Генетический контроль колонновидности габитуса у подсолнечника

The main task of the research was to study the inheritance of a columnar (compact) habitus with erect leaves and identification of the gene that controls this trait. In the F 1 generation of crosses between lines with normal leaves position VK876, VA93 and a line of a columnar habitus with erect leaves KG120, the trait of a columnar habitus was inherited dominantly. The segregation ratio in F 2 generation was 3 (columnar habitus) : 1 (regular habitus) that indicates the monogenic inheritance of the trait. Phenotype of a line KG120 was the same as phenotype of a short petiole erect line SL2399 that controlling by a single dominant gene Er . The identification of these genes was performed. In the F 1 generation the erect phenotype was observed. All 332 plants in the F 2 generation had erectile phenotype without the appearance of normal recombinant plants. Genetic identification showed that the trait of a compact habitus with erect leaves in the line KG120 is controlled by a dominant gene Er. Therefore the identity of the gene Er that determines the dominant columnar habitus with erect leaves in the well-known line SL2399 and in a new line KG120 was proved. Thus, the genetic collection of sunflower in VNIIMK consists of three lines with the dominant gene Er – KG49, KG120 and SL2399.

Введение. Для сохранения видового биоразнообразия культурных растений необходимо создавать и изучать максимально полную коллекцию образцов различного происхождения [2; 7]. Создание систематизированной генетической коллекции идентифицированных источников и доноров подсолнечника с эректоидным типом листьев представляется актуальным направлением исследований [10]. Известно четыре идентифицированных гена эректоидности листьев подсолнечника, включая два доминантных гена Er (erect leaf) [4] и Егз [9] и два рецессивных гена eri и er2 [1; 5; 8]. Межгенное взаимодействие осуществляется по типу доми- нантного эпистаза гена Er3 над генами Er, er1 и er2 а также рецессивного эпистаза er2 - над eri [9].

Генетическая коллекция подсолнечника по признаку эректоидности листа во ВНИИМК включает четыре морфотипа: короткочерешковый с сильно гофрированной листовой пластинкой (доминантный ген Er ), длинночерешковый с небольшой гофрированной листовой пластинкой (доминантный ген Er 3 ), короткочерешковый с нормальной листовой пластинкой (рецессивный ген er 2 ) и длинночерешковый с нормальной листовой пластинкой (рецессивный ген er 1 ).

Признаковая коллекция подсолнечника по габитусу растения лаборатории генетики была пополнена новым образцом с колонновидным фенотипом. В цели работы входило изучение наследования и генетическая идентификация этого источника колонновидности габитуса у подсолнечника.

Материалы и методы. Опыты проводили в полевых условиях в 2012–2014 гг. на центральной экспериментальной базе ВНИИМК, г. Краснодар. Делянки соответствовали схеме посева 70 х 35 см, по одному растению в гнезде. Оценку ко-лон-новидности габитуса у подсолнечника проводили в период цветения корзинки. Принудительное самоопыление и гибридизацию осуществляли общепринятым методом [ 3 ] . При сравнении эмпирических расщеплений с модельными в F 2 использовали х 2 -критерий [ 6 ] .

Результаты и обсуждение. Генетическая коллекция линий подсолнечника с эректоидным типом листа включала две линии с доминантным геном Er (КГ49 и СЛ2399), одну – с доминантным геном Er 3 (линия Л1389), четыре – с рецессивным геном er 1 (К562, КГ102, ВК268 и Л1390) и две – с рецессивным геном er 2 (К561 и КГ27).

В 2012 г. был получен новый образец подсолнечника (линия КГ120), характеризующийся как колонновидный короткочерешковый. Этот фенотип имел сходство с эректоидностью листа, контролируемой доминантным геном Er. При этом укороченные жилки стягивают и деформируют листовую пластинку (рисунок). Средняя высота растений не превышает 152 см, длина черешка – 3,8 см.

Рисунок – Междоузлие колонновидного подсолнечника, линия КГ120

При скрещивании линии КГ120 с колонновидным габитусом и линий с нормальным фенотипом ВК876 и ВА93 получены растения F 1 с колонновидным габитусом. Расщепление в F 2 (табл. 1) соответствовало моногибридной модели наследования 3 : 1 для фенотипических классов колонновидный : нормальный соответственно. Таким образом, признак колонновидности габитуса растения у подсолнечника контролировался доминантным геном.

Таблица 1

Наследование признака колонновидности габитуса растения у подсолнечника в F 2 при скрещивании с нормальными линиями

ВНИИМК, г. Краснодар, 2013 г.

Так как колонновидный подсолнечник фенотипически соответствует доминантной эректоидности листа (ген Er), была проведена идентификация этих генов. При скрещивании короткочерешко- вой эректоидной линии СЛ2399 и линии КГ120 в F1 проявился эректоидный фенотип, что подтверждает доминантный характер признака. В F2 все растения (общее количество 332) также обладали эректоидным фенотипом без появления нормальных рекомбинантных растений (табл. 2). Так как ген, определяющий доминантную эректоидность у известной линии СЛ2399, идентифицирован как Er, следовательно, этот же ген контролирует и колонновидность габитуса у новой линии КГ120.

Таблица 2

Идентификация генов эректоидности и колонновидности подсолнечника

ВНИИМК, г. Краснодар, 2013–2014 гг .

Заключение. Генетическая идентификация показала, что признак колонновид-ности габитуса растения у новой линии подсолнечника КГ120 контролируется доминантным геном Er . Таким образом, в генетической коллекции подсолнечника ВНИИМК содержится три линии с доминантным геном Er – КГ49, СЛ2399 и КГ120.