant Biotechnology and Breeding. 2019;2(3):6-14. (In Russ.) https://doi.org/10.30901/2658-6266-2019-3-o2

Просмотров: 745


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2658-6266 (Print)
ISSN 2658-6258 (Online)