AGRIS - 

2022

A. A. Nizhnikov | E. K. Khlestkina | I. A. Tikhonovich | А. А. Нижников | Е. К. Хлесткина | И. А. Тихонович

2 апреля 2022 года юбилей у академика РАН Людмилы Андреевны Беспаловой, одного из крупнейших селекционеров пшеницы и тритикале, автора множества сортов, внедренных в сельскохозяйственную практику в нашей стране и за рубежом, выращиваемых на площадях в миллионы гектаров, что вносит значимый вклад в решение глобальной проблемы продовольственной безопасности. Людмила Андреевна Беспалова является признанным классиком в области селекции и семеноводства пшеницы, ею опубликовано более 300 научных работ, получено около 120 авторских свидетельств и патентов. Академик Беспалова – яркий представитель отечественных селекционеров, являющийся продолжателем традиций одной из крупнейших научных школ и принимающий активное участие в жизни генетико-селекционного сообщества нашей страны, обучении молодых специалистов, повышении престижа и востребованности профессии селекционера. | April 2, 2022 marks the anniversary of Lyudmila Andreevna Bespalova, an Academician of the Russian Academy of Sciences, one of the prominent wheat and triticale breeders, the author of many varieties introduced into agricultural practice both in our country and abroad, which are cultivated in areas encompassing millions of hectares, thus making a significant contribution to solving the global food security problem. Lyudmila A. Bespalova is a recognized classic in the field of wheat breeding and seed production, she has published over 300 scientific papers, and received about 120 copyright certificates and patents. Acad. Bespalova is a bright representative of domestic breeders, who maintains the traditions of one of the largest scientific schools and takes an active part in the life of the community of geneticists and breeders in this country by training young specialists and increasing the prestige of and demand for the profession of a breeder.

Show more [+]

Less [-]

N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources - Russian Federation

2021

B. V. Rigin | E. V. Zuev | I. I Matvienko | A. S. Andreeva | Б. В. Ригин | Е. В. Зуев | И. И. Матвиенко | А. С. Андреева

Background. The knowledge of genetic control of vernalization response in the ultra-early accessions can facilitate bread wheat breeding for a high adaptive capacity. Materials and methods. The study involved the ultra-early lines Rico (k-65588) and Rimax (k-67257) as the earliest maturing lines in the VIR bread wheat collection, as well as 10 Rifor lines (k-67120, k-67121, k-67250-67256) with a high rate of development before heading. A late ripening accession ‘Forlani Roberto’ (k-42641) and ‘Leningradskaya 6’ variety (k-64900), regionally adapted to Northwestern Russia, were also studied. The alleles of the Vrn and Ppd genes were identified by the PCR analysis using the allele-specific primers published in literature sources. The response to vernalization (30 days at 3°C) and a short 12-hour day were determined using a methodology accepted at VIR. Results. The ultra-early lines respond to a short 12-hour day and 30-day vernalization very poorly. The genotype of ultra-early wheat lines is mainly represented by three genes, Vrn-A1, Vrn-B1a, and Vrn-D1, which ensure insensitivity to vernalization alongside with the expression of Ppd-D1a, which controls the response to photoperiod. The ultra-early lines Rifor 4 and Rifor 5 have a recessive allele vrn-A1a, like the original ‘Forlani Roberto’ accession. The lines Rifor 4 and Rifor 5 are vernalization-insensitive under the long day and have a very weak response under the short day (3.5±0.42 days and 4.0±0.61 days, respectively). However, ‘Forlani Roberto’ with the vrn-A1a gene responds to vernalization in the same way under any photoperiod (12.3±1.58 days and 12.2±0.74 days). Conclusion The ultra-early lines of bread wheat Rifor 4 and Rifor 5 with the vrn-A1a gene can have no response to vernalization or have a low level response. This effect can be a reason for the formation of a complex of modifier genes along with the dominant gene Vrn-D1, which forms during the hybridization of F7-8 Rico × Forlani Roberto. The ultra-early lines of bread wheat Rico, Rimax and Rifor (k-67120, k-67121, k-67250-67256) can serve as effective sources of genes for earliness in common wheat breeding. | Актуальность. Знание о генетическом контроле реакции на яровизацию ультраскороспелых образцов будет способствовать селекции на высокую адаптивную способность мягкой пшеницы. Материалы и методы. Исследовали ультраскороспелые линии Рико (к-65588) и Римакс (к-67257), как самые скороспелые среди образцов коллекции мягкой пшеницы ВИР, а также 10 линий Рифор (к-67120, к-67121, к-67250-67256) с высокой скоростью развития до колошения, которые являются потомками от скрещивания Рико × Forlani Roberto’ (к-42641). Изучен позднеспелый образец ‘Forlani Roberto’ к-42641) и сорт ‘Ленинградская 6’ (к-64900), районированный в Северо-Западном регионе России. Аллели генов Vrn и Ppd идентифицировали с помощью ПЦР-анализа c использованием опубликованных в литературе аллель-специфичных праймеров. Реакция на яровизацию (30 суток при 3°С) и короткий 12-часовой день определена по методике ВИР. Результаты. Ультраскороспелые линии очень слабо реагируют на короткий 12-часовой день и 30-дневную яровизацию. Генотип ультраскороспелых линий пшеницы в основном представлен тремя доминантными генами Vrn-A1, Vrn-B1a и Vrn-D1, обеспечивающие нечувствительность к яровизации на фоне экспрессии Ppd-D1a, контролирующего реакцию на фотопериод. Ультраскороспелые линии Рифор 4 и Рифор 5 имеют рецессивный аллель vrn-A1a, как и исходный образец ‘Forlani Roberto’. Линии Рифор 4 и Рифор 5 нечувствительны к яровизации в условиях длинного дня и имеют очень слабую реакцию при коротком дне (3,5 ±0,42 сут и 4,0 ±0,61 суток соответственно). Однако, ‘Forlani Roberto’ с геном vrn-A1a одинаково реагирует на яровизацию при любом фотопериоде (12,3±1,58 суток и 12,2±0,74 суток). Заключение. Ультраскороспелые линии мягкой яровой пшеницы имеют доминантные гены Vrn-A1, Vrn-B1a и Vrn-D1 и не чувствительны к яровизации. Некоторые ультраскороспелые линии могут не реагировать на яровизацию или иметь ее низкий уровень (Рифор 4, Рифор 5), но в их генотипах имеется рецессивный ген vrn-A1a. Этот эффект может быть причиной образования комплекса генов-модификаторов наряду с доминантным геном Vrn-D1, который сформировался в процессе гибридизации F7-8 Рико × ‘Forlani Roberto’. Ультраскороспелые линии мягкой пшеницы Рико, Римакс и Рифор (к-67120, к-67121, к-67250-67256) могут быть эффективными источниками генов скороспелости в селекции мягкой пшеницы.

Show more [+]

Less [-]

N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources - Russian Federation

2019

E. B. Khatefov | V. I. Horeva | Yu. A. Kerv | T. V. Shelenga | Э. Б. Хатефов | В. И. Хорева | Ю. А. Керв | Т. В. Шеленга

Тетраплоидная кукуруза привлекает селекционеров крупными размерами зерна и початка, повышенным содержанием питательных веществ, высоким урожаем зеленой массы в сравнении с диплоидной, поэтому исследование ее биохимического состава и пищевой ценности для создания исходного селекционного материала актуально. Основной задачей работы являлось выявление различий между образцами тетраплоидной кукурузы из коллекции ВИР на уровне спектров метаболитов. Сравнение значений содержания общего сахара в зерновках, гомозиготных по гену su2, не выявило существенных различий между диплоидными и тетраплоидными генотипами, тогда как по фракциям сахаров обнаружены некоторые различия. Исследования показали, что в диплоидных зерновках отклонения от значения стандарта по содержанию общих сахаров составляют -8,2 мг/100 г, а в тетраплоидных -2,9 мг/100 г, хотя общее соотношение доминантных и рецессивных аллелей (1АА : 2аа) сохраняется одинаковым у обоих генотипов. Тетраплоидная сахарная кукуруза в сравнении с диплоидной показала большую вариабельность (CV) по содержанию в зерне белка (CV = 6,80%), крахмала (CV = 8,27%) и масла (CV = 13,3%). Выделены потенциальные доноры высокого содержания белка, крахмала и масла в зерне тетраплоидной сахарной кукурузы. Создан новый сорт тетраплоидной сахарной кукурузы Баксанская сахарная с урожайностью до 16 т/га товарных початков молочной спелости, преимущественно двухпочаткового типа. Сорт характеризуется высокими вкусовыми качествами за счет того, что его зерно содержит 16,3% белка, 63,2% крахмала и 7,5% масла. Сорт отличается устойчивостью к биотическим факторам среды. Геном тетраплоидов за счет большей, чем у диплоидов, генетической емкости обеспечивает большую вариабельность биохимического состава зерна и других селекционно ценных признаков. Создание новых, высокоурожайных гибридов сахарной кукурузы на основе тетраплоидных образцов коллекции ВИР позволит селекционерам существенно расширить генетический полиморфизм и сортимент современных селекционных достижений кукурузы, будет способствовать обеспечению качественным сырьем для пищевой и консервной промышленности. | Tetraploid maize attracts breeders because of its large kernel and cob sizes, high nutrient content, and higher yield of herbage mass than diploid maize. Hence, it is important to study its biochemical composition and nutritional value in order to develop original source material for breeding. Accessions of tetraploid sweet corn from VIR’s genebank were used to analyze biochemical composition of the grain. The main task of the work was to identify differences among the accessions at the level of the metabolite spectra. A comparison of the values in the content of total sugars in kernels homozygous for the su2 gene did not reveal significant differences between diploid and tetraploid genotypes, while the fractions of sugars revealed some differences. Studies have shown that in diploid grains deviations from the reference for the total sugars content are -8.2 mg/100g, and in tetraploid ones, -2.9 mg/100g, although the overall ratio of dominant and recessive alleles (1AA:2AA) remains the same in both genotypes. Tetraploid sweet corn showed greater variability of the coefficient of variation (CV) in the grain protein content (CV = 6.80%), starch (CV = 8.27%) and oil (CV = 13.3%) compared with the diploid one. Potential donors of high protein, starch and oil contents in the kernel of tetraploid sweet corn were identified. A new cultivar of tetraploid sweet corn, ‘Baksanskaya Sakharnaya’, was developed, with a yield up to 16 t/ha of cobs in a marketable milky ripeness state and representing predominantly the double-cob type. This cultivar has high flavor qualities due to the fact that its kernels contain 16.3% of protein, 63.2% of starch, and 7.5% of oil. Moreover, the cultivar is resistant to biotic environmental factors. The tetraploid genome provides greater variability of the kernel’s biochemical composition and other economically valuable traits due to its greater genetic capacity, compared with the diploid genome. Development of new high-yielding hybrids of sweet corn based on VIR’s holdings will allow breeders to significantly broaden the genetic polymorphism and assortment of modern breeding achievements, and contribute to providing high-quality raw materials for food and canning industry.

Show more [+]

Less [-]

N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources - Russian Federation

2019

T. I. Djatchouk | V. N. Akinina | O. V. Khomyakova | E. V. Кalashnikova | Т. И. Дьячук | В. Н. Акинина | О. В. Хомякова | Э. В. Калашникова

Elimination of chromosomes is a phenomenon widespread in distant hybrids. It ranges from the loss of one or two chromosomes to elimination of whole chromosome complement of one of the parents. Such elimination leads to the production of haploid plants, which then are treated with colchicine to double the chromosome number and to develop DH‑lines. Homozygosity of doubled haploids serves as a basis for their wide use in plant genetics and breeding. The use of this approach reduces the time required for obtaining homozygous lines by 5 years on the average. It leads to savings in human resources, energy and acreage. The development of the “bulbosum” method for haploid barley production had a strong influence on the chromosome engineering in cereals and its implementation in plant breeding. However, the method developed on that basis could not be used effectively for producing haploids of wheat, triticale, etc. because of Hordeum bulbosum L. pollen sensitivity to genes inhibiting wheat crossability (Kr genes). The crosses with Imperata cylindrica (L.) Raeusch. is an efficient alternative to the widely used wheat × maize and triticale × maize crosses due to abundant pollen supply within a longer time period, significantly higher frequency of embryos formation and haploid plants regeneration. | В статье представлен обзор литературы по получению гаплоидных растений у злаков методом отдаленной гибридизации и механизмы, лежащие в основе селективной элиминации хромосом одного из родительских геномов во время раннего развития зародыша. Элиминация хромосом – распространенный феномен у отдаленных гибридов, который, проявляется в разной степени в различных комбинациях: от потери одной или двух хромосом до элиминации полного набора хромосом одного из родителей. В последнем случае возникают гаплоидные растения, удвоение числа хромосом которых приводит к получению удвоенных гаплоидов (DH‑линий). Гомозиготность удвоенных гаплоидов послужила основой для их широкого использования в генетике и селекции растений. Использование данного подхода позволяет сократить время получения гомозиготных линий в среднем на пять лет, что приводит к экономии, людских ресурсов и посевных площадей. Разработка «bulbosum» метода получения гаплоидов ячменя оказала революционное влияние на хромосомную инженерию злаков и ее использование в селекции растений. Однако разработанный на этой основе метод не мог эффективно использоваться для получения гаплоидов пшеницы, тритикале и других злаков из‑за чувствительности пыльцы Hordeum bulbosum L. к генам‑ингибиторам скрещиваемости пшеницы (Kr‑генам). Эффективным опылителем для различных видов злаков явилась кукуруза. Скрещивания с дикорастущим злаком Imperata cylindrica (L.) Raeusch. выявили преимущества по сравнению со скрещиваниями пшеница × кукуруза и тритикале × кукуруза благодаря длительной продолжительности цветения этого вида и высокой частоте формирования зародышей и регенерации гаплоидных растений.

Show more [+]

Less [-]

N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources - Russian Federation