РАЗНООБРАЗИЕ NBS-LRR-ГЕНОВ УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ДАННЫМ NBS-ПРОФАЙЛИНГА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Одним из важнейших направлений при создании новых сортов твердой пшеницы является устойчивость к болезням и вредителям, воздействие которых вызывает значительные потери урожая. Наиболее распространенным классом генов устойчивости растений являются NBS-LRR-гены, для анализа вариабельности последовательностей которых эффективно применяется метод NBS-профайлинга. В рамках настоящей работы данный метод был впервые использован для исследования сортов твердой пшеницы отечественной селекции и их сравнения с зарубежными сортами. Уровень полиморфизма NBS-LRR-генов устойчивости изученной выборки был достаточно высоким (64.04%) и составил 62.12% для 54 отечественных сортов и 36.33% для 21 зарубежного сорта. Для четырех яровых и трех озимых сортов выявлены уникальные NBS-фрагменты. Анализ полученных данных показал дифференциацию отечественных и зарубежных сортов твердой пшеницы, как яровых, так и озимых, что свидетельствует о различиях в их наборах генов устойчивости. При этом среди отечественных сортов не выявлено разделения по родословным и селекционным центрам.

Об авторах

А. А. Трифонова

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: aichka89@mail.ru
Москва, 119991 Россия

Л. В. Дедова

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: aichka89@mail.ru
Москва, 119991 Россия

К. В. Борис

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: aichka89@mail.ru
Москва, 119991 Россия

П. Н. Мальчиков

Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. Н.М. Тулайкова – филиал Самарского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: aichka89@mail.ru
Самарская область, пгт. Безенчук, 446254 Россия

А. М. Кудрявцев

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: aichka89@mail.ru
Москва, 119991 Россия

Список литературы

  1. De Vita P., Taranto F. Durum wheat (Triticum turgidum ssp. durum) breeding to meet the challenge of climate change // Advances in Plant Breeding Strategies: Cereals. V. 5. Cham: Springer, 2019. P. 471–524.
  2. Natoli V., Malchikov P., De Vita P. et al. Genetic improvement for gluten strength in Russian spring durum wheat genotypes // Comprehensible Science: ICCS 2020. V. 186. Cham: Springer, 2021. P. 301–312. https://doi.org/10.1007/978-3-030-66093-2_29
  3. Chai Y., Pardey P.G., Hurley T.M. et al. A probabilistic bio-economic assessment of the global consequences of wheat leaf rust // Phytopathology. 2020. V. 110. P. 1886–1896. https://doi.org/10.1094/PHYTO-02-20-0032-R
  4. Maccaferri M., Harris N.S., Twardziok S.O. et al. Durum wheat genome highlights past domestication signatures and future improvement targets // Nat. Genetics. 2019. V. 51. № 5. P. 885–895. https://doi.org/10.1038/s41588-019-0381-3
  5. Zou S., Xu Y., Li Q. et al. Wheat powdery mildew resistance: from gene identification to immunity deployment // Front. in Plant Science. 2023. V. 14. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1269498
  6. Van der Linden C.G., Wouters D.C., Mihalka V. et al. Efficient targeting of plant disease resistance loci using NBS profiling // Theor. and Applied Genetics. 2004. V. 109. № 2. P. 384–393. https://doi.org/10.1007/s00122-004-1642-8
  7. Mantovani P., Van der Linden G., Maccaferri M. et al. Nucleotide-binding site (NBS) profiling of genetic diversity in durum wheat // Genome. 2006. V. 49. № 11. P. 1473–1480. https://doi.org/10.1139/g06-100
  8. Gennaro A., Koebner R.M., Ceoloni C. A candidate for Lr19, an exotic gene conditioning leaf rust resistance in wheat // Functional & Integrative Genomics. 2009. V. 9. P. 325–334. https://doi.org/10.1007/s10142-009-0115-1
  9. Tufan H.A., Göcmen Taskin B., Maccormack R. et al. The utility of NBS-profiling for characterization of yellow rust resistance in an F6 durum wheat population // J. Genetics. 2019. V. 98. P. 1–12. https://doi.org/10.1007/s12041-019-1143-9
  10. Sanz M.J., Loarce Y., Fominaya A. et al. Identification of RFLP and NBS/PK profiling markers for disease resistance loci in genetic maps of oats // Theor. and Applied Genetics. 2013. V. 126. P. 203–218. https://doi.org/10.1007/s00122-012-1974-8
  11. Brugmans B., Wouters D., van Os H. et al. Genetic mapping and transcription analyses of resistance gene loci in potato using NBS profiling // Theor. and Applied Genetics. 2008. V. 117. № 8. P. 1379–1388. https://doi.org/10.1007/s00122-008-0871-7.
  12. Дьяченко Е.А., Кулакова А.В., Кочиева Е.З. и др. Вариабельность геномных RGA-локусов современных отечественных сортов картофеля: данные NBS-маркирования // С.-хоз. биология. 2021. Т. 56. № 1. С. 32–43. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.1.32rus
  13. Трифонова А.А., Шлявас А.В., Дедова Л.В. и др. Генетическое разнообразие сортов яблони народной селекции (Malus × domestica Borkh.) Поволжья из коллекции ВИР по данным NBS-профайлинга // Генетика. 2021. Т. 57. № 6. С. 661–673. https://doi.org/10.31857/S0016675821060114
  14. Трифонова А.А., Парадня Е.Р., Борис К.В., Кудрявцев А.М. Полиморфизм NBS-LRR генов устойчивости гибридов сахарной свеклы по данным NBS-профайлинга // Генетика. 2022. Т. 58. № 2. С. 239–244. https://doi.org/10.31857/S0016675822010118
  15. Benbouza H., Jacquemin J.M., Baudoin J.P., Mergeai G. Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive silver staining method to detect SSR markers in polyacrylamide gels // BASE. 2006. V. 10. № 2. P. 77–81.
  16. Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6.5: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research – an update // Bioinformatics. 2012. V. 28. P. 2537–2539.
  17. Hammer O., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: Paleontological Statistics software package for education and data analysis // Paleontologia Electronica. 2001. V. 4. № 1. P. 1–9.
  18. Tamura K., Stecher G., Kumar S. MEGA 11: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 11 // Mol. Biology and Evolution. 2021. V. 38. № 7. P. 3022–3027. https://doi.org/10.1093/molbev/msab120
  19. Sayar-Turet M., Dreisigacker S., Braun H.J. et al. Genetic variation within and between winter wheat geno- types from Turkey, Kazakhstan, and Europe as determined by nucleotide-binding-site profiling // Genome. 2011. V. 54. № 5. P. 419–430. https://doi.org/10.1139/g11-008
  20. Figliuolo G., Mazzeo M., Greco I. Temporal variation of diversity in Italian durum wheat germplasm // Genet. Res. and Crop Evolution. 2007. V. 54. P. 615–626. https://doi.org/10.1007/s10722-006-0019-z
  21. Moragues M., Moralejo M., Sorrells M.E., Royo C. Dispersal of durum wheat [Triticum turgidum L. ssp. turgidum convar. durum (Desf.) MacKey] landraces across the Mediterranean basin assessed by AFLPs and microsatellites // Genet. Res. and Crop Evolution. 2007. V. 54. P. 1133–1144. https://doi.org/10.1007/s10722-006-9005-8
  22. Marzario S., Logozzo G., David J.L. et al. Molecular genotyping (SSR) and agronomic phenotyping for utilization of durum wheat (Triticum durum Desf.) ex situ collection from Southern Italy: A combined approach including pedigreed varieties // Genes. 2018. V. 9. № 10. P. 465. https://doi.org/10.3390/genes9100465
  23. Robbana C., Kehel Z., Ben Naceur M.B. et al. Genome-wide genetic diversity and population structure of Tunisian durum wheat landraces based on DArTseq technology // Intern. J. Mol. Sciences. 2019. V. 20. № 6. P. 1352. https://doi.org/10.3390/ijms20061352
  24. Mazzucotelli E., Sciara G., Mastrangelo A.M. et al. The global durum wheat panel (GDP): An international platform to identify and exchange beneficial alleles // Frontiers in Plant Science. 2020. V. 11. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.569905
  25. Кудрявцев А.М., Дедова Л.В., Мельник В.А. и др. Генетическое разнообразие современных российских сортов яровой и озимой твердой пшеницы по глиадинкодирующим локусам // Генетика. 2014. Т. 50. № 5. С. 554–559. https://doi.org/10.7868/S0016675814050099
  26. Щипак Г.В., Недоступов Р.А., Щипак В.Г. Селекция озимой твердой пшеницы на повышение адаптивного потенциала и урожайность // Вавил. журн. генетики и селекции. 2012. Т. 16. № 2. С. 455–463.
  27. Юсов В.С. Создание и селекционно-генетическая оценка исходного материала яровой твердой пшеницы для селекции в условиях Западной Сибири: Дис. докт. с.-хоз. наук. Красноярск: Красноярский гос. аграрный ун-т, 2024. 439 с.
  28. Melnikova N.V., Ganeva G.D., Popova Z.G. et al. Gliadins of Bulgarian durum wheat (Triticum durum Desf.) landraces: Genetic diversity and geographical distribution // Genet. Res. and Crop Evolution. 2010. V. 57. P. 587–595. https://doi.org/10.1007/s10722-009-9497-0
  29. Haugrud P., Achilli A.R., Martínez-Peña R., Klymiuk V. Future of durum wheat research and breeding: Insights from early career researchers // The Plant Genome. 2024. P. e20453. https://doi.org/10.1002/tpg2.20453
  30. Мальчиков П.Н., Мясникова М.Г. Развитие селекции яровой твердой пшеницы в России (странах бывшего СССР), результаты и перспективы // Вавил. журн. генетики и селекции. 2023. Т. 27. № 6. С. 591–608. https://doi.org/10.18699/VJGB-23-71
  31. Мальчиков П.Н., Мясникова М.Г., Леонова И.Н., Салина Е.А. Итрогрессия устойчивости к мучнистой росе (Blumeria graminis DC. f. tritici) от Triticum timopheevii Zhuk. и Triticum dicoccum Shuebl. в геном Triticum durum Desf. // Зерновое хозяйство России. 2015. № 2. С. 63–67.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025