zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»zhros-60Research ArticleРАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯPLANT-GROWING AND PLANT-BREEDINGИдентификация Lr-генов в селекционных линиях яровой мягкой пшеницы, устойчивых к возбудителю бурой ржавчины в условиях ЦЧРIdentification of Lr-genes in the breeding lines of spring soft wheat, tolerant to the pathogen of brown rust in the Central Black earth regionЗеленеваЮ. В.ZelenevaYu. V.noemail@neicon.ruПлахотникВ. В.PlakhotnikV. V.noemail@neicon.ruСудниковаВ. П.SudnikovaV. P.noemail@neicon.ruСреднерусский Филиал ФГНБУ «Тамбовский НИИСХ»Russian Federation201729052018031924Copyright © Зеленева Ю.В., Плахотник В.В., Судникова В.П., 20182018Зеленева Ю.В., Плахотник В.В., Судникова В.П.Zeleneva Y.V., Plakhotnik V.V., Sudnikova V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zhros.online/jour/article/view/60

УДК 582.285.2:633.11 Ю.В. Зеленева, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник; В.В. Плахотник, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией; В.П. Судникова, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, Среднерусский Филиал ФГНБУ «Тамбовский НИИСХ», (392553, Тамбовская область, Тамбовский район, п/о Новая жизнь, ул. Молодежная, 1, тел.: 8(4752)62-90-60, e-mail: tmbsnifs@mail.ru) ИДЕНТИФИКАЦИЯ LR-ГЕНОВ В СЕЛЕКЦИОННЫХ ЛИНИЯХ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ, УСТОЙЧИВЫХ К ВОЗБУДИТЕЛЮ БУРОЙ РЖАВЧИНЫ В УСЛОВИЯХ ЦЧР Практика показала, что прямое включение в селекционный процесс инорайонных доноров не всегда дает желаемый результат, в основном вследствие слабой адаптивности последующих поколений. В целях снижения вероятности нарушения сложившегося среди районированных в ЦЧР сортов пшеницы баланса ассоциированных генов и повышения результативности селекции, особую актуальность представляет создание адаптированных к зональным условиям высокоэффективных генетических источников и доноров, обладающих комплексом положительных признаков и свойств; в первую очередь групповой и (или) комплексной устойчивостью к стрессовым факторам среды. С использованием молекулярных маркеров проведена идентификация Lr-генов у 79 селекционных линий пшеницы, созданных в Среднерусском филиале ФГНБУ ТНИИСХ, сочетающих устойчивость к бурой ржавчине с комплексом других положительных признаков (устойчивость к скрытостебельным вредителям, засухоустойчивость, высокая урожайность и технологические качества зерна). В результате молекулярного анализа изучаемого материала идентифицированы как единичные Lr-гены, так и сочетания в одном генотипе нескольких генов различной эффективности. Среди изученного материала были выявлены гены Lr9, Lr10, Lr19, Lr20, Lr24, Lr26, Lr34. Преобладали линии с геном Lr19 в сочетании в одном генотипе с Lr10, Lr20 и Lr26.

Yu.V. Zeleneva, Candidate of Agricultural Sciences, senior research associate; V.V. Plakhotnik, Candidate of Biological Sciences, head of the laboratory; V.P. Sudnikova, Candidate of Agricultural Sciences, senior research associate Middle-Russian Branch of FSBSI ‘Tambov RIA’ (392553, Tambov region, Tambov district, v. of Novaya Zhizn, Molodezhnaya Str., 1; tel.: 8(4752)62-90-60, e-mail: tmbsnifs@mail.ru) Identification of Lr-genes in the breeding lines of spring soft wheat, tolerant to the pathogen of brown rust in the Central Black earth region The research showed that the direct introduction of the donors of other regions into the breeding process do not always give a desired result because of the weak adaptive ability of the following generations. The development of highly efficient genetic sources and donors adapted to the regional conditions and possessing a complex of positive traits and properties (e.g. group and/or complex tolerance to stress factors of environment) is of special importance, in order not to damage the balance of associated genes among wheat varieties in the CNeR and to increase breeding results. The molecular markers have been applied to identify Lr-genes in 79 breeding lines of wheat, grown in the Middle-Russian branch of FSBSI ‘Tambov RIA’. The wheat lines combined tolerance to brown rust and other positive traits, e.g. resistance to stem pests, drought tolerance, high productivity, and technological quality of grain. The molecular analysis of the material identified single Lr-genes as well as the combination of several genes with different efficiency in one genotype. Among the studied material the Lr9, Lr10, Lr19, Lr20, Lr24, Lr26 and Lr34 genes have been found. There were a lot of lines with the Lr19 gene in a combination with Lr10, Lr20 and Lr26 genes in one genotype.

селекцияпшеницабурая ржавчинасортлиниягибридДНК-маркёрыLr-геныустойчивостьselectionbreedingwheatbrown rustvarietylineDNA-markersLr-generesistancetoleranceReferencesГуляев, Г.В. Селекция и семеноводство / Г.В. Гуляев, Ю.Л. Гужов. - М.: Колос, 1972.- 441с.Гуляев, Г.В. Селекция и семеноводство / Г.В. Гуляев, Ю.Л. Гужов. - М.: Колос, 1972.- 441с.Дорохов, Д.Б. Быстрая и экономичная технология RAPD анализа растительных геномов / Д.Б. Дорохов, Э. Клоке // Молекулярная генетика, 1997, 3, 4, с.443 - 450.Дорохов, Д.Б. Быстрая и экономичная технология RAPD анализа растительных геномов / Д.Б. Дорохов, Э. Клоке // Молекулярная генетика, 1997, 3, 4, с.443 - 450.Gupta S.K., Charpe A., Koul S., et al. Development and validation of molecular markers linked to an Aegilops umbellulata-derived leaf rust-resistance gene, Lr9, for marker-assisted selection in bread wheat // Genome, 2005, V. 48, № 5, P. 823-830.Gupta S.K., Charpe A., Koul S., et al. Development and validation of molecular markers linked to an Aegilops umbellulata-derived leaf rust-resistance gene, Lr9, for marker-assisted selection in bread wheat // Genome, 2005, V. 48, № 5, P. 823-830.Chelkowski J., Golka L., Stepien. L. Application of STS markers for leaf rust resistance genes in near-isogenic lines of spring wheat cv. Thatcher. // J.Appl. Genet, 2003, V.44, P. 323-338.Chelkowski J., Golka L., Stepien. L. Application of STS markers for leaf rust resistance genes in near-isogenic lines of spring wheat cv. Thatcher. // J.Appl. Genet, 2003, V.44, P. 323-338.Prins R., Marais G.F., Pretorius Z.A. et al. A study of modified forms of the Lr19 translocation of common wheat // Theor. Appl. Genet, 1997, V.95, P. 424.430.Prins R., Marais G.F., Pretorius Z.A. et al. A study of modified forms of the Lr19 translocation of common wheat // Theor. Appl. Genet, 1997, V.95, P. 424.430.Gupta S.K., Charpe A., Prabhu K.W., Hague O.M.R. Identification and validation of molecular markers linked to the leaf rust resistance gene Lr 19 in wheat // Theor. Appl. Genet, 2006, V.113, P.1027-1036.Gupta S.K., Charpe A., Prabhu K.W., Hague O.M.R. Identification and validation of molecular markers linked to the leaf rust resistance gene Lr 19 in wheat // Theor. Appl. Genet, 2006, V.113, P.1027-1036.Neu et al. Genetic mapping of the Lr20-Pm1 resistance locus reveals suppressed recombination on chromosome arm 7AL in hexfploid wheat // Genome, 2002, V.45, P/737-744.Neu et al. Genetic mapping of the Lr20-Pm1 resistance locus reveals suppressed recombination on chromosome arm 7AL in hexfploid wheat // Genome, 2002, V.45, P/737-744.Blaszczyk L., Krämar I., Ordon F. et al. Validity of selected DNA markers for breeding leaf rust resistant wheat // Cereal Research Communications. 2008. V. 36(2). P.201 - 213.Blaszczyk L., Krämar I., Ordon F. et al. Validity of selected DNA markers for breeding leaf rust resistant wheat // Cereal Research Communications. 2008. V. 36(2). P.201 - 213.Гультяева Е.И. Канюка И.А., Алпатьева Н.В. и др. Молекулярные подходы в идентификации генов устойчивости к бурой ржавчине у российских сортов пшеницы / Е.И.Гультяева, И.А. Канюка, Н.В. Алпатьева // Доклады РАСХН, 2009. - С. 23-27.Гультяева Е.И. Канюка И.А., Алпатьева Н.В. и др. Молекулярные подходы в идентификации генов устойчивости к бурой ржавчине у российских сортов пшеницы / Е.И.Гультяева, И.А. Канюка, Н.В. Алпатьева // Доклады РАСХН, 2009. - С. 23-27.Mago R., Miah H., Lawrence G.J. et al. High-resolution mapping and mutation analysis separate the rust resistance genes Sr31, Lr26 and Tr9 on the short arm of rye chromosome 1 // Theor. Appl. Genet, 2005, V. 112, P. 41-50.Mago R., Miah H., Lawrence G.J. et al. High-resolution mapping and mutation analysis separate the rust resistance genes Sr31, Lr26 and Tr9 on the short arm of rye chromosome 1 // Theor. Appl. Genet, 2005, V. 112, P. 41-50.Mago R., Spielmeyer W., Lawrence G.J. et al.Identification and mapping of molecular markers linked to rust resistance genes located on chromosome 1RS of rye using wheat-rye translocation lines // Theor. Appl. Genet, 2002, V. 104, P. 1317-1324.Mago R., Spielmeyer W., Lawrence G.J. et al.Identification and mapping of molecular markers linked to rust resistance genes located on chromosome 1RS of rye using wheat-rye translocation lines // Theor. Appl. Genet, 2002, V. 104, P. 1317-1324.Weng, Y., Azhaguvel, P., Devkota R. N., Rudd, J. C. PCR-based markers for deteсtion of different sourсes 1AL.1RS and 1BL.1RS wheat-rye transloсations in wheat baсkground // Plant Breeding, 2007, 126, p. 482-486.Weng, Y., Azhaguvel, P., Devkota R. N., Rudd, J. C. PCR-based markers for deteсtion of different sourсes 1AL.1RS and 1BL.1RS wheat-rye transloсations in wheat baсkground // Plant Breeding, 2007, 126, p. 482-486.Lagudah E.S., McFadden H., Singh R.P.et al. Molecular genetic characterization of the Lr34/Yr18 slow rusting resistance gene region in wheat // Theor. Appl. Genet, 2006, V.114, P. 21-30.Lagudah E.S., McFadden H., Singh R.P.et al. Molecular genetic characterization of the Lr34/Yr18 slow rusting resistance gene region in wheat // Theor. Appl. Genet, 2006, V.114, P. 21-30.Зеленева, Ю.В. Идентификация Lr - генов у образцов мягкой пшеницы, устойчивых к возбудителю бурой ржавчины в условиях ЦЧР, с использованием ДНК-маркёров / Ю.В. Зеленева, Е.И. Гультяева, В.В. Плахотник // Вестник защиты растений.- №3.-2013.- С. 34-39.Зеленева, Ю.В. Идентификация Lr - генов у образцов мягкой пшеницы, устойчивых к возбудителю бурой ржавчины в условиях ЦЧР, с использованием ДНК-маркёров / Ю.В. Зеленева, Е.И. Гультяева, В.В. Плахотник // Вестник защиты растений.- №3.-2013.- С. 34-39.Зеленева, Ю.В. Создание источников устойчивости яровой пшеницы к опасным болезням и вредителям в условиях центрального черноземья / Ю.В. Зеленева, В.В. Плахотник, В.П. Судникова, Ю.М. Денисова // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. - №3(57). - 2015. (51).- С. 20-27.Зеленева, Ю.В. Создание источников устойчивости яровой пшеницы к опасным болезням и вредителям в условиях центрального черноземья / Ю.В. Зеленева, В.В. Плахотник, В.П. Судникова, Ю.М. Денисова // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. - №3(57). - 2015. (51).- С. 20-27.Gold J., Yarder D., Townley-Smith F. et.al. Development of molecular marker for rust resistance genes Sr39 and Lr35 in wheat breeding lines // Electronic Journal of Biotechnology. 1999. V2(1). P. 35-40.Gold J., Yarder D., Townley-Smith F. et.al. Development of molecular marker for rust resistance genes Sr39 and Lr35 in wheat breeding lines // Electronic Journal of Biotechnology. 1999. V2(1). P. 35-40.McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat rusts: an atlas of resistance genes. CSIRO Publications, 1995, 205 pp.McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat rusts: an atlas of resistance genes. CSIRO Publications, 1995, 205 pp.Гультяева, Е.И. Методы идентификации генов устойчивости пшеницы к бурой ржавчине с использованием ДНК-маркеров и характеристика эффективности Lr - генов. Санкт-Петербург, 2012. -.72с.Гультяева, Е.И. Методы идентификации генов устойчивости пшеницы к бурой ржавчине с использованием ДНК-маркеров и характеристика эффективности Lr - генов. Санкт-Петербург, 2012. -.72с.Helguera M., Khan I.A., Kolmer J. et al. PCR assays for the Lr 37-Yr 17-Sr38 cluster of rust resistance genes and their use to develop isogenic hard red spring wheat lines // Crop Science. 2003. V. 43. P.1839-1847.Helguera M., Khan I.A., Kolmer J. et al. PCR assays for the Lr 37-Yr 17-Sr38 cluster of rust resistance genes and their use to develop isogenic hard red spring wheat lines // Crop Science. 2003. V. 43. P.1839-1847.Mago R., Zhang P., Bariana H.S. et al. Development of wheat lines carrying stem rust resistance gene Sr39 with reduced Aegilops speltoides chromatin and simple PCR markers for marker-assisted selection // Theor. Appl. Genet., 2009. V. 124. P.65-70.Mago R., Zhang P., Bariana H.S. et al. Development of wheat lines carrying stem rust resistance gene Sr39 with reduced Aegilops speltoides chromatin and simple PCR markers for marker-assisted selection // Theor. Appl. Genet., 2009. V. 124. P.65-70.Kim W., Jonson P.S., Baenziger P.S.et al. Agronomic effect of wheat-rye translocation carrying rye chromatin (1R) from different sources // Crop Sci. 2004. V. 44. P.1254-1258 wheat cv. Thatcher. // J.Appl. Genet, 2003, V.44, P. 323-338.Kim W., Jonson P.S., Baenziger P.S.et al. Agronomic effect of wheat-rye translocation carrying rye chromatin (1R) from different sources // Crop Sci. 2004. V. 44. P.1254-1258 wheat cv. Thatcher. // J.Appl. Genet, 2003, V.44, P. 323-338.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.