Идентификация Lr-генов в селекционных линиях яровой мягкой пшеницы, устойчивых к возбудителю бурой ржавчины в условиях ЦЧР

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.

селекция, пшеница, бурая ржавчина, сорт, линия, гибрид, ДНК-маркёры, Lr-гены, устойчивость, selection, breeding, wheat, brown rust, variety, line, DNA-markers, Lr-gene, resistance, tolerance

1. Гуляев, Г.В. Селекция и семеноводство / Г.В. Гуляев, Ю.Л. Гужов. - М.: Колос, 1972.- 441с.

2. Дорохов, Д.Б. Быстрая и экономичная технология RAPD анализа растительных геномов / Д.Б. Дорохов, Э. Клоке // Молекулярная генетика, 1997, 3, 4, с.443 - 450.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat rusts: an atlas of resistance genes. CSIRO Publications, 1995, 205 pp.

18. Гультяева, Е.И. Методы идентификации генов устойчивости пшеницы к бурой ржавчине с использованием ДНК-маркеров и характеристика эффективности Lr - генов. Санкт-Петербург, 2012. -.72с.

19. 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.

20. 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.

21. 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.