630090 Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 10; Лаборатория молекулярной генетики полифенольного метаболизма растений, старший научный сотрудник; к.б.н.
630090 Россия, г. Новосибирск
10 Lavrentyeva Ave., 10 Lavrentyeva Ave., Novosibirsk 630090, Russia; Novosibirsk 630090, Russia
630090 Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 10; , Лаборатория молекулярной фитопатологии, младший научный сотрудник
630090 Россия, г. Новосибирск
10 Lavrentyeva Ave., 10 Lavrentyeva Ave., Novosibirsk 630090, Russia; Novosibirsk 630090, Russia
630090 Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 10; старший лаборант
630090 Россия, г. Новосибирск
10 Lavrentyeva Ave., 10 Lavrentyeva Ave., Novosibirsk 630090, Russia; Novosibirsk 630090, Russia
Актуальность. Фотосинтезирующие ткани колоса ячменя являются источниками ассимилирующихся веществ, которые вносят большой вклад в формирование размера и массы зерна. У ячменя в тканях колоса могут накапливаться меланиновые пигменты, влияние которых на показатели урожайности зерна исследованы не были.Материалы и методы. В работе было проведено сравнительное исследование массы и линейных размеров зерна, полученных с помощью анализа изображений, почти изогенных линий ячменя, отличающихся по локусу Blp1, контролирующему синтез меланиновых пигментов в тканях колоса ячменя – в цветковой чешуе, перикарпии зерна и остях.Результаты и обсуждение. Было показано, что в полевых условиях локус Blp1 отрицательно влияет на массу 1000 зерен. Чтобы определить обусловлен ли наблюдаемый эффект уменьшением размеров зерна, было проведено сравнение линейных параметров зерна между линиями. Было показано, что, в отличие от длины и площади семян, локус Blp1 отрицательно влияет на ширину семян. Несмотря на то что на массу и ширину зерна влияли одни и те же факторы, корреляции между этими параметрами выявлено не было, что, возможно, связано с зависимостью массы зерна от других параметров, например толщины и связанного с ней объема зерна.Заключение. Впервые было проведено исследование роли пигментов и контролирующих их формирование генов на показатели продуктивности зерна. Обнаруженный отрицательный эффект локуса Blp1 на массу и ширину зерна может быть связан с нарушениями фотосинтетической активности и накоплением ассимилятов в зерне, вызванных синтезом меланинов в тканях колоса. Для проверки выдвинутого предположения и установления характера связи между меланогенезом и фотосинтезом необходимы дополнительные исследования.
Background. In cereals, photosynthetically active parts of the ear significantly contribute to seed size and weight at the grain-filling stage. In barley, ear tissues may accumulate melanin pigments synthesized in chloroplast-derived melanoplasts. Effects of such pigments on yield parameters of seeds have not been evaluated to date.Materials and methods. Seed weight and size assessed by image analysis were compared between two near-isogenic barley lines differing in alleles of the Blp1 gene, which determines melanin accumulation in ear tissues. Data on grainrelated parameters were collected during 6 years and include data on seeds grown either in the field or under greenhouse conditions.Results and discussion. A negative effect of the Blp1 locus on the weight of 1000 seeds harvested in the field but not in the greenhouse was revealed. To determine whether this effect is related to grain size, a comparison of two-dimensional linear parameters of seeds between the lines was performed. It was shown that unlike the length and the area of seeds, the width of seeds was also negatively affected by the Blp1 locus. Although the same factors affected the weight of 1000 seeds and the width of seeds, a correlation between them was not found, implying a dependence of seed weight on other factors such as thickness and its related parameter, seed volume.Conclusion. Effects of barely ear pigmentation and of the gene controlling it on yield-related parameters of seeds were studied here for the first time. The observed negative impact of the Blp1 locus on seed weight and size may be mediated by an interfering chloroplast activity and/or accumulation of assimilates via melanogenesis. Additional studies are necessary to test this supposition and to investigate the interaction of melanin synthesis and photosynthetic activity of the tissues accumulating this pigment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.