Получение и оценка удвоенных гаплоидов на основе линий яровой мягкой пшеницы с транслокацией от Aegilops speltoides Tausch

Получение удвоенных гаплоидов (doubled haploid, DH) наряду с маркер-ориентированной селекцией становится неотъемлемой частью современного селекционного процесса. В настоящем исследовании в качестве доноров для получения DH использовали линии F₅ мягкой пшеницы 983, 986 и 987, которые были отобраны ранее из комбинации скрещивания позднеспелой линии Велют (содержит транслокации 5BS.5BL-5SL от Ae. speltoides и T1RS.1BL от ржи) с раннеспелым сортом Тулун 15. Целью данной работы было получение удвоенных гаплоидов в культуре пыльников in vitro на основе гибридных линий мягкой пшеницы с транслокацией от Ae. speltoides L. и оценка их по устойчивости к бурой ржавчине и хозяйственно ценным признакам. Получение DH проводили в культуре пыльников in vitro, в опыте не обнаружено влияния транслокации от Ae. speltoides на показатели андрогенеза in vitro. Установлено значимое превышение по всем изучаемым параметрам у линии 986, что, по-видимому, связано с присутствием у нее ржаной транслокации в гетерозиготном состоянии. Всего в опыте получено 17 DH-линий, по результатам молекулярного анализа ДНК с праймерами Gill-B1 и Chi_5F/5R определено 6 DH-линий с транслокацией 5BS.5BL-5SL и одна линия с T1RS.1BL. В ходе изучения реакции к возбудителю бурой ржавчины DH-линий на разных стадиях развития растений установлено, что ген LrAsp 5, переданный в геном мягкой пшеницы с транслокацией 5BS.5BL-5SL, является геном возрастной устойчивости к Puccinia triticina. Выявлено, что DH-линии с геном LrAsp 5 в ювенильной стадии имели тип поражения бурой ржавчиной 2 балла, тогда как на взрослых растениях в поле отмечали устойчивый тип реакции (0–1 балл). Пять DH-линий были отобраны для включения в дальнейший селекционный процесс. В настоящей статье приводятся данные их полевой оценки по элементам структуры урожая в 2020–2021 годах. Обнаружено, что значения изучаемых линий по эти признакам находились в пределах значений родителей. По массе 1000 зерен в сравнении с сортом Тулун 15 выделились DH 16-1 (34,6г) и DH  9-2 (34,9г), по массе зерна с растения – DH 7-2 (2,2 г).

1. Адонина И. Г., Петраш Н. В., Тимонова Е. М., Христов Ю. А., Салина Е. А. Создание и изучение устойчивых к листовой ржавчине линий мягкой пшеницы с транслокациями от Aegilops speltoides Tausch // Генетика. 2012. Т. 48, №4. С. 488–488.

2. Адонина И. Г., Тимонова Е. М., Салина Е. А. Интрогрессивная гибридизация мягкой пшеницы: результаты и перспективы // Генетика. 2021. Т. 57, № 4. С. 384–402. DOI: 10.31857/S0016675821030024

3. Петраш Н. В., Орлова Е. А., Лихенко И. Е., Пискарев В. В. Изучение эффективности культуры пыльников in vitro сортов и гибридов мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) // Зерновое хозяйство России. 2022. Т. 14, № 6. С. 17–22. DOI: 10.31367/2079-8725-2022-83-6-17-22

4. Тимонова Е. М., Адонина И. Г., Салина Е. А. Изучение влияния чужеродных транслокаций на показатели андрогенеза in vitro у линий мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2022. Т. 183, № 1. С. 127–134. DOI: 10.30901/2227-8834-2022-1-127-134

5. Сколотнева Е. С., Салина Е. А. Разнообразие механизмов устойчивости, вовлеченных в многоуровневый иммунитет пшеницы к ржавчинным // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019. Т. 23, № 5. С. 542–550. DOI 10.18699/VJ19.523

6. Friebe B., Jiang J., Raupp W.J., McIntosh R.A., Gill B.S. Characterization of wheat-alien translocations conferring resistance to diseases and pests: current status // Euphytica. 1996. Vol. 91, P. 59–87. DOI 10.1007/BF00035277

7. Ren T., Jiang Q., Sun Z., Ren Z., Tan F., Yang W., Li Z. Development and Characterization of Novel Wheat-Rye 1RS·1BL Translocation Lines with High Resistance to Puccinia striiformis f. sp. tritici // Phytopathology. 2022. Vol. 112, № 6. P. 1310–1315. DOI: 10.1094/PHYTO-07-21-0313-R

8. Seguí-Simarro J. M., Jacquier N. M., Widiez T. Overview of in vitro and in vivo doubled haploid technologies. In: Segui-Simarro, J.M. (Eds.) Doubled Haploid Technology. Vol. 1. General Topics, Alliaceae, Cereals // Methods in Molecular Biology. New York: Springer Science + Business Media, 2021. Vol. 2287, P. 3–32. DOI: 10.1007/978-1-0716-1315-3_1

9. Shoeva O. Y., Dobrovolskaya O. B., Leonova I. N., Salina E. A., Khlestkina E. K. The B-, G- and S-genomic Chi genes in family Triticeae // Biologia Plantarum. 2016. Vol. 60, № 2. P. 279–284. DOI: 10.1007/s10535-016-0595-5

10. Weyen J. Applications of doubled haploids in plant breeding and applied research // Doubled haploid technology: volume 1: general topics, alliaceae, cereals. 2021. P. 23–39. DOI: 10.1007/978-1-0716-1315-3_2