Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Применение молекулярно-генетических маркеров на устойчивость к прорастанию зерна на корню у тритикале Майер, Николай Константинович

Применение молекулярно-генетических маркеров на устойчивость к прорастанию зерна на корню у тритикале
<
Применение молекулярно-генетических маркеров на устойчивость к прорастанию зерна на корню у тритикале Применение молекулярно-генетических маркеров на устойчивость к прорастанию зерна на корню у тритикале Применение молекулярно-генетических маркеров на устойчивость к прорастанию зерна на корню у тритикале Применение молекулярно-генетических маркеров на устойчивость к прорастанию зерна на корню у тритикале Применение молекулярно-генетических маркеров на устойчивость к прорастанию зерна на корню у тритикале
>

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Майер, Николай Константинович. Применение молекулярно-генетических маркеров на устойчивость к прорастанию зерна на корню у тритикале : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.02.07, 03.01.06 / Майер Николай Константинович; [Место защиты: Рос. гос. аграр. ун-т].- Москва, 2011.- 157 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-3/322

Введение к работе

Актуальность темы. Широкое распространение тритикале в мире обусловлено высоким потенциалом этой культуры, обеспечиваемым стабильной урожайностью, качеством зерна, устойчивостью к ряду болезней и возможностью широкого использования: для питания человека, на корм сельскохозяйственным животным и в качестве сырья для производства биотоплива (биоэтанола и биогаза).

Одним из факторов, сдерживающих более широкое распространение, является склонность к доуборочному прорастанию зерна в колосе. Прорастание зерна на корню является следствием нарушения периода покоя у созревающих семян, что приводит к активации физиологических процессов и началу роста зародыша. Эволюционно период покоя у дикорастущих видов возник как механизм избегания неблагоприятных факторов. Отбор человеком культурных растений на дружное и быстрое прорастание семян привел к большей чувствительности семян к факторам, провоцирующим нарушение периода покоя (Finkelstein et al., 2008). Эта проблема особенно актуальна для районов Нечерноземья, где прохладная и влажная погода во время уборки часто вызывает прорастание на корню. Предуборочное прорастание зерна наносит значительный урон, снижая урожай, ухудшая качество зерна и посевную ценность семенного материала (Mos & Wojtowicz, 2004). Прорастание зерна на корню является комплексной проблемой и детерминируется особенностями генотипа, среды, а также их сложным взаимодействием (Zanetti, 2000).

Важным решением этой проблемы может стать разработка надежных методов отбора селекционного материала, устойчивого к прорастанию зерна на корню. Это осложняется возможностью отбора селекционного материала по результатам полевой оценки только в годы с провокационными условиями. Кроме того, все известные показатели оценки устойчивости к прорастанию на корню требуют сравнительно большого объема анализируемого материала, что практически невозможно получить в ранних звеньях селекционного процесса.

Разработка и применение молекулярных маркеров являются одним из оптимальных путей увеличения эффективности отбора и оптимизации селекционного процесса. Пшеница является достаточно хорошо генетически изученным объектом, и, будучи одним из родительских компонентов тритикале, может служить основой для поиска эффективных маркеров для использования в селекции тритикале. В то же время присутствие генома ржи влияет на проявление признаков, и как следствие, может сказаться на использовании маркеров, что требует более тщательного подхода к их выбору. Среди множества маркеров на признак устойчивости к предуборочному

прорастанию зерна у пшеницы, входящих в локусы QTLs, контролирующие этот признак, особый интерес представляют маркеры, локализованные в субгеномах А и В, которые обычно присутствуют у гексаплоидной тритикале. Так, с помощью молекулярного STS-маркера (Yang et al., 2007) на ген Viviparous-1 показана высокая корреляция между аллельным состоянием данного гена и устойчивостью к прорастанию на корню.

Таким образом, применение молекулярно-генетических маркеров на тритикале открывает возможности практического повышения эффективности селекционных программ, и, кроме того, позволяет получить новые фундаментальные знания о частной генетике этой культуры.

Цели и задачи. Цель настоящего исследования заключалась в изучении возможности применения молекулярно-генетических маркеров пшеницы на устойчивость к прорастанию зерна на корню для изучения этого признака у тритикале.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

  1. охарактеризовать образцы тритикале по показателям устойчивости к прорастанию зерна на корню;

  2. подобрать молекулярные маркеры на устойчивость к прорастанию зерна на корню;

  3. провести генотипирование образцов тритикале по отобранным маркерам;

  4. выделить эффективные молекулярные маркеры для использования в селекции тритикале на устойчивость к предуборочному прорастанию зерна;

  5. выделить перспективные образцы тритикале для селекции на устойчивость к прорастанию на корню.

Научная новизна результатов исследования

Впервые показана взаимосвязь маркера на ген Viviparous-IB и устойчивости к прорастанию зерна на корню у образцов тритикале со светло-красной окраской зерна.

Впервые установлено, что у изученных сортообразцов тритикале встречается 4 аллеля гена Vp-ІВ. С наибольшей частотой встречаются аллели Vp-lBc и Vp-lBa, которые встречаются как у озимых, так и яровых форм. Установлено аналогичное с пшеницей проявление аллелей этого гена: образцы, устойчивые к прорастанию зерна на корню, имеют аллель Vp-lBc, а неустойчивые - Vp-lBa. Среди исследованных образцов яровой тритикале выявлены формы, несущие аллели Vp-lBd и Vp-lBe.

Впервые установлен полиморфизм тритикале по локусу Xwmcl04, который проявляется в наличии 6 аллелей. Наибольшее распространение имеет аллель Xwmcl04a, который встречается у 33% сортообразцов.

Впервые для тритикале показан полиморфизм по локусу Xgwml55, проявившийся в наличии 6 и 7 аллелей у озимой и яровой тритикале соответственно. Установлена тесная связь между аллелем Xgwml55c и устойчивостью тритикале к доуборочному прорастанию.

Практическая ценность

На основе анализа 167 сортообразца озимой и яровой тритикале различного географического происхождения показана возможность использования молекулярных маркеров Vp-1B3, Xgwml55, Xwmcl04 для повышения эффективности селекции тритикале на устойчивость к прорастанию на корню.

Сортообразцы озимой тритикале Е775, №222, Ставропольский 2, устойчивые к прорастанию зерна на корню и несущие аллели Vp-lBc и Xwmcl04b могут быть использованы в качестве исходного материала в селекционных программах на устойчивость к прорастанию на корню с использованием молекулярно-генетических маркеров.

Показана возможность применения молекулярных маркера Xgwm 539, локализованного в хромосоме 2D, Sec2, локализованного в хромосоме 2R, для отбора форм несущих 2К/20-замещение и его использования при отборе устойчивых к прорастанию зерна на корню форм тритикале.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

  1. Молекулярно-генетический маркер на ген Viviparous-IB для контроля устойчивости к прорастанию зерна на корню у тритикале;

  2. Полиморфизм и распределение аллелей гена Viviparous-IB у яровой и озимой тритикале;

  3. Полиморфизм, частоты аллелей по локусу Xwmcl04 и Xgwml55 у тритикале и их связь с устойчивостью к прорастанию зерна на корню;

Обоснование и достоверность научных положений

Исследования выполнены на большом экспериментальном материале, по общепринятым методикам, рекомендованным научными учреждениями страны. Все выводы и предложения подтверждены экспериментальными исследованиями, статистической обработкой полученных данных.

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований доложены на Международной научной школе-конференции молодых учёных «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях» (Звенигород, 2008); IX Молодёжной научной конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии» (Москва, 2009); Международной научно-практической конференции молодых учёных «Молодёжь и инновации - 2009» (Горки,

Республика Беларусь, 2009); V съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (Москва, 2009).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 в журнале, рекомендованном ВАК, и 1 патент на селекционное достижение.

Объем и структура диссертации

Материалы диссертации изложены на 118 страницах машинописного текста и включают 18 рисунков, 21 таблица. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов исследований и их обсуждения, выводов и списка литературы. Список цитируемой литературы включает 254 наименований, из них 218 иностранных.

Похожие диссертации на Применение молекулярно-генетических маркеров на устойчивость к прорастанию зерна на корню у тритикале