vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2019-4-94-98vir-nw-461Research ArticleГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙGENETICS OF CULTIVATED PLANTS AND THEIR WILD RELATIVESЛиния Рико – самая скороспелая среди представителей коллекции яровой мягкой пшеницы ВИРThe line Rico is the earliest maturing accession in the VIR collection of spring bread wheatРигинБ. В.RiginB. V.

190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

riginbv@mail.ruЗуевЕ. В.ZuevE. V.

190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

АндрееваА. С.AndreevaA. S.

190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

ПыженковаЗ. С.PyzhenkovaZ. S.

190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

МатвиенкоИ. И.MatvienkoI. I.

190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. ВавиловаРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic ResourcesRussian Federation20190701202018049498Copyright © Ригин Б.В., Зуев Е.В., Андреева А.С., Пыженкова З.С., Матвиенко И.И., 20202020Ригин Б.В., Зуев Е.В., Андреева А.С., Пыженкова З.С., Матвиенко И.И.Rigin B.V., Zuev E.V., Andreeva A.S., Pyzhenkova Z.S., Matvienko I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/461Актуальность

Актуальность. Для оптимизации селекции скороспелых, адаптированных к условиям внешней среды сортов мягкой пшеницы необходим поиск нового исходного материала. Ультраскороспелая линия Рико (к65588) – Triticum aestivum var. erythrospermum Koern. – выделяется среди представителей коллекции мягкой пшеницы ВИР по важным адаптивным признакам.

Материалы и методы

Материалы и методы. Изучены образцы яровой мягкой пшеницы коллекции ВИР с различной скоростью развития, а также ультраскороспелые линии Рифор 1 … 10 (F6-7 Рико × Forlani Roberto к-42641) и Фори 1 … 8 (к65589 … к-65596) (F4 Фотон к-55696 × Рико). Определена реакция на короткий 12-часовой день. Условия яровизации – 30 дней при 3°С. Генетика чувствительности растений на яровизацию и фотопериод исследована с использованием аллель-специфичных праймеров для генов Vrn-A1, Vrn-B1, Vrn-D1 и Ppd-D1.

Результаты и выводы

Результаты и выводы. В условиях Северо-Запада России период от посева до колошения растений Рико равен 39,9 ± 1,49 дней, или на 14,8 ± 1,22 дней меньше районированных сортов пшеницы. Среди 8400 образцов пшеницы, изученных отделом ГР пшеницы ВИР в этом районе с 1948 по 2018 г., самый короткий период «всходы – колошение» отмечен у линии Рико – 29 (28–30) дней. Отсутствие реакции на яровизацию Рико, линий Фори и Рифор детерминировано доминантными аллелями Vrn-A1, Vrn-B1, Vrn-D1. Фотопериодическую чувствительность Рико и частично Рифор контролируют как минимум два гена: Ppd-D1 и Ppd-B1. Линии Рифор могут конкурировать по продуктивности с районированными сортами пшеницы.

Background

Background. To optimize the process of bread wheat breeding for earliness and environmental adaptability, searching for new source material is a crucial task. The ultra-early line Rico (k-65588) – Triticum aestivum var. erythrospermum Koern. – stands out among the bread wheat accessions from the VIR collection for its important adaptive features.

Materials and methods

Materials and methods. Spring wheat accessions with different speed of development were selected from the VIR collection for this study, along with the ultra-early lines Rifor 1 ... 10 (F6-7 Rico × Forlani Roberto k-42641) and Fori 1 ... 8 (k-65589 ... k-65596) (F4 Foton k-55696 × Rico). Their responses to a short 12-hour day were assessed. Vernalization conditions were 30 days at 3°C. The genetics of plant sensitivity to vernalization and photoperiods was studied using allele-specific primers for the genes Vrn-A1, Vrn-B1, Vrn-D1 and Ppd-D1.

Results and conclusions

Results and conclusions. In the Northwest of Russia, the period from seeding to heading for Rico plants was 39.9 ± 1.49 days, or 14.8 ± 1.22 days less than for the released commercial wheat cultivars. Among the 8400 wheat accessions, studied by the Wheat Genetic Resources Department of VIR in this area from 1948 to 2018, the shortest period from germination to heading was observed in the line Rico: 29 (28–30) days. The absence of response to vernalization in Rico, Fori and Rifor lines was determined by the dominant alleles Vrn-A1, Vrn-B1 and Vrn-D1. Photoperiodism in Rico and partially in Rifor was controlled by at least two genes: Ppd-D1 and Ppd-B1. In the F2 population of Rico hybrids with 8 wheat accessions no transgression was observed beyond the limits of Rico‘s variation. The difference in the development rate between Rico and other wheat accessions is controlled by two or three non-allelic genes. Rifor lines can compete in productivity with commercialized wheat cultivars.

ультраскороспелостьяровизацияфотопериодпродуктивностьгеныultra-earlinessvernalizationphotoperiodproductivitygenesРабота выполнена в рамках государственного задания согласно тематическому плану ВИР по проекту № 0662-2019-0006 «Поиск, поддержание жизнеспособности и раскрытие потенциала наследственной изменчивости мировой коллекции зерновых и крупяных культур ВИР для развития оптимизированного генбанка и рационального использования в селекции и растениеводстве».ReferencesCockram J., Jones H., Leigh F.J., O’Sullivan D., Powell W., Laurie D.A. Greenland A.J. Control of flowering time in temperate cereals: genes, domestication and sustainable productivity. Journal of Experimental Botany. 2007;58(6):1231-1244. DOI: 10.1093/jxb/erm042Cockram J., Jones H., Leigh F.J., O’Sullivan D., Powell W., Laurie D.A. Greenland A.J. Control of flowering time in temperate cereals: genes, domestication and sustainable productivity. Journal of Experimental Botany. 2007;58(6):1231-1244 DOI: 10.1093/jxb/erm042Goncharov N.P. Genetics of growth habit (spring vs winter) in common wheat: confirmation of the existence of dominant gene Vrn4. Theoretical and Applied Genetics. 2003;107(4):768-772. DOI: 10.1007/s00122-003-1317-xGoncharov N.P. Genetics of growth habit (spring vs winter) in common wheat: confirmation of the existence of dominant gene Vrn4. Theoretical and Applied Genetics. 2003;107(4):768-772 DOI: 10.1007/s00122-003-1317-xHalloran G.M., Gene for vernalization response in homologous group 5 of Triticum aestivum. Canadian Journal of Genetics and Cytology. 1976;18(2):211-216.Halloran G.M., Gene for vernalization response in homologous group 5 of Triticum aestivum. Canadian Journal of Genetics and Cytology. 1976;18(2):211-216Keim D.L., Welsh J.R., McConnel R.L. Inheritance of photoperiodic heading response in winter and spring cultivars of bread wheat. Canadian Journal of Plant Science. 1973;53(2):247-250. DOI: 10.4141/cjps73-046Keim D.L., Welsh J.R., McConnel R.L. Inheritance of photoperiodic heading response in winter and spring cultivars of bread wheat. Canadian Journal of Plant Science. 1973;53(2):247-250 DOI: 10.4141/cjps73-046Киселёва А.А., Салина Е.А. Генетические механизмы формирования времени колошения мягкой пшеницы. Генетика. 2018;54(4):381-396. DOI: 10.7868/S001667581804001XKiseleva A.A., Salina E.A. Genetic regulation of common wheat heading time. Russian Journal of Genetics. 2018;54(4):381-396. [in Russian] DOI: 10.7868/S001667581804001XРигин Б.В., Пыженкова З.С. Гены, контролирующие реакцию на яровизацию и скороспелость per se ультраскороспелых форм яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.). Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2011;168:39-49.Rigin B.V., Pyzhenkova Z.S. Genes that control the reaction to vernalization and earliness per se of ultra-early forms of spring common wheat (Triticum aestivum L.). Bulletin of Applied Botany, of Genetics and Plant Breeding. 2011;168:39-49. [in Russian]Ригин Б.В., Зуев Е.В., Кошкин В.А., Пыженкова З.С., Матвиенко И.И., Брыкова А.Н., Ковалева О.Н., Звейнек И.А. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 859. Яровая мягкая пшеница: характеристика скороспелых и ультраскороспелых образцов по признакам продуктивности и фотопериодической чувствительности. Санкт-Петербург: ВИР; 2018a. DOI: 10.30901/978-5-905954-65-8Rigin B.V., Zuev E.V., Koshkin V.A., Pyzhenkova Z.S., Matvienko I.I., Bry kova A.N., Kovaleva O.N., Zveinek I.A. Catalogue of the VIR global collection. Issue 859. Spring bread wheat: characterization of early and ultra-early accessions according to their productivity and photoperiod sensitivity. St. Petersburg: VIR; 2018a. [in Russian] DOI: 10.30901/978-5-905954-65-8Ригин Б.В., Зуев Е.В., Тюнин В.А., Шрейдер Е.Р, Пыженкова З.С., Матвиенко И.И. Селекционно-генетические аспекты создания продуктивных форм мягкой яровой пшеницы с высокой скоростью развития. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2018b;179(3):194-202.Rigin B.V., Zuev E.V., Tyunin V.A., Shreider E.R., Pyzhenkova Z.S., Matvienko I.I. Breeding and genetic aspects of creating productive forms of fast-developing spring bread wheat. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2018b;179(3):194-202. [in Russian]Shindo C., Tsujimoto H., Sasakuma T. Segregation analysis of heading traits in hexaploid wheat utilizing recombinant inbred lines. Heredity. 2003;90:56-63. DOI: 10.1038/sj.hdy.6800178Shindo C., Tsujimoto H., Sasakuma T. Segregation analysis of heading traits in hexaploid wheat utilizing recombinant inbred lines. Heredity. 2003;90:56-63. DOI: 10.1038/sj.hdy.6800178Вражнов В.А.,Кошкин В.А., Ригин Б.В., Потокина Е.К., Тюнин В.А., Шрейдер Е.Р., Алексеева Е.А., Матвиенко И.И., Пыженкова З.С. Экологическое испытание ультраскороспелых форм мягкой пшеницы в условиях разного фотопериода. Доклады Российской Академии сельскохозяйственных наук. 2012;38(2):79-85.Vrazhnov V.A., Koshkin V.A., Rigin B.V., Potokina E.K., Tyunin V.A., Shreider E.R., Alekseeva E.A., Matvienko I.I., Pyzhenkova Z.S. Ecological testing of ultra-early common wheat forms under various photoperiod conditions. Russian Agricultural Sciences. 2012;38(2):79-85. . [in Russian].Welsh J.R., Keim D.L., Pirasteh B., Richards R.D. Genetic control of photoperiod response in wheat. In: E.R. Sears, L.M.S. Sears (eds). Proceedings of the fourth International Wheat Genetics Symposium, held at the University of Missouri, Columbia, Missouri, USA, August 6–11, 1973. Columbia, Mo.: University of Missouri; 1973. p.879-884.Welsh J.R., Keim D.L., Pirasteh B., Richards R.D. Genetic control of photoperiod response in wheat. In: E.R. Sears, L.M.S. Sears (eds). Proceedings of the fourth International Wheat Genetics Symposium, held at the University of Missouri, Columbia, Missouri, USA, August 6–11, 1973. Columbia, Mo.: University of Missouri; 1973. p. 879-884.Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. Москва: Наука; 1984.Zaitsev G.N. Mathematical statistics in experimental botany (Matematicheskaya statistika v eksperimentalnoy botanike). Moscow: Nauka; 1984. [in Russian]Злотина М.М., Киселева А.А., Потокина Е.К. Использование аллель-специфичных маркеров генов Vrn и Ppd для экспресс-диагностики фотопериодической чувствительности и потребности в яровизации мягкой пшеницы и ячменя. Методические указания. Санкт-Петербург: ВИР; 2012.Zlotina M.M., Kiseleva A.A., Potokina E.K. The use of allele-specific markers of the Vrn and Ppd genes for rapid diagnosis of photoperiodic sensitivity and the need for vernalization of common wheat and barley. Methodological guidelines (Ispolzovaniye allel-spetsifichnykh markerov genov Vrn i Ppd dlya ekspress-diagnostiki fotoperiodicheskoy chuvstvitelnosti i potrebnosti v yarovizatsii myagkoy pshenitsy i yachmenya. Metodicheskiye ukazaniya). St. Petersburg: VIR; 2012. [in Russian].

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