Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна

Хромосомно-інженерна модифікація центричної житньо-пшеничної 1RSm.1BL транслокації створена на базі ярого сорту пшениці Павон. Це ускладнює використання транслокації в селекції озимої пшениці на поліпшені хлібопекарські якості борошна. Два пшеничні сайти в короткому плечі транслокації унеможливлюють...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Рибалка, О.I., Моргун, В.В., Починок, В.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України 2011
Назва видання:	Физиология и биохимия культурных растений
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/66418
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна / О.I. Рибалка, В.В. Моргун, В.М. Починок // Физиология и биохимия культурных растений. — 2011. — Т. 43, № 5. — С. 371-377. — Бібліогр.: 16 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-66418
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-664182014-07-14T03:01:39Z Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна Рибалка, О.I. Моргун, В.В. Починок, В.М. Хромосомно-інженерна модифікація центричної житньо-пшеничної 1RSm.1BL транслокації створена на базі ярого сорту пшениці Павон. Це ускладнює використання транслокації в селекції озимої пшениці на поліпшені хлібопекарські якості борошна. Два пшеничні сайти в короткому плечі транслокації унеможливлюють перенесення плеча 1RSm з генотипу ярого в генотип озимого типу розвитку без рекомбінації транслокації шляхом кросинговеру. Щоб запобігти рекомбінації транслокації під час перенесення з ярого в озимий сорт як посередник використовували дителосомік по довгому плечу хромосоми 1В. Транслокація 1RSm.1BL була успішно перенесена в озимий генотип без її рекомбінації. Довге плече 1RSm.1BL транслокації рекомбіноване одним із найсильніших щодо позитивного впливу на якість борошна алелем Glu-B1al. Нова транслокація 1RSm.1BL з алелем Glu-B1al у довгому плечі створена для використання в селекції сортів озимої пшениці на поліпшені хлібопекарські якості борошна. Хромосомно-инженерная модификация центрической ржано-пшеничной 1RSm.1BL транслокации создана на базе ярового сорта пшеницы Павон. Это затрудняет использование транслокации в селекции озимой пшеницы на улучшенные хлебопекарные качества муки. Два пшеничных сайта в коротком плече транслокации не позволяют перенести плечо 1RSm из генотипа ярого в генотип озимого типа развития без рекомбинации транслокации путем кроссинговера. Чтобы избежать рекомбинации транслокации при переносе из ярового в озимый сорт в качестве посредника использовали дителосомик по длинному плечу хромосомы 1В. Транслокация 1RSm.1BL была успешно перенесена в озимый генотип без ее рекомбинации. Длинное плечо 1RSm.1BL транслокации было рекомбинировано одним из сильнейших относительно положительного влияния на качество муки аллелем Glu-B1al. Новая транслокация 1RSm.1BL с аллелем Glu-B1al в длинном плече создана для использования в селекции сортов озимой пшеницы на улучшенные хлебопекарные качества муки. Engineered wheat-rye centric chromosome 1RSm.1BL translocation is available for breeding use just on the base of spring wheat variety Pavon. It makes some disadvantages in use of the translocation for improvement of bread-making quality in winter wheat breeding. Two wheat chromosome sites presented in engineered arm of 1RSm doesn’t allow it spring-to-winter wheat transmission without disassembling of engineered 1RSm by crossing-over in direct intervarietal crosses. In order to prevent of engineered 1RSm arm from disassembling while spring-to-winter transmission the ditelo-1BL as an intermediate parent was used. Engineered 1RSm chromosome arm was successfully transferred from spring to winter wheat with no disassembling. Long arm of the 1RSm.1BL was recombined with the strongest positive for bread-making quality allele Glu-B1al. The new recombined 1RSm.1BL translocation with Glu-B1al allele in the long 1BL arm was produced for use it in winter wheat breeding program for improved bread-making quality. 2011 Article Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна / О.I. Рибалка, В.В. Моргун, В.М. Починок // Физиология и биохимия культурных растений. — 2011. — Т. 43, № 5. — С. 371-377. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. 0522-9310 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/66418 575.113.2:577.112.82 uk Физиология и биохимия культурных растений Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Хромосомно-інженерна модифікація центричної житньо-пшеничної 1RSm.1BL транслокації створена на базі ярого сорту пшениці Павон. Це ускладнює використання транслокації в селекції озимої пшениці на поліпшені хлібопекарські якості борошна. Два пшеничні сайти в короткому плечі транслокації унеможливлюють перенесення плеча 1RSm з генотипу ярого в генотип озимого типу розвитку без рекомбінації транслокації шляхом кросинговеру. Щоб запобігти рекомбінації транслокації під час перенесення з ярого в озимий сорт як посередник використовували дителосомік по довгому плечу хромосоми 1В. Транслокація 1RSm.1BL була успішно перенесена в озимий генотип без її рекомбінації. Довге плече 1RSm.1BL транслокації рекомбіноване одним із найсильніших щодо позитивного впливу на якість борошна алелем Glu-B1al. Нова транслокація 1RSm.1BL з алелем Glu-B1al у довгому плечі створена для використання в селекції сортів озимої пшениці на поліпшені хлібопекарські якості борошна.
format	Article
author	Рибалка, О.I. Моргун, В.В. Починок, В.М.
spellingShingle	Рибалка, О.I. Моргун, В.В. Починок, В.М. Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна Физиология и биохимия культурных растений
author_facet	Рибалка, О.I. Моргун, В.В. Починок, В.М.
author_sort	Рибалка, О.I.
title	Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна
title_short	Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна
title_full	Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна
title_fullStr	Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна
title_full_unstemmed	Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна
title_sort	центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1rsm.1bl: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна
publisher	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
publishDate	2011
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/66418
citation_txt	Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна / О.I. Рибалка, В.В. Моргун, В.М. Починок // Физиология и биохимия культурных растений. — 2011. — Т. 43, № 5. — С. 371-377. — Бібліогр.: 16 назв. — укр.
series	Физиология и биохимия культурных растений
work_keys_str_mv	AT ribalkaoi centričnažitnʹopšeničnahromosomnatranslokaciâ1rsm1blgenetičnamodifikaciâdlâvikoristannâvselekciínaâkistʹborošna AT morgunvv centričnažitnʹopšeničnahromosomnatranslokaciâ1rsm1blgenetičnamodifikaciâdlâvikoristannâvselekciínaâkistʹborošna AT počinokvm centričnažitnʹopšeničnahromosomnatranslokaciâ1rsm1blgenetičnamodifikaciâdlâvikoristannâvselekciínaâkistʹborošna
first_indexed	2025-07-05T16:42:19Z
last_indexed	2025-07-05T16:42:19Z
_version_	1836825958293700608
fulltext	УДК 575.113.2:577.112.82 ЦЕНТРИЧНА ЖИТНЬО-ПШЕНИЧНА ХРОМОСОМНА ТРАНСЛОКАЦIЯ 1RSm.1BL: ГЕНЕТИЧНА МОДИФIКАЦIЯ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В СЕЛЕКЦIЇ НА ЯКIСТЬ БОРОШНА О.I. РИБАЛКА1, В.В. МОРГУН2, В.М. ПОЧИНОК2 1Селекційно-генетичний інститут — Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Національної академії аграрних наук України 65036 Одеса, Овідіопольська дорога, 3 2Iнститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України 03022 Київ, вул. Васильківська, 31/17 Хромосомно-інженерна модифікація центричної житньо-пшеничної 1RSm.1BL транслокації створена на базі ярого сорту пшениці Павон. Це ускладнює вико- ристання транслокації в селекції озимої пшениці на поліпшені хлібопекарські якості борошна. Два пшеничні сайти в короткому плечі транслокації унеможливлюють перенесення плеча 1RSm з генотипу ярого в генотип озимо- го типу розвитку без рекомбінації транслокації шляхом кросинговеру. Щоб запобігти рекомбінації транслокації під час перенесення з ярого в озимий сорт як посередник використовували дителосомік по довгому плечу хромосоми 1В. Транслокація 1RSm.1BL була успішно перенесена в озимий генотип без її ре- комбінації. Довге плече 1RSm.1BL транслокації рекомбіноване одним із най- сильніших щодо позитивного впливу на якість борошна алелем Glu-B1al. Но- ва транслокація 1RSm.1BL з алелем Glu-B1al у довгому плечі створена для використання в селекції сортів озимої пшениці на поліпшені хлібопекарські якості борошна. Ключові слова: Triticum aestivum L., хромосома, транслокація, рекомбінація, глю- тенін, гліадин, локус, дителосомік. Центрична хромосомна транслокація 1RS.1BL утворена в результаті спонтанної фузії короткого плеча хромосоми 1R жита і довгого плеча хромосоми 1BL пшениці. Вперше ідентифікована у сортів пшениці за їх подібною до тритикале ( Triticosecale Wittm.) стійкістю до хвороб через наявність у короткому плечі 1RS ефективних генів Pm8, Lr26, Sr31, Yr9 [15, 16]. Транслокація 1RS.1BL активно використовується в селекції пше- ниці вже понад 30 років завдяки її позитивному впливу на урожай зер- на, імовірно, внаслідок гетерозисного ефекту житнього хроматину [6]. На сьогодні у світі відомо кілька сотень сортів із цією транслокацією [4]. Однак наявність транслокації 1RS.1BL у генотипах пшениці пов’язана з істотним негативним впливом на якість борошна, що несумісно з її ви- користанням у програмах селекції сортів пшениці з високими хлібопе- карськими властивостями [7, 13]. Подібна транслокація 1RS.1AL поширена також серед комерційних сортів пшениці та, як і 1RS.1BL, теж чинить позитивний вплив на урожай зерна і водночас суттєвий, хоча й дещо менший ніж 1RS.1BL, негативний вплив на якість борошна [10]. Про- ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ КУЛЬТ. РАСТЕНИЙ. 2011. Т. 43. № 5 371 © О.I. РИБАЛКА, В.В. МОРГУН, В.М. ПОЧИНОК, 2011 блеми з якістю борошна транслокації 1RS.1BL пов’язані, по-перше, з відсутністю важливих для якості локусів пшениці Gli-1/Glu-3, що розміщені в елімінованому короткому плечі пшеничної хромосоми 1В, по-друге — з наявністю легкорозчинних у воді житніх білків секалінів, що синтезуються в ендоспермі транслокаційних сортів пшениці під кон- тролем житнього локусу Sec-1, розміщеного в термінальному сегменті короткого плеча хромосоми 1R жита [14]. Протягом останніх років цитогенетики зробили кілька невдалих спроб заміни житнього локусу Sec-1 у транслокаційному плечі 1RS на позитивний щодо якості борошна гомеологічний пшеничний локус Gli-1, або швидше кластер Gli-1/Glu-3, способом індукованої гомеологічної ре- комбінації [8] та центричним поділом-фузією плечей хромосом [12]. Ці спроби виявились невдалими через надзвичайну складність хромосомно- інженерної маніпуляції, завданням якої було вилучення з транслокова- ного хромосомного плеча 1RS лише локусу Sec-1, заміни його на пше- ничний кластер Gli-1/Glu-3 і залишення всіх позитивних генетичних ефектів транслокації 1RS.1BL. Таку роботу успішно виконав професор А. Лукашевський (Ка- ліфорнійський університет, США), який скористався індукованою ph1b хромосомною рекомбінацією та каріотипуванням (диференційне С-за- барвлення) 20 234 рослин [11]. У результаті на основі ярої пшениці сор- ту Павон (Pavon) було отримано відмінну від оригінальної 1RS.1BL хро- мосомно-інженерну конструкцію (чотириточкову транслокацію, або третинний рекомбінант) цієї транслокації, яка не мала жодних структур- них цитологічних відмінностей від оригінальної 1RS.1BL, містила всі ге- ни стійкості Pm8, Lr26, Sr31, Yr9 і включала два дистальні інтеркалярні хромосомні сегменти плеча 1BS пшениці розміром 1,4 та 3,2 сМ ре- комбінації: один містив замість вилученого локусу Sec-1 пшеничний кла- стер Gli-1/Glu-3, інший — сегмент плеча 1BS пшениці, що не експре- сується [11]. Зважаючи на те, що інженерно модифікована (позначимо її як 1RSm.1BL) транслокація створена на базі мексиканського ярого сорту Павон, її використання в селекції озимої пшениці ускладнюється як технічно, так і з міркувань можливого зниження морозостійкості селек- ційних ліній, похідних від схрещування озимої пшениці з ярою формою. Крім того, наявність у цій хромосомно-інженерній конструкції 1RSm.1BL двох сегментів пшениці створює передумову для її рекомбіна- ції з плечем 1BS (при гібридизації з сортами пшениці) шляхом кросин- говеру з частотою в межах 4,5 % [9]. Це означає, що інженерно модифі- ковану 1RSm.1BL транслокацію неможна використовувати в селекції без надійного контролю й добору в селекційних популяціях генотипів із не- рекомбінантним плечем 1RSm, що звісно ж ускладнює селекційний про- цес і додає йому вартості. У зв’язку з цим завданням нашої роботи було: 1) перенесення транслокації 1RSm.1BL з уникненням рекомбінації плеча 1RSm з ярого сорту Павон на генотип із озимим типом розвитку; 2) заміна у довгому плечі 1BL транслокаційної конструкції 1RSm.1BL алеля Glu-В1i (субоди- ниці Bx17+By18) на один із найсильніших щодо впливу на якість борош- на алель Glu-В1al (субодиниці Вх77+Ву8); 3) добір і оптимізація ре- комбінантних ліній за агрономічними характеристиками для безпосереднього використання модифікованої транслокації 1RSm.1BL в селекційних програмах на високі хлібопекарські якості борошна. 372 А.И. РЫБАЛКА, В.В. МОРГУН, В.М. ПОЧИНОК Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 5 Методика Матеріалом у схрещуваннях були оригінальна лінія МА1 сорту пшениці Павон (Мексика, CIMMYT) ярого типу розвитку з хромосомно-інженер- ною конструкцією 1RSm.1BL та дителосомік із хромосомною консти- туцією 20"+dt1BL" цього ж сорту, отримані нами безпосередньо від оригінатора професора А. Лукашевського. Перенесення модифікованого транслокаційного плеча 1RS на пшеницю озимого типу розвитку здій- снювали в два етапи: 1) схрещування (2004 р.) ярого дителосоміка dt1BL" сорту Павон із сортом озимої пшениці Куяльник (донор алеля Glu-В1al) та добір в F2 (рослини) і контрольна ідентифікація за F3 (зерно) і F4 (зер- но) рекомбінантних дителосомних генотипів з алелем Glu-В1al пшениці озимого типу розвитку; 2) схрещування (2009 р.) озимого рекомбінант- ного (з алелем Glu-В1al замість Glu-В1i) дителосоміка dt1BL" з оригіналь- ною лінією МА1 ярого сорту Павон та добір в F2 (рослини) рекомбінант- них генотипів 1RSm.1BL пшениці озимого типу розвитку, що мали оригінальну (нерекомбіновану) 1RSm чотириточкову транслокацію й довге рекомбінантне плече 1BL з алелем Glu-В1al замість алеля Glu-В1i. Для досліду було взято 500 колосів із рослин F2 (зерно F3). З кож- ної лише гарантовано стійкої до листкової іржі рослини F2 відбирали по одному колосу з урахуванням того, що у стійких до листкової іржі рос- лин є ефективний ген Lr26, який маркує транслокаційне плече 1RSm. Ген Lr26 у нашому регіоні забезпечує ефективну стійкість до листкової іржі, особливо в умовах штучного інфекційного фону. Такий фон на нашій дослідній ділянці створював близько розміщений фітопато- логічний посів з високим штучним інфекційним фоном листкової іржі. Для контролю стану перезимівлі дослідних рослин транслокаційну лінію МА1 ярого типу розвитку висівали в осінньому посіві під зиму на одній ділянці разом з рослинами дослідної популяції. В усі роки проведення досліджень взимку спостерігали загибель 100 % рослин цієї типово ярої лінії. Рекомбінантні генотипи контролювали за допомогою міні-SDS та міні-A-PAGE електрофорезу (маркерні алелі Sec-1, Glu-В1al, Glu-В1i, Gli-1/Glu-3) і цитологічно відповідно до лабораторних процедур, розроб- лених у Селекційно-генетичному інституті [1, 3]. Результати та обговорення Генетичні маніпуляції з отримання цільових рекомбінантних генотипів здійснювали за схемою, наведеною на рис. 1. Маніпуляції з перенесен- ня транслокаційного плеча 1RSm із сорту пшениці Павон ярого типу розвитку в генотип із озимим типом розвитку мали на меті два основні завдання: 1) перенести плече 1RSm, повністю запобігши його кросовер- ної рекомбінації, через посередник — дителосомік dt1BL", в якого відсутнє коротке плече хромосоми 1В пшениці і яке при схрещуванні здатне рекомбінувати з плечем 1RSm за участю двох його пшеничних сайтів; 2) ізолювати рекомбінантні по довгому плечу 1BL генотипи з але- лем Glu-В1al замість менш бажаного для хлібопекарської якості борошна алеля Glu-В1i. Алель Glu-В1al фактично є тандемною дуплікацією гена (генів) кластерного локусу Glu-В1, що кодують біосинтез субодиниці 7 високомолекулярних (HMW) глютенінів [5]. У результаті дуплікації спо- стерігається екстра-експресія субодиниці HMW-глютеніну 1Bx71Bx77 373 ЦЕНТРИЧЕСКАЯ РЖАНО-ПШЕНИЧНАЯ ХРОМОСОМНАЯ ТРАНСЛОКАЦИЯ Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 5 (щонайменше вдвічі) й алель Glu-В1al за цією ознакою легко іден- тифікується електрофоретично (рис. 2). На електрофореграмі (див. рис. 2) наведено протеомні формули ви- хідних компонентів схрещування за чотирма маркерними локусами: ди- телосомік dt1BL" — Glu-A1a (субодиниця 1Ах1), Glu-B1i (субодиниці 1Вх17+1Ву18), Glu-D1d (субодиниці 1Dx5+1Dy10), Gli-B1null (ω-гліади- ни); сорт Куяльник — Glu-A1b (субодиниця 1Ах2*), Glu-B1al (субодиниці 1Вх77+1Ву8), Glu-D1d (субодиниці 1Dx5+1Dy10), Gli-B1b (ω-гліадини). Локус Glu-B1 є маркером довгого плеча хромосоми 1В і розміщений на відстані ~10 сМ; локус Gli-B1 є маркером короткого плеча хромосоми і знаходиться на відстані ~45 сМ від центромери. Отже, завданням цього етапу було ізолювати рекомбінантні дителосомні рослини озимого типу розвитку з алелем Glu-B1al замість Glu-B1i. Відсутність короткого плеча 374 А.И. РЫБАЛКА, В.В. МОРГУН, В.М. ПОЧИНОК Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 5 Рис. 2. Електрофореграма міні-SDS електрофорезу HMW-глютенінів та ω-гліадинів у F2 (рослини) від схрещування транслокаційної лінії МА1  Куяльник: 1, 2, 5—13, 16—18 — гомозиготні генотипи за алелем Glu-B1al (1, 2 — рекомбінанти Gli-B1null + Glu-B1 77+8); 10, 11 — Куяльник; 19, 20 — дителосомік dt1BL" 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Рис. 1. Схема генетичних маніпуляцій з транслокацією 1RSm.1BL 1ВS контролювали за допомогою хромосомного маркера Gli-B1null (відсутність локусу) і додатково — цитологічно. Результати цього етапу роботи опубліковані нами раніше [2]. Отримані рекомбінантні дителосоміки з алелем Glu-B1al від сорту Куяльник були розмножені й перевірені на гетеро/гомогенність та ози- мий тип розвитку в умовах осіннього посіву (5—10 жовтня) з 2005 по 2010 рр. Протягом 5 років спостережень було зроблено добори кращих за агрономічними показниками дителосомних рослин, проведено польо- ву оцінку стану їх перезимівлі порівняно із сортом Куяльник. В умовах ділянкового посіву за типом контрольного селекційного розсадника (5 м2) рекомбінантні дителосоміки поступалися за врожаєм зерна сорту Куяль- ник у середньому не більше як на 5—7 %. На наступному етапі транслокаційну лінію МА1 було схрещено із озимим рекомбінантним дителосоміком dt1BL" (Gli-B1null+Glu-B1al). Протеомна формула лінії МА1 така ж, як у вихідного дителосоміка сор- ту Павон за винятком того, що її транслокаційне плече 1RSm маркова- не кластером пшеничних локусів Gli-B1/Glu-B3 замість локусу Sec-1 ори- гінальної житньо-пшеничної транслокації 1RS.1BL. Із рис. 1 видно, що завданням цього етапу мав бути добір цільових рекомбінантних генотипів із хромосомою 1RSm.1BL з модифікованим транслокаційним плечем 1RSm від МА1 і довгим плечем з алелем Glu- B1al від сорту Куяльник. Така хромосомна структура може утворитися в результаті кросинговеру в довгому плечі 1BL між локусом Glu-B1 і хро- мосомною центромерою. Відомо, що частота кросинговеру в нашому ви- падку в гетероморфному біваленті, як правило, нижча за рекомбінацію в гомоморфному біваленті. Крім того, частота кросинговеру в проксималь- ному прицентромерному сегменті хромосоми, як у нашому випадку, та- кож може бути істотно нижчою порівняно з частотою перехресту в дис- тальному сегменті. Отже, гарантований добір цільових рекомбінантних генотипів може забезпечити якнайбільший розмір вибірки дослідних рослин F2. У результаті електрофоретичного аналізу 500 родин F2 було іден- тифіковано лише 11 із цільовим генотипом 1RSm (Gli-B1/Glu-B3)-1ВL (Glu-B1al). Кожна родина перевірена по зерну F3 на гомозиготність та гомо/гетерогенність за цільовими локусами, хромосомну конституцію й потенційну агрономічну цінність. З кожної родини зроблено індивіду- альні добори, які будуть висіяні під урожай 2012 р. й оцінені за всіма потрібними цитогенетичними, біохімічними і технологічними показни- ками. Робота з популяцією триває щодо збільшення кількості доборів рекомбінантних цільових генотипів і виявлення серед них найліпших за агрономічними показниками, які будуть рекомендовані для використан- ня в селекційних програмах озимої пшениці на високу хлібопекарську якість борошна. Таким чином, внаслідок багаторічної копіткої праці нами створено оригінальний генетичний матеріал озимої м’якої пшениці, що містить модифіковану 1RSm.1BL транслокаційну хромосому, яка не має харак- терних для відомої житньо-пшеничної транслокації 1RS.1BL генетичних ефектів негативного впливу на хлібопекарські якості борошна й містить у довгому плечі один із найсильніших щодо позитивного впливу на якість борошна алель Glu-B1al. Цей генетичний матеріал можна викори- стовувати в селекційних програмах у схрещуваннях із сортами озимої пшениці як нетранслокаційними, так і такими, що містять 1RS.1BL чи 375 ЦЕНТРИЧЕСКАЯ РЖАНО-ПШЕНИЧНАЯ ХРОМОСОМНАЯ ТРАНСЛОКАЦИЯ Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 5 1RS.1AL житньо-пшеничні транслокації. Однак в обох випадках не- обхідний контроль у селекційних популяціях транслокаційної хромосо- ми 1RSm.1BL за маркерними локусами Gli-B1/Glu-B3, Glu-B1 (алель Glu- B1al). Алель Glu-B1al легко ідентифікувати за допомогою стандартного, або міні-SDS електрофорезу (див. рис. 2). У разі схрещування 1RSm.1BL  1RS.1BL, коли є реальна потреба в поліпшенні якості транслокаційного сорту, в селекційній популяції слід контролювати алель Glu-B1al та алелі кластера локусів Gli-B1/Glu-B3. Ге- нотипи з житнім локусом Sec-1 слід вибраковувати з популяції. За цьо- го типу схрещування кластер Gli-B1/Glu-B3 маркує транслокаційне пле- че 1RSm без генетичного фактора (Sec-1) негативного впливу на якість борошна. У разі схрещування 1RSm.1BL  1ВS.1BL ситуація дещо складніша. Виявлення у вищепенців маркерного кластеру Gli-B1/Glu-B3 у незначної кількості генотипів (унаслідок кросинговеру в межах двох пшеничних сайтів із частотою ~4,5 %) не є надійним тестом на наявність інтактного плеча 1RSm, хоча в домінуючої більшості вищепенців се- лекційної популяції маркер Gli-B1/Glu-B3 надійно ідентифікує інтактне плече 1RSm. Створений генетичний матеріал особливо рекомендується для поліпшення хлібопекарської якості борошна транслокаційних сортів пшениці 1RS.1BL чи 1RS.1AL типу. 1. Рибалка О.І. Генетичний поліморфізм клейковинних білків зерна, пов’язаних з якістю борошна пшениці: методи ідентифікації // Зб. наук. праць СГI НЦ НС. — 2007. — Вип. 10(50). — С. 52—71. 2. Рибалка О.І., Литвиненко М.А. Використання в селекції пшениці транслокації 1RS.1BL // Вісн. аграрної науки. — 2007. — № 12. — С. 36—40. 3. Стельмах А.Ф., Бондарь Г.П., Рыбалка А.И. К методике цитологического анализа анеу- плоидов пшеницы // Науч.-техн. бюл. ВСГИ. — 1974. — Вып. ХХУ. — С. 24—31. 4. Braun H.-J., Payne P.I., Morgunov A.I. et al. The challenge: one billion tons of wheat by 2020 // Proc. 9th Int. Wheat Genet. Symp. (Saskatoon, Canada, 1998). — Saskatoon, 1998. — P. 33—40. 5. D’Ovidio R., Masci S., Porceddu E., Kasarda D. Duplication of the Bx7 high-molecular-weight glutenin subunit gene in bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivar Red River 68 // Plant Breed. — 1997. — 116. — P. 525—531. 6. Fritz A.K., Sears R.G. The effect of the Hamlet (2BS/2RL) translocation on yield components of hard red winter wheat // Agronomy abstracts, ASA, Madison. WI. — P. 94. 7. Graybosch R.A., Peterson C.J., Hansen L.E. et al. Comparative flour quality and protein characteristics of 1BL\|1RS wheat-rye translocations // J. Cereal Sci. — 1993. — 17. — P. 95—106. 8. Koebner R.M.D., Shepherd K.W. Controlled introgression to wheat of rye chromosome arm 1RS by induction of allosyndesis. 1. Isolation of recombinants // Theor. Appl. Genet. — 1986. — 73. — P. 197—208. 9. Lukaszewski A.J. Breeding behavior of the cytogenetically engineered wheat-rye translocation chromosomes 1RS.1BL // Crop Sci. — 2001. — 41. — P. 1062—1065. 10. Lukaszewski A.J. Frequency of the 1RS.1AL and 1RS.1BL translocations in the United States wheats // Ibid. — 1990. — 30. — P. 1151—1153. 11. Lukaszewski A.J. Manipulation of the 1RS.1BL translocation in wheat by induced homoeolo- gous recombination // Ibid. — 2000. — 40. — P. 216—225. 12. Lukaszewski A.J. Reconstruction of complete chromosomes 1B and 1R from the 1RS.1BL translocation of «Kavkaz» origin // Genome. — 1993. — 36. — P. 821—824. 13. Sozinov A.A., Poperelya F.A. Genetic classification of prolamins and its use for plant breed- ing // Ann. Technol. Agr. — 1980. — 29. — P. 207—212. 14. Villareal R.L., del Toro E., Rajaram S., Mujeeb-Kazi A. The effect of chromosome 1AL\|1RS translocation on agronomic performance of 85 F2-derivatives lines from three Triticum aes- tivum L. crosses // Euphytica. — 1996. — 89. — P. 363—369. 15. Zeller F. Broadening of genetic variability of cultivated wheat by utilizing rye chromatin // Proc. 6th Int. Wheat Genet. Symp. (Kyoto, Japan, 1984). — Kyoto, 1984. — P. 161—173. 376 А.И. РЫБАЛКА, В.В. МОРГУН, В.М. ПОЧИНОК Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 5 16. Zeller F.J. 1B/1R wheat-rye chromosome substitutions and translocations // Proc. 4th Int. Wheat Genet. Symp. (Aug. 6—11, 1973, Missouri Agric. Exp. Stn., Columbia). — Missouri, 1973. — P. 209—221. Отримано 01.09.2011 ЦЕНТРИЧЕСКАЯ РЖАНО-ПШЕНИЧНАЯ ХРОМОСОМНАЯ ТРАНСЛОКАЦИЯ 1RSm.1BL: ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИИ НА КАЧЕСТВО МУКИ А.И. Рыбалка1, В.В. Моргун2, В.М. Починок2 1Селекционно-генетический институт — Национальный центр семеноведения и сортоизучения Национальной академии аграрных наук Украины 2Институт физиологии растений и генетики Национальной академии наук Украины Хромосомно-инженерная модификация центрической ржано-пшеничной 1RSm.1BL транс- локации создана на базе ярового сорта пшеницы Павон. Это затрудняет использование транслокации в селекции озимой пшеницы на улучшенные хлебопекарные качества муки. Два пшеничных сайта в коротком плече транслокации не позволяют перенести плечо 1RSm из генотипа ярого в генотип озимого типа развития без рекомбинации транслока- ции путем кроссинговера. Чтобы избежать рекомбинации транслокации при переносе из ярового в озимый сорт в качестве посредника использовали дителосомик по длинному плечу хромосомы 1В. Транслокация 1RSm.1BL была успешно перенесена в озимый гено- тип без ее рекомбинации. Длинное плечо 1RSm.1BL транслокации было рекомбинирова- но одним из сильнейших относительно положительного влияния на качество муки алле- лем Glu-B1al. Новая транслокация 1RSm.1BL с аллелем Glu-B1al в длинном плече создана для использования в селекции сортов озимой пшеницы на улучшенные хлебопекарные ка- чества муки. CENTRIC WHEAT-RYE CHROMOSOME TRANSLOCATION 1RSm.1BL: GENETIC MODIFICATION FOR USE IN WHEAT BREEDING FOR BREAD-MAKING QUALITY O.I. Rybalka1, V.V. Morgun2, V.M. Pochinok2 1Plant Breeding and Genetics Institute — National Center of Seed and Cultivars Investigation, National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine 3 Ovidiopolska road, Odesa, 65036, Ukraine 2Institute of Plant Physiology and Genetics, National Academy of Sciences of Ukraine 31/17 Vasylkivska St., Kyiv, 03022, Ukraine Engineered wheat-rye centric chromosome 1RSm.1BL translocation is available for breeding use just on the base of spring wheat variety Pavon. It makes some disadvantages in use of the translo- cation for improvement of bread-making quality in winter wheat breeding. Two wheat chromo- some sites presented in engineered arm of 1RSm doesn’t allow it spring-to-winter wheat trans- mission without disassembling of engineered 1RSm by crossing-over in direct intervarietal crosses. In order to prevent of engineered 1RSm arm from disassembling while spring-to-winter transmis- sion the ditelo-1BL as an intermediate parent was used. Engineered 1RSm chromosome arm was successfully transferred from spring to winter wheat with no disassembling. Long arm of the 1RSm.1BL was recombined with the strongest positive for bread-making quality allele Glu-B1al. The new recombined 1RSm.1BL translocation with Glu-B1al allele in the long 1BL arm was pro- duced for use it in winter wheat breeding program for improved bread-making quality. Key words: Triticum aestivum L., chromosome, translocation, recombination, glutenin, gliadin, locus, ditelosomic. 377 ЦЕНТРИЧЕСКАЯ РЖАНО-ПШЕНИЧНАЯ ХРОМОСОМНАЯ ТРАНСЛОКАЦИЯ Физиология и биохимия культ. растений. 2011. Т. 43. № 5

Центрична житньо-пшенична хромосомна транслокацiя 1RSm.1BL: генетична модифiкацiя для використання в селекцiї на якiсть борошна

Репозитарії

Схожі ресурси