zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2019-66-6-55-59zhros-814Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSВыявление гена короткостебельности Rht-B1 в образцах озимой мягкой пшеницыIdentification of short-stem gene Rht-B1 in the winter soft wheat sampleshttps://orcid.org/0000-0002-1726-4390КупрейшвилиН. Т.KupreyshvilyN. T.

техник-исследователь лаборатории маркерной селекции, 347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3

technician-researcher of the laboratory of the marker breeding, 347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

kupreshvilin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2046-4000ВожжоваН. Н.VozhzhovaN. N.

кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник лаборатории маркерной селекции, 347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3

Candidate of Agricultural Sciences, senior researcher, head of the laboratory of cell breeding, 347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

nvozhzh@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5251-3903МарченкоД. М.MarchenkoD. M.

кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом селекции озимой пшеницы, 347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher, head of the department for winter wheat breeding and seed production, 347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

https://orcid.org/0000-0002-2840-6219ИоноваЕ. В.IonovaE. V.

доктор сельскохозяйственных наук, руководитель центра фундаментальных научных исследований, заместитель директора по научной работе, 347740, Ростовская обл., г. Зерноград, Научный городок, 3

Doctor of Agricultural Sciences, head of the center of fundamental researches, deputy director on science, 347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3

ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»РоссияAgricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation201928012020065559Copyright © Купрейшвили Н.Т., Вожжова Н.Н., Марченко Д.М., Ионова Е.В., 20202020Купрейшвили Н.Т., Вожжова Н.Н., Марченко Д.М., Ионова Е.В.Kupreyshvily N.T., Vozhzhova N.N., Marchenko D.M., Ionova E.V.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/814

Приведены результаты оценки коллекционного материала озимой мягкой пшеницы по наличию аллелей гена короткостебельности Rht-B1. Выявление образцов, несущих в себе гены короткостебельности, необходимо для использования в селекции сортов озимой пшеницы степного экотипа, имеющих высокую технологичность при уборке. Поиск, идентификация и создание нового высокопродуктивного и короткостебельного исходного материала озимой мягкой пшеницы являются в настоящее время актуальными. Целью нашего исследования являлось выявление аллелей гена короткостебельности Rht-B1 у коллекционных образцов озимой мягкой пшеницы. Исследования проводили в лаборатории маркерной селекции ФГБНУ «АНЦ «Донской» в 2017 г. Применяли следующие методы исследований: выделение ДНК CTAB-методом, оценка количества и качества выделенной ДНК на спектрофотометре, выполнение полимеразной цепной реакции, проведение электрофореза на агарозных гелях, детекция ампликонов в ультрафиолете системой гель-фотодокументирования. В результате проведенных исследований при помощи SSR-маркеров было изучено 162 короткостебельных образца озимой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения. Выявлено 7 образцов озимой мягкой пшеницы с аллелем Rht-B1a, такие как Гром, Краплина, Степовичка и др. Идентифицировано 13 образцов озимой мягкой пшеницы с аллелем Rht-B1b (Rht1), такие как 1765/13, 1816/15, GK Margit и др. Определено 9 образцов озимой мягкой пшеницы с аллелем Rht-B1e (Rht11), такие как GK Margit, Менестрель, 1004/14 и др. Рекомендовано в селекции на короткостебельность использовать образцы озимой мягкой пшеницы, несущие в себе аллели Rht-B1b и Rht-B1e.

The current paper has presented the estimation results of the collection material of winter soft wheat according to the presence of alleles of short-stem gene Rht-B1. Identification of the samples with short-stem genes is of great necessity in the development of winter wheat varieties of the steppe ecotype with high adaptability to harvesting. Search, identification and development of a new highly productive and short-stem source material of winter soft wheat is of great relevance nowadays. The purpose of our study was to identify alleles of short-stem gene Rht-B1 in the collection samples of winter soft wheat. The study was carried out in the laboratory of the marker breeding of the FSBSI “Agricultural Research Center “Donskoy” in 2017. There were used the following research methods: a DNA extraction by the CTAB-method, estimation of the quantity and quality of the extracted DNA on a spectrophotometer, fulfillment of polymerase chain reaction and agarose gel electrophoresis, detection of amplicons in ultraviolet by gel photodocumentation system. As a result, due to the use of SSR-markers there were studied 162 short-stem samples of winter soft wheat of various ecological and geographical origin. There were identified 7 winter soft wheat samples with the Rht-B1a allele, such as “Grom”, “Kraplina”, “Stepovichka”, etc. and 13 winter soft wheat samples with the Rht-B1b (Rht1) allele, such as “1765/13”, “1816/15”, “GK Margit”, etc. There were identified 9 winter soft wheat samples with the Rht-B1e (Rht11) allele, such as “GK Margit”, “Minestrel”, “1004/14”, etc. It was recommended to use winter soft wheat samples with the Rht-B1b and Rht-B1e alleles when breeding for short stems.

озимая мягкая пшеницаген короткостебельностиRht-B1коллекционные образцыПЦРэлектрофорезwinter soft wheatshort-stem geneRht-B1collection samplesPCRelectrophoresisReferencesДьячук Т. И., Кибкало И. А., Поминов А. В. и др. Перспективные линии в селекции тритикале для условий Поволжья // Зерновое хозяйство России. 2018. № 5(59). C. 39–43. DOI: 2079-8725-2018-59-5-39-43.D'yachuk T. I., Kibkalo I. A., Pominov A. V. i dr. Perspektivnye linii v selekcii tritikale dlya uslovij Povolzh'ya [Promising lines in the triticale breeding in the Volga region] // Zernovoe hozyajstvo Rossii. 2018. № 5(59). S. 39–43. DOI: 2079-8725-2018-59-5-39-43.Медведев А. М., Пома Н. Г., Осипов В. В. и др. Поиск источников короткостебельности в целях создания устойчивых к полеганию сортов озимой тритикале для Центрального Нечерноземья // Зерновое хозяйство России. 2017. № 3(51). C. 43–46.Medvedev A. M., Poma N. G., Osipov V. V. i dr. Poisk istochnikov korotkostebel'nosti v celyah sozdaniya ustojchivyh k poleganiyu sortov ozimoj tritikale dlya Central'nogo Nechernozem'ya [Search for sources of short-stem in order to create the lodging resistant winter triticale varieties for the Central Non-Chernozem Region] // Zernovoe hozyajstvo Rossii. 2017. № 3(51). S. 43–46.Мережко А. Ф. Проблема доноров в селекции растений. СПб.: ВИР, 1994. 128 с.Merezhko A. F. Problema donorov v selekcii rastenij [The problem of donors in plant breeding]. SPb.: VIR, 1994. 128 s.Самофалова Н. Е. Мечта и явь академика И. Г. Калиненко в создании озимой твердой пшеницы // Зерновое хозяйство России. 2016. № 1(43). C. 1–9.Samofalova N. E. Mechta i yav' akademika I. G. Kalinenko v sozdanii ozimoj tverdoj pshenicy [The dream and reality of the academician I. G. Kalinenko in the development of winter durum wheat] // Zernovoe hozyajstvo Rossii. 2016. № 1(43). S. 1–9.Чеботарь С. В. Аллельная характеристика генов короткостебельности в генетическом пуле сортов озимой мягкой пшеницы Украины // Генетичнi ресурси рослин. 2008. T. 6. C. 96–103.Chebotar' S. V. Allel'naya harakteristika genov korotkostebel'nosti v geneticheskom pule sortov ozimoj myagkoj pshenicy Ukrainy [Allelic characteristics of short-stem genes in the genetic pool of varieties of winter soft wheat of Ukraine] // Genetichni resursi roslin. 2008. T. 6. S. 96–103.Divashuk M., Bespalova L., Vasilyev A., Fesenko I., Puzyrnaya O., Karlov G. Reduced height genes and their importance in winter wheat cultivars grown in southern Russia // Euphytica. 2013. Vol. 190, no. 1. Pp. 137–144. https://doi.org/10.1007/s10681-012-0789-7.Divashuk M., Bespalova L., Vasilyev A., Fesenko I., Puzyrnaya O., Karlov G. Reduced height genes and their importance in winter wheat cultivars grown in southern Russia // Euphytica. 2013. Vol. 190, no. 1. Pp. 137–144. https://doi.org/10.1007/s10681-012-0789-7.Ellis M., Spielmeyer W., Gale K., Rebetzke G., Richards R. “Perfect” markers for the Rht-B1b and Rht-D1b dwarfing genes in wheat // Theoretical and Applied Genetics. 2002. Vol. 105, no. 6-7. Pp. 1038–1042. https://doi.org/10.1007/s00122-002-1048-4.Ellis M., Spielmeyer W., Gale K., Rebetzke G., Richards R. “Perfect” markers for the Rht-B1b and Rht-D1b dwarfing genes in wheat // Theoretical and Applied Genetics. 2002. Vol. 105, no. 6-7. Pp. 1038–1042. https://doi.org/10.1007/s00122-002-1048-4.FAO Global Statistical Yearbook // Book FAO Global Statistical Yearbook / Editor, 2019. Available at: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.FAO Global Statistical Yearbook // Book FAO Global Statistical Yearbook / Editor, 2019. Available at: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.Guedira M., Brown-Guedira G., Van Sanford D., Sneller C., Souza E., Marshall D. Distribution of Rht Genes in Modern and Historic Winter Wheat Cultivars from the Eastern and Central USA // Crop Science. 2010. Vol. 50, no. 5. Pp. 1811–1822. https://doi.org/10.2135/cropsci2009.10.06.0626.Guedira M., Brown-Guedira G., Van Sanford D., Sneller C., Souza E., Marshall D. Distribution of Rht Genes in Modern and Historic Winter Wheat Cultivars from the Eastern and Central USA // Crop Science. 2010. Vol. 50, no. 5. Pp. 1811–1822. https://doi.org/10.2135/cropsci2009.10.06.0626.Knopf C., Becker H., Ebmeyer E., Korzun V. Occurrence of Three Dwarfing Rht Genes in German Winter Wheat Varieties // Cereal Research Communications. 2008. Vol. 36, no. 4. Pp. 553–560. https://doi.org/10.1556/CRC.36.2008.4.4.Knopf C., Becker H., Ebmeyer E., Korzun V. Occurrence of Three Dwarfing Rht Genes in German Winter Wheat Varieties // Cereal Research Communications. 2008. Vol. 36, no. 4. Pp. 553–560. https://doi.org/10.1556/CRC.36.2008.4.4.Li A., Yang W., Guo X., Liu D., Sun J., Zhang A. Isolation of a gibberellin-insensitive dwarfing gene, Rht-B1e, and development of an allele-specific PCR marker // Molecular Breeding. 2012. Vol. 30, no. 3. Pp. 1443–1451. https://doi.org/10.1007/S11032-012-9730-y.Li A., Yang W., Guo X., Liu D., Sun J., Zhang A. Isolation of a gibberellin-insensitive dwarfing gene, Rht-B1e, and development of an allele-specific PCR marker // Molecular Breeding. 2012. Vol. 30, no. 3. Pp. 1443–1451. https://doi.org/10.1007/S11032-012-9730-y.Murray M. G., Thompson W. F. Rapid isolation of high molecular-weight plant DNA // Nucleic Acids Research. 1980. Vol. 8, no. 19. Pp. 4321–4325. https://doi.org/10.1093/nar/8.19.4321.Murray M. G., Thompson W. F. Rapid isolation of high molecular-weight plant DNA // Nucleic Acids Research. 1980. Vol. 8, no. 19. Pp. 4321–4325. https://doi.org/10.1093/nar/8.19.4321.

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