Изучена связь хозяйственно-ценных признаков, включая урожайность, с аллейным состоянием генов, отвечающих за высоту растений, чувствительность к фотопериоду, и гена пластидной глутаминсинтетазы в коллекции озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.)
Снижение высоты растений, вызванное мутациями в генах Rht-B1 или Rht-D1, в сочетании с независимым от длины дня ранним цветением, ассоциированным с геном Ppd-D1, явилось основным фактором резкого роста урожайности мягкой пшеницы в 1960-х гг. Повышение эффективности использования азота, а также сохранение высоких урожаев в условиях глобального изменения климата является основным направлением селекции в настоящее время. Фермент глутаминсинтетаза (GS) играет ключевую роль в ассимиляции аммония в растениях. В предыдущих исследованиях было показано, что ген TaGS2-A1, кодирующий пластидную изоформу GS, связан с эффективностью использования азота у пшеницы.
Ученые ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии совместно с коллегами из Национального центра Зерна имени П.П. Лукьяненко и РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева провели масштабное трехлетнее исследование с использованием различных сортов и линий мягкой озимой пшеницы, выращенных в Краснодарском крае. С помощью ПЦР маркеров изучена связь урожайности и агрономических признаков с гаплотипами генов Rht-B1, Rht-D1, Ppd-D1 и TaGS2-A1. В трехлетнем опыте было подтверждено, что полукарликовость, связанная с мутациями Rht-B1 или Rht-D1, и скороспелость, связанная с аллелем Ppd-D1a, являются ключевыми факторами повышения урожайности зерна озимой мягкой пшеницы в южных регионах России.
Показано, что образцы, несущие аллельные варианты генов полукарликовости Rht-B1b, Rht-B1e или Rht-D1b незначительно различаются по высоте растений, но практически не отличаются по урожайности. Полукарликовость, вызванная этими аллелями, была связана с более низким содержанием белка в зерне, но с более высоким выходом белка с единицы площади. Несмотря на умеренное снижение высоты растений, обеспечиваемое аллелем нечувствительности к фотопериоду Ppd-D1a, образцы, несущие его, менее устойчивы к полеганию. Гаплотип TaGS2-A1b пластидного гена глутаминсинтетазы имеет тенденцию улучшать устойчивость к полеганию и урожайность зерна. Однако при наличии аллелей «зеленой революции» положительные эффекты TaGS2-A1b на хозяйственно-ценные признаки минимальны.
Таким образом, TaGS2-A1b может иметь потенциал для селекции более высокорослых сортов пшеницы или сортов с альтернативными генами полукарликовости, которые могут лучше работать в более засушливых условиях.
Подробнее: https://www.mdpi.com/1422-0067/23/19/11402/htm
#наука #биология #биотехнология #исследования #пшеница #генетика #ВНИИСБ #вниисб #MDPI #НЦЗ
