Игорь Васильевич Тоцкий, кандидат биологических наук, научный сотрудник
630090; пр. Академика Лаврентьева, 10; Новосибирск
Igor V. Totsky, Cand. Sci. (Biology), Researcher
630090; 10 Akademika Lavrentyeva Ave.; Novosibirsk
Ли Жуйсюань, студент магистратуры
630090; ул. Пирогова, 1; Новосибирск
Ruixuan Li, M. Sc. student
630090; 1 Pirogova St.; Novosibirsk
Олеся Юрьевна Шоева, кандидат биологических наук, заведующая лабораторией, старший преподаватель
630090; пр. Академика Лаврентьева, 10; ул. Пирогова, 1; Новосибирск
Olesya Yu. Shoeva, Cand. Sci. (Biology), Head of a Laboratory
630090; 10 Akademika Lavrentyeva Ave.; 1 Pirogova St.; Novosibirsk
Актуальность. Зерно ячменя содержит флавоноидные соединения – проантоцианидины. Положительно влияя на адаптацию растений, они могут ухудшать качество сырья, используемого в производстве кормов и в пищевой промышленности. В этой связи создание беспроантоцианидиновых сортов является актуальной задачей. В качестве доноров рецессивных аллелей генов, специфически контролирующих синтез проантоцианидинов в зерне, могут использоваться мутанты по локусам Ant25, Ant26, Ant27, молекулярные функции которых неизвестны. В представленной работе исследовано влияние мутантных аллелей в указанных локусах на показатели роста и развития растений ячменя и на основании полученных результатов сделан вывод об их функциональной роли в биосинтезе флавоноидов, а также о целесообразности использования мутантов по этим локусам в селекции беспроантоцианидиновых сортов.
Материалы и методы. У выращенных в гидропонной теплице мутантов и исходных сортов измеряли массу зерен, корней, побегов, длину главного побега и подсчитывали количество боковых побегов. Индекс урожая рассчитывали как отношение массы зерна к общей биомассе растения. Различия между генотипами оценивали с помощью критерия Манна – Уитни.
Результаты. Мутанты ant25.264 и ant27.488 характеризовались меньшими значениями всех анализируемых параметров по сравнению с исходными сортами ‘Secobra18193’ и ‘Zenit’. Мутант ant27.2043 имел меньшую длину главного побега, массу зерен и индекс урожая по сравнению с сортом ‘Arena’ и не отличался от исходного сорта по массе корней, массе побегов и их количеству. Мутанты по локусу Ant26 не отличались от исходного сорта ‘Grit’ по всем параметрам, за исключением мутанта ant26.486, который имел большую массу корней по сравнению с сортом.
Заключение. Установлено влияние локусов Ant25 и Ant27 на рост и развитие растений. Мутанты по локусу Ant26, ввиду отсутствия негативного влияния на развитие растений, являются перспективными донорами для селекции беспроантоциадиновых сортов ячменя.
Background. Barley grain contains such flavonoid compounds as proanthocyanidins. Despite their positive effect on plant adaptation to environmental conditions, they can worsen the quality of raw materials used in barley products. In this context, releasing proanthocyanidin-free cultivars is an important task. Mutants at the Ant25, Ant26 and Ant27 loci with unknown molecular functions can be used as donors of recessive alleles of the genes specifically controlling proanthocyanidin synthesis in barley grain. This study explored the effect of these loci on barley plant growth and development. A conclusion was made about their functional role in the biosynthesis of flavonoids and the expediency of using such mutants in the breeding of proanthocyanidin-free cultivars.
Materials and methods. The weight of grains, roots and shoots, the length of the main shoot, and the number of lateral shoots were measured in mutants and original cultivars grown in a hydroponic greenhouse. The harvest index was calculated as the ratio of grain weight to total plant biomass. Differences between genotypes were assessed using the Mann–Whitney U-test.
Results. The ant25.264 and ant27.488 mutants showed lower values of all analyzed characters than the parental cultivars ‘Secobra18193’ and ‘Zenit’, respectively. The ant27.2043 mutant had a shorter main shoot, less grain weight, and lower harvest index compared to cv. ‘Arena’, but did not differ from the original cultivar in other characters. Mutants at the Ant26 locus demonstrated no differences from the parental cultivar ‘Grit’ in all parameters, except the ant26.486 mutant whose root weight exceeded the cultivar’s value.
Conclusion. The effect of the Ant25 and Ant27 loci on plant growth and development was proved. Mutants at the Ant26 locus, with no negative effect on plant development, may be recommended to barley breeders as promising donors for the development of proanthocyadin-free cultivars.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.