Анализ селекционного генофонда озимой мягкой пшеницы (<i>Triticum aestivum</i> L.) по генам, ассоциированным с устойчивостью к предуборочному прорастанию

Гордей И. С.; Люсиков О. М.; Матиевская О. С.; Шимко В. Е.; Мандрусова В. С.; Соколюк А. В.; Варфоломеева Т. Е.

Анализ селекционного генофонда озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по генам, ассоциированным с устойчивостью к предуборочному прорастанию

Гордей И. С.,

Люсиков О. М., Матиевская О. С.,

Шимко В. Е.,

Мандрусова В. С., Соколюк А. В.,

Варфоломеева Т. Е.

2026

https://doi.org/10.29235/1029-8940-2026-71-1-34-43

В настоящей работе проведено изучение современного генофонда озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) с использованием ДНК-маркеров к генам TaMFT-3A, TaMKK3-A, TaMYB10 (R-1) и TaVp-B1, ассоциированным с устойчивостью к предуборочному прорастанию.Полиморфизм анализируемого материала выявлен по генам TaMKK3-A и TaVp-B1. По гену TaMKK3-A 15 образцов (50 %) несли PhsS-аллель и 15 образцов (50 %) – PhsR-аллель. По гену TaVp-B1 6 образцов (20 %) характеризовались наличием PhsS-аллеля и 14 образцов (80 %) – PhsR-аллеля. По генам TaMFT-3A и TaMYB10 (R-1) селекционный материал был однороден. По SNP –222 гена TaMFT-3A все образцы имели PhsS-аллели. Также все образцы имели явно выраженный красный окрас зерновок, ассоциированный с наличием PhsR-аллелей генов TaMYB10 (R-1). В результате проведенного ДНК-маркирования современного генофонда селекционного материала озимой мягкой пшеницы по генам TaMFT-3A, TaMKK3-A и TaVp-B1, а также визуальной оценки окраса зерна (TaMYB10 (R-1)) выделено 14 потенциально наиболее устойчивых к предуборочному прорастанию образцов, которые имеют наиболее благоприятное сочетание аллелей по всем проанализированным генам.Полученные данные могут быть использованы в практической селекции озимой мягкой пшеницы на устойчивость к предуборочному прорастанию.

Гордей И. С., Люсиков О. М., Матиевская О. С., Шимко В. Е., Мандрусова В. С., Соколюк А. В., Варфоломеева Т. Е. Анализ селекционного генофонда озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по генам, ассоциированным с устойчивостью к предуборочному прорастанию. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. 2026;71(1):34-43. https://doi.org/10.29235/1029-8940-2026-71-1-34-43

Цитирование

Список литературы

1. Устойчивость к предуборочному прорастанию яровой мягкой пшеницы с 6Agi(6D)-хромосомой от Agropyron intermedium / В. А. Крупнов, Г. Ю. Антонов, А. Е. Дружин, О. В. Крупнова // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2012. – Т. 16, № 2. – С. 444–450.

2. Black, M. The Encyclopedia of Seeds Science: Technology and Uses / M. Black, J. D. Bewley, P. Halmer. – Wallingford, UK: CABI, 2006. – 828 p.

3. Revealing the genetic mechanisms of pre-harvest sprouting in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.) / J. M. Vetch, R. N. Stougaard, J. M. Martin, M. J. Giroux // Plant Science. – 2019. – Vol. 281. – P. 180–185. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2019.01.004

4. Pre-harvest sprouting resistance and haplotype variation of ThVp-1 gene in the collection of wheat-wheatgrass hybrids / A. A. Kocheshkova, P. Yu. Kroupin, M. S. Bazhenov [et al.] // PLoS ONE. – 2017. – Vol. 12, N 11. – P. E0188049. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188049

5. Brown, L. K. Preharvest sprouting and α-amylase activity in soft winter wheat / L. K. Brown, A. T. Wiersma, E. L. Olson // Journal of Cereal Science. – 2018. – Vol. 79. – P. 311–318. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2017.11.016

6. Identification and analysis of the GASR gene family in common wheat (Triticum aestivum L.) and characterization of TaGASR34, a gene associated with seed dormancy and germination / X. Cheng, S. Wang, D. Xu [et al.] // Frontiers in Genetics. – 2019. – Vol. 10. – Art. 980. https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00980

7. Identification and characterization of the rice pre-harvest sprouting mutants involved in molybdenum cofactor biosynthesis / X. Liu, J. Wang, Y. Yu [et al.] // New Phytologist. – 2019. – Vol. 222, N 1. – P. 275–285. https://doi.org/10.1111/nph.15607

8. Nakamura, S. Grain dormancy genes responsible for preventing pre-harvest sprouting in barley and wheat / S. Nakamura // Breeding Science. – 2018. – Vol. 68, N 2. – P. 295–304. https://doi.org/10.1270/jsbbs.17138

9. Gubler, F. Dormancy release, ABA and pre-harvest sprouting / F. Gubler, A. A. Millar, J. V. Jacobsen // Current Opinion in Plant Biology. – 2005. – Vol. 8, N 2. – P. 183–187. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2005.01.011

10. Genes controlling seed dormancy and pre-harvest sprouting in a rice-wheat-barley comparison / C. Li, P. Ni, M. Francki [et al.] // Functional and Integrative Genomics. – 2004. – Vol. 4, N 2. – P. 84–93. https://doi.org/10.1007/s10142-004-0104-3

11. Mares, D. J. Wheat grain pre-harvest sprouting and late maturity alpha-amylase / D. J. Mares, K. Mrva // Planta. – 2014. – Vol. 240, N 6. – P. 1167–1178. https://doi.org/10.1007/s00425-014-2172-5

12. Effects of TaPHS1 and TaMKK3-A Genes on Wheat Pre-Harvest Sprouting Resistance / M. Lin, S. Liu, G. Zhang, G. Bai // Agronomy. – 2018. – Vol. 8, N 10. – P. 210. https://doi.org/10.3390/agronomy8100210

13. Torada, A. Mapping and validation of PCR-based markers associated with a major QTL for seed dormancy in wheat / A. Torada, S. Ikeguchi, M. Koike // Euphytica. – 2005. – Vol. 143. – P. 251–255. https://doi.org/10.1007/s10681-005-7872-2

14. Genome-wide association analysis on pre-harvest sprouting resistance and grain color in U.S. winter wheat / M. Lin, D. Zhang, S. Liu [et al.] // BMC Genomics. – 2016. – Vol. 17. – Art. 794. https://doi.org/10.1186/s12864-016-3148-6

15. Rich haplotypes of Viviparous‐1 in Triticum aestivum subsp. spelta with different abscisic acid sensitivities / Y. Feng, R. Qu, S. Liu, Y. Yang // Journal of the Science Food and Agriculture. – 2017. – Vol. 97, N 2. – P. 497–504. https://doi.org/10.1002/jsfa.7751

16. QTL mapping revealed TaVp-1A conferred pre-harvest sprouting resistance in wheat population Yanda 1817× Beinong 6 / S. H. Zhou, L. Fu, Q. Wu [et al.] // Journal of Integrative Agriculture. – 2017. – Vol. 16, N 2. – P. 435–444. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(16)61361-8

17. A wheat homolog of MOTHER OF FT and TFL1 acts in the regulation of germination / S. Nakamura, F. Abe, H. Kawahigashi [et al.] // The Plant Cell. – 2011. – Vol. 23, N 9. – P. 3215–3229. https://doi.org/10.1105/tpc.111.088492

18. Haplotype analysis of the pre-harvest sprouting resistance locus Phs-A1 reveals a causal role of TaMKK3-A in global germplasm / O. Shorinola, B. Balcárková, J. Hyles [et al.] // Frontiers in Plant Science. – 2017. – Vol. 8. – Art 1555. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01555

19. Characterization of the rich haplotypes of Viviparous-1A in Chinese wheats and development of a novel sequence-tagged site marker for pre-harvest sprouting resistance / Y. Yang, C. L. Zhang, S. X. Liu [et al.] // Molecular Breeding. – 2014. – Vol. 33, N 1 – P. 75–88. https://doi.org/10.1007/s11032-013-9935-8

20. Cloning and Characterization of a Critical Regulator for Preharvest Sprouting in Wheat / S. Liu, S. K. Sehgal, J. Li [et al.] // Genetics. – 2013. – Vol. 195, N 1. – P. 263–273. https://doi.org/10.1534/genetics.113.152330

21. REVERSAL OF RDO5 1, a Homolog of Rice Seed Dormancy4, Interacts with bHLH57 and Controls ABA Biosynthesis and Seed Dormancy in Arabidopsis / F. Liu, H. Zhang, L. Ding [et al.] // The Plant Cell. – 2020. – Vol. 32, N 6. – P. 1933–1948. https://doi.org/10.1105/tpc.20.00026

22. A Causal Gene for Seed Dormancy on Wheat Chromosome 4A Encodes a MAP Kinase Kinase / A. Torada, M. Koike, T. Ogawa [et al.] // Current Biology. – 2016. – Vol. 26, N 6. – P. 782–787. https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.01.063

23. Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase 3 Regulates Seed Dormancy in Barley / S. Nakamura, M. Pourkheirandish, H. Morishige [et al.] // Current Biology. – 2016. – Vol. 26, N 6. – P. 775–781. https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.01.024

24. Development of PCR markers for Tamyb10 related to R-1, red grain color gene in wheat / E. Himi, M. Maekawa, H. Miura, K. Noda // Theoretical and Applied Genetics. – 2011. – Vol. 122, N 8. – P. 1561–1576. https://doi.org/10.1007/s00122-011-1555-2

25. Characterization of Tamyb10 allelic variants and development of STS marker for pre-harvest sprouting resistance in Chinese bread wheat / Y. Wang, X. L. Wang, J. Y. Meng [et al.] // Molecular Breeding. – 2016. – Vol. 36, N 11. – Art. 148. https://doi.org/10.1007/s11032-016-0573-9

26. Molecular survey of Tamyb10-1 genes and their association with grain colour and germinability in Chinese wheat and Aegilops tauschii / Z. D. Dong, J. Chen, T. Li [et al.] // Journal of Genetics. – 2015. – Vol. 94, N 3. – P. 453–459. https://doi.org/10.1007/s12041-015-0559-0

27. Биохимическая, генетическая и цифровая оценка зерна сортов озимой мягкой пшеницы с различным индексом прорастания / А. В. Федяева, С. Д. Афонникова, Д. А. Афонников [и др.] // Физиология растений. – 2024. – Т. 71, № 2. – С. 205–215.

28. Flintham, J. E. Different genetic components control coat-imposed and embryo-imposed dormancy in wheat / J. E. Flintham // Seed Science Research. – 2000. – Vol. 10, N 1. – P. 43–50. https://doi.org/10.1017/S0960258500000052

29. Dormancy in wheat grain-mutant of Chinese spring wheat (Triticum aestivum L.) / R. Warner, D. A. Kudrna, S. C. Spaeth, S. S. Jones // Seed Science Research. – 2000. – Vol. 10, N 1. – P. 51–60. https://doi.org/10.1017/S0960258500000064

30. Effect of grain colour gene (R) on grain dormancy and sensitivity of the embryo to abscisic acid (ABA) in wheat / E. Himi, D. J. Mares, A. Yanagisawa, K. Noda // Journal of Experimantal Botany. – 2002. – Vol. 53, N 374. – P. 1569–1574. https://doi.org/10.1093/jxb/erf005

Источник

Информация

Автор

Гордей И. С. Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси
Люсиков О. М. Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси
Матиевская О. С. Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси
Шимко В. Е. Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси
Мандрусова В. С. Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси
Соколюк А. В. Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси
Варфоломеева Т. Е. Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси

Страницы

34-43

Год издания

2026

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук

Анализ селекционного генофонда озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по генам, ассоциированным с устойчивостью к предуборочному прорастанию

Похожие публикации

Источник

Информация