Генетический контроль эректоидности листа у линии подсолнечника Л1389

Толмачева Н.Н.; Демурин Я.Н.; Tolmacheva N.N.; Demurin Ya.N.

Научные статьи \ Математика. Естественные науки \ Биологические науки в целом \ Общая генетика. Общая цитогенетика. Иммуногенетика. Эволюционное учение. Видообразование. Филогенез

Генетический контроль эректоидности листа у линии подсолнечника Л1389

Автор: Толмачева Н.Н., Демурин Я.Н.

Журнал: Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур @vniimk

Статья в выпуске: 2 (139), 2008 года.

Бесплатный доступ

В результате функционального и рекомбинационного тестов на аллелизм в скрещивании линий с эректоидным листом идентифицировано четыре несцепленных гена. Длинночерешковая эректоидность листа у линии Л1389 контролируется доминантным геном, обозначенным Er3. Ген Er3 эпистатирует над Er, er1 и er2.

Короткий адрес: https://sciup.org/142150839

IDR: 142150839 | УДК: 575.1:633.854.78

Genetic control of erectoid leaf in a sunflower Line l1389

Four unlinked genes were identified in the crosses of erectoid lines in allelic test. Dominant gene Er3 controlled longpetiole erectoid leaf of L1389. Gene Er3 had epistatic action over Er, er1 and er2.

Текст краткого сообщения Генетический контроль эректоидности листа у линии подсолнечника Л1389

Известно три идентифицированных гена эректо-идности листьев подсолнечника. Один из них доминантный ген Er (erectoid leaf) [2] и два рецессивных гена er1 и er2 [1, 5, 6] . Межгенное взаимодействие осуществляется по типу доминантного эпистаза гена Er над er1 и er2, а также рецессивного эпистаза er2 над er1 [3].

Селекционная ценность набора изученных эрек-тоидных линий, как доноров признака, основывается на принадлежности генов к одному или разным локусам, т.е. информации об их аллельности, на различии в фенотипическом проявлении неидентичных генов, что дает возможность выбора генов с максимальным соответствием целям селекции и, наконец, количеством генов, контролирующих признак, что определяет выбор метода передачи генов в селекционный материал.

Целью работы являлось изучение наследования признака эректоидности листа у новой линии подсолнечника Л1389.

Материал и методы. Опыты проводились в полевых условиях в 2006-2008 гг. делянки соответствовали схеме посева 70 X35 см по одному растению в гнезде. Измерение признака эректоидности листа, как расстояния от стебля до дистального конца черешка (т.е. до основания листовой пластинки), проводили в период цветения корзинки в среднем ярусе у пяти листьев на каждом растении. Выборка состояла из десяти особей на каждый генотип. Показатель степени доминирования рассчитывали по формуле, предложенной К. Мазером и Дж. Джин-ксом [4] . Принудительное самоопыление и гибридизацию на основе ручной кастрации осуществляли общепринятым методом. При сравнении эмпирических расщеплений с модельными в F₂ использовали χ²-критерий.

Результаты и обсуждение. Генетическая коллекция линий подсолнечника с эректоидным типом листа во ВНИИМК включает две линии с доминантным геном Er (КГ49 и СЛ2399), четыре – с рецессивным геном er₁ (К562, КГ102, ВК268 и Л1390) и две – с рецессивным геном er 2 (К561 и КГ27).

Линия Л1389, полученная из сорта Степной 81 в НИИСХ Юго-Востока, г. Саратов, характеризуется длинночерешковой эректоидностью. Листовая пластинка имеет округлую ложкообразную форму. Средняя высота растений около 144 см, длина черешка – 11,9 см (рис. 1).

В комбинации скрещивания Л1389 с обычной линией ВА2 признак эректоидность листа показал доминантный тип наследования (табл. 1). Степень доминирования эректоидного типа равна h/d= -0,69.

Таблица 1 – Наследование в F₁ признака эректоидноcти листа у линии Л1389

ВНИИМК, Краснодар , 2006 г.

Скрещивание	Среднее, см			НСР 05	Степень доминирования
	Р 1	Р 2	F 1
Л1389 × ВА2	3,6	10,8	4,7	0,8	-0,69

Расщепление популяции растений в F2 показало моногенный доминантный контроль этого признака (табл. 2).

Таблица 2 – Наследование признака эректоидности листа у линии Л1389 в скрещивании с диким типом

ВНИИМК, Краснодар, 2007 г.

Скрещивание	Фенотип F 1	Число растений в F 2 , шт.		Модель	χ эмп. (χ² 05 =3,84)
		эректоид	норма
Л1389 × ВА2	эректоид	120	39	3:1	0,02

При скрещивании Л1389 с линиями К561 (ген er₂ ), ВК268 (ген er₁ ), КГ102 (ген er₁ ) и Л1390 (ген er₁ ), характеризующихся рецессивной эректоидно-стью, в F₁ наблюдали эректоидный фенотип, соответствующий линии Л1389 (табл. 3).

Таблица 3 – Наследование в F₁ признака эректоидности листа при скрещивании эректоидных генотипов

ВНИИМК, Краснодар, 2006 г.

Скрещивание	Среднее, см			НСР 05	Тип эректоид-ности гибридов
Скрещивание	Р 1	Р 2	F 1	НСР 05	Тип эректоид-ности гибридов
Л1390 × Л1389	5,7	3,6	3,8	0,8	Л1389
Л1389 × ВК268	3,6	3,1	4,6	0,7	Л1389
Л1389 × Л1390	3,6	5,7	3,9	0,6	Л1389
К561 × Л1389	2,8	3,6	2,6	0,5	Л1389
КГ102 × Л1389	4,4	3,6	4,3	0,7	Л1389

Рисунок 1 – Нормальный ВА2 (слева) и эректоидный Л1389 (справа) морфотип подсолнечника

Расщепление в F2 соответствовало дигибридной модели наследования 12:3:1 для фенотипических классов – тип Л1389: норма: тип К561 (или Л1390, КГ102, ВК268) соответственно (табл. 4, 5, 6, 7, 8). Появление нормального рекомбинантного фенотипа наблюдалось при этом с частотой 3/16, что указывало на неаллельность изучаемых генов.

При скрещивании Л1389 с линиями К561 (ген er₂ ), ВК268 (ген er 1 ), КГ102 (ген er 1 ) и Л1390 (ген er 1 ), характеризующихся рецессивной эректоидностью, в F 1 наблюдали эректоидный фенотип, соответствующий линии Л1389 (табл. 3).

Таблица 3 – Наследование в F 1 признака эректоидности листа при скрещивании эректоидных генотипов

ВНИИМК, Краснодар, 2006 г.

Скрещивание	Среднее, см			НСР 05	Тип эректоид-ности гибридов
Скрещивание	Р 1	Р 2	F 1	НСР 05	Тип эректоид-ности гибридов
Л1390 × Л1389	5,7	3,6	3,8	0,8	Л1389
Л1389 × ВК268	3,6	3,1	4,6	0,7	Л1389
Л1389 × Л1390	3,6	5,7	3,9	0,6	Л1389
К561 × Л1389	2,8	3,6	2,6	0,5	Л1389
КГ102 × Л1389	4,4	3,6	4,3	0,7	Л1389

Расщепление в F 2 соответствовало дигибридной модели наследования 12:3:1 для фенотипических классов – тип Л1389: норма: тип К561 (или Л1390, КГ102, ВК268) соответственно (табл. 4, 5, 6, 7, 8). Появление нормального рекомбинантного фенотипа наблюдалось при этом с частотой 3/16, что указывало на неаллельность изучаемых генов.

Таблица 4 – Идентификация генов рецессивной эректоидности К561 и доминантной эректоидности Л1389

ВНИИМК, Краснодар, 2007 г.

Поколение	Число растений, шт.			Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Поколение	тип Л1389	норма	тип К561	Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
К561 ♀	0	25	0	-	-
Л1389 ♂	0	0	25	-	-
F 1	25	0	0	-	-
F 2	137	28	16	12:3:1	2,99

Таблица 5 – Идентификация генов рецессивной эректоидности Л1390 и доминантной эректоидности Л1389

ВНИИМК, Краснодар, 2007 г.

Поколение	Число растений, шт.			Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Поколение	тип Л1389	норма	тип Л1390	Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Л1390 ♀	0	0	25	-	-
Л1389 ♂	25	0	0	-	-
F 1	25	0	0	-	-
F 2	102	32	12	12:3:1	2,26

Таблица 6 – Идентификация генов доминантной эректоидности Л1389 и рецессивной эректоидности Л1390

ВНИИМК, Краснодар, 2007 г.

Поколение	Число растений, шт.			Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Поколение	тип Л1389	норма	тип Л1390	Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Л1389 ♀	0	0	25	-	-
Л1390♂	25	0	0	-	-
F 1	25	0	0	-	-
F 2	143	36	15	12:3:1	1,45

Таблица 7 – Идентификация генов доминантной эректоидности Л1389 и рецессивной эректоидности ВК268

ВНИИМК, Краснодар, 2007 г.

Поколение	Число растений, шт.			Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Поколение	тип Л1389	норма	тип ВК268	Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Л1389 ♀	0	0	25	-	-
ВК268 ♂	25	0	0	-	-
F 1	25	0	0	-	-
F 2	87	26	11	12:3:1	2,07

Таблица 8 – Идентификация генов рецессивной эректоидности КГ102 и доминантной эректоидности Л1389

ВНИИМК, Краснодар, 2007 г.

Поколение	Число растений, шт.			Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Поколение	тип Л1389	норма	тип КГ102	Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
КГ102 ♀	0	0	25	-	-
Л1389 ♂	25	0	0	-	-
F 1	25	0	0	-	-
F 2	143	38	15	12:3:1	0,87

Рисунок 2 – Фенотип растений F₁ в скрещивании линий Л1389 (ген Er ) и СЛ2399 (ген Er )

Расщепление в F 2 (табл. 9) соответствовало ди-гибридной модели наследования 12:3:1 для фенотипических классов – тип Л1389: тип СЛ2399: норма соответственно. Появление нормального рекомбинантного фенотипа наблюдалось при этом с частотой 1/16, что указывало на неаллельность изучаемых генов. Ген, определяющий доминантную эректоидность линии Л1389, был обозначен Er 3 .

Таким образом, ген Er 3 , контролирующий доминантную эректоидность линии Л1389, неаллелен гену Er , определяющему доминантную эректоид-ность линии СЛ2399.

МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (139), 2008

Таблица 9 – Идентификация доминантных генов эректоидности

ВНИИМК, Краснодар, 2008 г.

Поколение	Число растений, шт.			Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Поколение	тип Л1389	тип СЛ2399	норма	Модель	χ эмп. (χ² 05 =5,99)
Л1389 ♀	0	25	0	-	-
СЛ2399 ♂	25	0	0	-	-
F 1	25	0	0	-	-
F 2	136	44	15	12:3:1	2,97
	128	37	16	12:3:1	2,87
	119	33	13	12:3:1	1,21
∑	383	114	44	12:3:1	5,88

Заключение. В результате функционального (по F₁) и рекомбинационного (по F₂) тестов на аллелизм в скрещивании линий с эректоидным листом между собой идентифицировано четыре несцепленных гена Er , er 1 , er 2 и Er 3 . Межгенное взаимодействие осуществляется по типу эпистаза гена Er 3 над генами Er, er 1 и er 2 .