WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

«ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ МЕСТНЫХ ФОРМ ЯЧМЕНЯ ИЗ ДАГЕСТАНА ПО АДАПТИВНО ВАЖНЫМ ПРИЗНАКАМ Шифр и наименование ...»

-- [ Страница 3 ] --

6–7 баллов – сливающиеся некротические пятна, окруженные хлорозом (восприимчивость);

8–9 баллов – сильный некроз, распространяющийся по всему листу (сильная восприимчивость).

В 2014 г. на позднем (конец мая) посеве коллекции дагестанских ячменей в ПЛ ВИР наблюдали эпифитотийное развитие болезни, что позволило оценить устойчивость к патогену с помощью упомянутой выше шкалы.

2.3.4. Оценка устойчивости ячменя к насекомым Шведская муха повреждает стебли и колосья, причем в Дагестане преобладает второй тип повреждения.

На ДОС ВИР в 2012–2014 гг. при озимом посеве на естественном фоне заселения растений насекомым анализировали по 10 случайно отобранных колосьев каждого образца. В качестве критерия устойчивости использовали величину череззерницы, которую определяли как отношение числа поврежденных мухой колосков к общему числу колосков в колосе, выраженное в процентах (Баташева и др., 2013). При яровом посеве в 2013–2014 гг. оценили устойчивость образцов в период кущения – начала выхода в трубку по шкале (Семенова, 2008):

1 – повреждено менее 5% стеблей;

2 – повреждено от 6 до 15% стеблей;

3 – повреждено от 16 до 25% стеблей;

4 – повреждено от 26 до 40% стеблей;

5 – повреждено более 40% стеблей.

Для оценки устойчивости ячменя к обыкновенной злаковой тле пророщенные семена опытных образцов и неустойчивого контроля (сорт Белогорский) высевали рядами в кюветы с почвой. В фазу второго листа проростки заселяли краснодарской (Кубанская опытная станция ВИР, Гулькевичский район) популяцией тли (смесь свыше двухсот клонов) путем стряхивания насекомых, из расчета 4 особи на растение. Устойчивость оценивали при гибели контроля (обычно на 10–14 день после заселения) по шкале: 0 нет повреждений, 1 повреждено 1-10% листовой поверхности, 2 11-20%,..., 10 91-100% (Радченко, 2008).

Изучали также устойчивость выделенных образцов к отдельным клонам, выделенным из краснодарской и дагестанской (ДОС ВИР) популяций. В этом случае опытные образцы и неустойчивый контроль высевали в круговом порядке в сосуды с почвой и накрывали стеклянными изоляторами. В фазу второго листа проростки заселяли данным клоном тли и при гибели контроля (сорт Белогорский) оценивали устойчивость по упомянутой выше шкале.

2.3.5. Оценка устойчивости ячменя к засолению почвы и токсичным ионам алюминия Диагностику алюмочувствительности культурного ячменя проводили на ранних этапах развития растений с использованием корневого теста (Яковлева и др., 2009). Длину зародышевых корней семидневных проростков, выращенных в растворе с содержанием 185 мкМ ионов алюминия (pH = 4,0), соотносили с длиной зародышевых корней растений, выращенных в растворе без добавления солей алюминия (pH = 6,5). В каждую растильню дополнительно закладывали сорта-тестеры с известным уровнем устойчивости: Полярный 14 (к-15619, ИДК – 0,71) и Московский 121 (к-19417, ИДК – 0,63) (Груздева и др., 1999). Использовали также дополнительный тестовый признак – индекс длины ростка. Длину ростка и зародышевого корня измеряли одновременно.

При изучении солеустойчивости использовали рулонный метод оценки (Удовенко, Волкова, 1993; Давыдова и др., 1991), основанный на учете торможения роста корней в условиях солевого (NaCl) стресса в сравнении с контрольными условиями, без засоления. Семена изучаемых образцов замачивали водой и на третьи сутки одинаково развитые проростки раскладывали на листы фильтровальной бумаги, смоченной дистиллированной водой или раствором NaCl. Бумагу с проростками сворачивали в рулоны и помешали в сосуды с водой или раствором соли.

Использовали раствор соли с осмотическим давлением 0,9 мПа (1,26% NaCl).

На каждый образец заготавливали по четыре рулона: два рулона помещали в дистиллированную воду (контроль) и два – в раствор соли. Сосуды с рулонами помещали в термостат при температуре 22°С. На 5 сутки рулоны разворачивали и измеряли длину самого длинного корешка у каждого растения. Рассчитывали степень снижения среднего значения длины корешков в растворе соли по отношению к контролю. Образцы разделяли на 3 группы: устойчивые (длина корешка 60% по отношению к контролю), среднеустойчивые (40-60%), чувствительные ( 40%). В качестве стандартов использовали солеустойчивые по литературным данным сорта Краснодарский 35 (к-19928) и Одесский 70 (к-22024).

2.3.6. Молекулярно-генетические методы Тотальную ДНК выделяли из 7-дневных проростков (2-10 растения каждого образца) по методике Д.Б. Дорохова, Э. Клоке (1997) с некоторыми модификациями (Анисимова и др., 2010). Работа состояла из нижеперечисленных этапов.

Экстракция ДНК По 2-4 отрезка листьев каждого образца длиной 0,5 см помещали в 1.

микропробирки и растирали тефлоновым пестиком. В течение всей процедуры микропробирки стояли на льду.

К измельченному растительному материалу добавляли 400 мкл 2.

экстракционного буфера (200 мМ трис-HCl, рН 7,5; 250 мМ NaCl; 25 мМ ЭДТА; 0,5% SDS).

Тщательно и плавно перемешивали в течение 5 мин.

3.

Инкубировали в водяной бане при 65оС не менее 15 мин.

4.

Депротеинизация

1. Добавляли 200 мкл 3М/5М ацетата К и аккуратно перемешивали.

Инкубировали на льду в течение 10 мин.

Центрифугировали 20 мин при 13000 об/мин при комнатной 2.

температуре.

500 мкл образовавшейся надосадочной фракции аккуратно отбирали и 3.

переносили в новые микропробирки, используя для каждой пробы новый микронаконечник.

Осаждение ДНК Добавляли равный объем (500 мкл) изопропанола и перемешивали 1.

содержимое, переворачивая пробирки.

Центрифугировали при 13000 об/мин в течение 10 мин (+4°С).

2.

Сливали осторожно надосадочную жидкость.

3.

Очистка полученных фракций ДНК Добавляли в микропробирку 1 мл 65% этанола и тщательно промывали 1.

осадок.

Центрифугировали в течение 10 мин при 13000 об/мин.

2.

Сливали надосадочную жидкость и сушили осадок при 37°С не менее 3.

20 мин.

Растворяли высушенный осадок в 100 мкл воды в течение 1 ч при 4.

комнатной температуре. Пробы хранили при -20°С.

Для генотипирования образцов, идентификации аллелей генов PpdH1, Ppd-H2 и гена mlo11, изучения нуклеотидного полиморфизма фрагментов генов Mlo и Eam8 использовали молекулярных маркеры, основанные на полимеразной цепной реакции (ПЦР). Амплификацию проводили в реакционной смеси объемом 15-25 мкл, которая содержала геномную ДНК (50–100 нг), 1х реакционный буфер без MgCl2, 1,5-3 mM хлористого магния, 0,2 mM каждого из нуклеотидов, 250 nM каждого праймера, 1 единица Tag полимеразы (Диалат). ПЦР проводили в амплификаторе MyCycler (BioRad, США). Праймеры, использованные в исследовании, представлены в табл. 2.3.6.1. Амплифицированные фрагменты разделяли с помощью электрофореза в 2%-ном агарозном геле в 1хТВЕ буфере. Гели окрашивали бромистым этидием и фотографировали в ультрафиолетовом свете. Для оценки размера фрагментов использовали ДНК-маркер FastRuler™ SM1113 (Fermentas).

–  –  –

При генотипировании дагестанских ячменей использовали RAPD и маркеры. Продукты амплификации, полученные с помощью ISSR использованных праймеров, включали 35 полиморфных фрагментов. По результатам анализа составили бинарную матрицу данных о наличии/отсутствии определенных аллелей изученных локусов и оценили уровень их полиморфизма с помощью индекса PIC (Polymorphic Information Content) по формуле: PIC = 1 – (pi2), где pi – частота i аллеля, выявленная в данной выборке (Nei M., 1973). По результатам генотипирования выполнили кластерный анализ с помощью взвешенного метода ближайшего соседа (WNJ

– Weighted Neighbor Joining) в программе DARwin 5.0. Расстояния рассчитывали по L.R. Dice (1945), число бутстреп – 1000. Метод позволяет связать объекты по метрике, включающей в расстояние между парой объектов их расстояния со всеми остальными объектами.

Амплифицированные фрагменты генов Eam8 и Mlo клонировали в векторе pALTA (Евроген), используя протокол, рекомендованный фирмойпроизводителем. Секвенирование проводили на приборе ABI 3500xl в ЦКП «Геномные технологии и клеточная биология» (Всероссийский научноисследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии).

Выравнивание нуклеотидных последовательностей и их анализ проводили с помощью программы MEGA version 4. В работе использованы ресурсы биоинформационного портала Национального Центра Биотехнологической Информации (www.ncbi.nlm.hih.gov).

При анализе аллелей гена Ppd-H1 проводили рестрикционный анализ амплифицированных фрагментов в общем объеме 22 мкл: к 15 мкл ПЦР продукта добавляли 2,2 мкл 10Х Буфер Tango, 0.8 мкл рестриктазы MspI (10 ед/мкл) (Fermentas) и 4 мкл дистиллированной воды, свободной от нуклеаз.

Реакционную смесь инкубировали при 37°С в течение 16 ч. Продукты разделяли электрофорезом в 3%-ном агарозном геле.

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

–  –  –

Одна из задач работы – генотипирование дагестанских ячменей с использованием основанных на ПЦР молекулярных маркеров и структурирование генетического разнообразия на основе полученных данных.

Выделили тотальную ДНК 253 образцов ячменя (по 2 растения каждого образца, всего 506 проб). На ограниченном числе проб (20 образцов) провели ПЦР с 15 праймерами, рекомендованными в литературе для изучения внутривидового полиморфизма ячменя культурного (Hou et al., 2005).

Отобрали 4 праймера (ОРВ10, ОРР9, ISSR15, ISSR17), коэффициент полиморфизма (PIC) которых у дагестанских ячменей варьировал от 0,52 до 0,86. На рис. 3.1.1. и 3.1.2. представлены электрофореграммы ампликонов некоторых образцов ячменя, полученных с помощью двух праймеров.

М1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Рисунок 3.1.

1. Электрофореграмма продуктов ПЦР, полученных с помощью праймера ОРВ10:

М – маркер молекулярного веса; 1-19 – образцы ячменя к-15294 (дорожки 1, 2), к-15295 (3, 4), к-15978 (5, 6), к-15979 (7, 8), к-15981 (9, 10), к-16095 (11, 12), к-16376 (13, 14), к-16377 (15, 16), к-17428 (17, 18), к-17429 (19).

М1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Рисунок 3.1.

2. Электрофореграмма продуктов ПЦР, полученных с помощью праймера ISSR15:

М – маркер молекулярного веса; 1-19 – образцы ячменя к-21773 (дорожки 1, 2), к-21774 (3, 4), к-21775 (5, 6), к-21780 (7, 8), к-21792 (9,10), к-21811 (11, 12), к-21820 (13, 14), к-21821 (15, 16), к-21823 (17, 18), к-23785 (19).

Продукты амплификации, полученные с помощью использованных праймеров, включали 35 полиморфных фрагментов. Оба исследованных растения 45% образцов имеют идентичные спектры по всем четырем маркерам, то есть были идентифицированы наиболее численно представленные генотипы. У остальных образцов спектры у отобранных растений различались и, следовательно, при анализе двух растений выявили отдельные генотипы гетерогенных образцов. По результатам кластерного анализа идентифицировали несколько групп образцов ячменя (рис. 3.1.3).

Изученная коллекция содержит 65 образцов (4 разновидности) голозерного ячменя, среди которых 42% образцов однородны, 58% – гетерогенны. Большая часть генотипов на дендрограмме образует две группы (1 и 6). Группа 1 включает образцы, собранные в высокогорных районах Дагестана (Ботлихском, Хунзахском, Цумандинском, Цунтинском), группа 6

– образцы из южных (Рутульский и др.) районов. Голозерные ячмени четко дифференцированы от пленчатых ячменей, и только 8 генотипов из образцов к-3772, к-15010, к-15039, к-15040, к-21777 и к-30084 отличаются от остальных. Образцы к-18376 и к-18377, а также к-21811 и к-23824 имеют идентичные спектры продуктов амплификации со всеми праймерами.

Поскольку эти образцы относятся к одной разновидности, можно предположить, что они являются дублетами.

Рисунок 3.1.

3. Группировка (1–8) 253-х образцов выборки по результатам молекулярно-генетического анализа.

Метод построения дерева Weighted Neighbor Joining, число бутстреп 1000.

Шестирядные пленчатые ячмени, представленные 11 разновидностями, образуют 3 группы (4, 7 и 8). Образцы из 7 группы собраны в южной, центральной и северной частях Дагестана (равнина, предгорье), а из 4 и 8 групп – в горах. Образцы к-994, к-12214, к-13991, к-18176, к-25069, к-28212, к-29980 значительно отличаются от остальных. Образцы к-17907, к-18149, а также к-14145 и к-14149; к-13235 и к-13497; к-4467, к-10469 и к-18183 принадлежат к одной разновидности, имеют идентичные спектры продуктов амплификации со всеми праймерами и, вероятно, являются дублетами.

Группа двурядных пленчатых ячменей, которая включает образцы, относящиеся к 14 разновидностям, оказалась самой гетерогенной. Образцы сформировали на дендрограмме группу 2 и частично распределились в третьей группе. Среди 121 проанализированного образца идентичные RAPD и ISSR спектры имели к-15187 и к-15190, принадлежащие к разновидности nutans, и, возможно, являющиеся дублетными.

Таким образом, с помощью молекулярных маркеров показано значительное разнообразие дагестанских ячменей и выявлена гетерогенность большинства форм.

3.2. Скороспелость и фотопериодическая чувствительность дагестанских ячменей 3.2.1. Скороспелость.

В течение трех лет изучения на ДОС ВИР выделены скороспелые образцы к-15008 и к-15013 с низкой нормой реакции; образец к-18186 проявил скороспелость в 2012 и 2013 гг., а к-11439, к-15252, к-23831 – в 2013 и 2014 гг. В ПЛ ВИР можно отметить лишь образец к-15027, который в 2013 и 2014 гг. оказался скороспелым.

Для сравнения двух выборок ежегодно отбирали только образцы, которые высевались в обоих пунктах изучения: 2012 г. – 106 образцов, 2013 г. – 148, 2014 г. – 137. Кроме того, сравнили 70 форм, которые изучались в течение трех лет в двух пунктах. С целью корректного сравнения скороспелости образцов, изученных при разных сроках посева, рассчитывали превышение периода всходы – колошение для каждого образца над его минимальным значением по выборке, т.е. из значения скорости колошения 68 образца вычитали минимальное, которое наблюдалось по ряду форм, изученных в двух пунктах. Статистические показатели периода всходы – колошение изученных образцов ячменя представлены в табл. 3.2.1.1. В ПЛ ВИР варьирование признака всегда было несколько выше, чем в Дербенте.

–  –  –

В С.-Петербурге, в отличие от ДОС ВИР, выявлено много позднеспелых образцов: показатель «превышение периода всходы – колошение над минимальным значением» значительно выше в ПЛ ВИР (табл. 3.2.1.1), что подтверждается по критерию Стьюдента (табл. 3.2.1.2). В 2014 г.

варьирование скорости развития ячменя в ПЛ ВИР резко отличалось от предыдущих лет, что обусловлено аномально холодной влажной погодой в июне. Вследствие влияния условий среды дагестанские ячмени на ДОС ВИР были более скороспелыми по сравнению с ПЛ ВИР во все годы изучения.

Скорость развития дагестанских образцов в 2013 г. в ПЛ ВИР была достоверно выше, чем в 2012 и 2014 гг., а на ДОС ВИР – наоборот.

Несущественность различий (табл. 3.2.1.2) между выборками ПЛ ВИР 2012 г. (106 обр.) и ПЛ ВИР 2012 г. (70 обр.), ПЛ ВИР 2014 г. (138 обр.) и ПЛ ВИР 2014 г. (70 обр.), ДОС ВИР 2012 г. (106 обр.) и ДОС ВИР 12 (70 обр.) показывает, что в них попал весь спектр варьирования изучаемого признака.

На достоверность различий (табл. 3.2.1.2) между выборками образцов ПЛ ВИР 2013 г. (148 обр.) и ПЛ ВИР 2013 г. (70 обр.), ДОС ВИР 2013 г. (148 обр.) и ДОС ВИР 2013 г. (70 обр.), ДОС ВИР 2014 г. (137 обр.) и ДОС ВИР 2014 г. (70 обр.) влияет представленность разнообразных по скороспелости форм в меньших выборках (табл. 3.2.1.1). В связи с этим мы рассматриваем показатель «превышение периода всходы – колошение над минимальным значением» и в выборках с большей представленностью образцов (табл.

3.2.1.1.). Различия по скорости развития коллекции дагестанских ячменей на ДОС ВИР и ПЛ ВИР сохраняются, независимо от размера выборки образцов.

Таблица 3.2.

1.2. Достоверность различий (критерий t) изучавшихся в двух пунктах выборок образцов ячменя по признаку всходы – колошение

–  –  –

ДОС ВИР

ДОС ВИР

ДОС ВИР

ДОС ВИР

ДОС ВИР

ПЛ ВИР ПЛ ВИР ПЛ ВИР ПЛ ВИР

–  –  –

Примечание: выделенный показатель указывает на достоверность различий.

Несущественность различий по скороспелости между выборками ПЛ ВИР 2012 г. (106 обр.) и ПЛ ВИР 2013 г. (148 обр.) показывает, что условия года не влияли на продолжительность периода всходы – колошение. Выборка образцов, изученных в ПЛ ВИР (138 обр.) в 2014 г., достоверно отличается по показателю «превышение периода всходы – колошение над минимальным значением» от выборок, изученных в предыдущие годы, что указывает на сильное влияние условий среды в 2014 г. (табл. 3.2.1.1; 3.2.1.2).

Условия среды влияли и на скорость развития образцов в условиях ДОС ВИР: показатель «превышение периода всходы – колошение над минимальным значением» достоверно различался по годам исследований.

Наиболее сильное влияние условий среды отмечено в 2014 г., слабое – в 2012 г. (табл. 3.2.1.1; 3.2.1.2).

45 30 ПЛ ВИР 2014

–  –  –

ПЛ ВИР 2013 ДОС ВИР 2013 15 ПЛ ВИР 2012 ДОС ВИР 2012

–  –  –

Реакция образцов на абиотические факторы среды за три года изучения представлена на рис. 3.2.1.2. Условия вегетации в 2014 г. обусловили резкое возрастание числа образцов, которые были более скороспелы на ДОС ВИР (свыше 90%), чем в ПЛ ВИР по сравнению с 2012 и 2013 гг. В 2014 г.

элиминировались 2 группы – «не реагируют на условия внешней среды» и «более скороспелые в ПЛ ВИР», однако на ДОС ВИР группа «самые скороспелые» существенно возросла. Очевидно, дагестанские ячмени сильно подвержены влиянию условий выращивания, т.е. имеют высокую норму реакции.

90

–  –  –

3.2.2. Чувствительность к фотопериоду.

Время колошения у ячменя в основном определяется тремя факторами:

прежде всего, это гены типа развития, нечувствительности к фотопериоду и собственно скороспелости.

М 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

–  –  –

Рис. 3.2.2.1. ПЦР анализ геномной ДНК образцов местного ячменя из

Дагестана с помощью маркеров, разработанных для идентификации:

а – доминантного (276+269+70 пн) и рецессивного (276+339 пн) аллеля гена Ppd-H1 (Jones et al., 2008);

б – доминантного аллеля (1433 пн) гена Ppd-H2 (Kikuchi et al., 2009);

в – рецессивного аллеля (1500 пн) гена Ppd-H2 (Kikuchi et al., 2009).

1 – к-23819; 2, 3 – к-23820; 4, 5 – к-23821; 6, 7 – к-23822; 8, 9 – к-23823; 10, 11

– к-23825; 12, 13 – к-23827; 14, 15 – к-23830; 16, 17 – к-25615; 18, 19 – кк-17438; 22, 23 – к-21772; 24, 25 – к-21808; 26,27 – к-21817;

28,29 – к-23822; 30,31 – к-26290; 32, 33 – к-26295; 34, 35 – к-26297; 36,37 – к- 28209; 38 – к-28211.

Изучили аллельное разнообразие генов Ppd-H1 и Ppd-H2, участвующих в контроле продолжительности периода всходы–колошение. Доминантный аллель Ppd-H1 контролирует быструю реакцию на удлинение фотопериода и раннее колошение в условиях длинного дня, а при коротком фотопериоде более раннее колошение контролирует доминантный ген Ppd-H2.

С помощью молекулярных маркеров, разработанных H. Jones с соавторами (2008) и R. Kikuchi с соавторами (2009) идентифицировали аллели генов Ppd-H1 и Ppd-H2 у местных образцов, а также сортов и линий из Дагестана (рис. 3.2.2.1).

Сравнили аллельные сочетания Ppd-H1 и Ppd-H2 у 169 образцов местного ячменя, а также 26 сортов и селекционных линий. Среди местных образцов наиболее распространено сочетание ppd-H1/Ppd-H2, которое обеспечивает скороспелость в условиях короткого дня (111 образцов). Для 46 образцов характерно сочетание двух доминантных аллелей Ppd-H1/Ppd-H2;

12 форм имеют аллели Ppd-H1/ppd-H2 и могут быть источниками скороспелости в условиях длинного дня. Носители рецессивных аллелей ppdH1/ppd-H2 не обнаружены.

У сортов и линий наиболее распространено сочетание доминантных аллелей Ppd-H1/Ppd-H2 (10 образцов), для семи образцов характерно сочетание для пяти – Сочетание Ppd-H1/ppd-H2, ppd-H1/Ppd-H2.

рецессивных аллелей ppd-H1/ppd-H2 выявлено у четырех образцов.

Однородный по морфологическим признакам, а также RAPD и ISSR спектрам, образец к-15008, выделившийся в течение трех лет по скороспелости в Дагестане, имеет сочетание аллелей ppd-H1/Ppd-H2, то есть адаптирован к условиям короткого дня.

Растения другого скороспелого в Дагестане образца к-15013 оказались носителями доминантного аллеля Ppd-H1 и рецессивного – ppd-H2, что может быть связано с его неоднородностью: к-15013 представлен 4-мя разновидностями и неоднороден по RAPD и ISSR маркерам. Другой полиморфный образец – к-15027, выделившийся по скороспелости в Пушкине в условиях длинного дня, имеет сочетание аллелей ppd-H1/PpdH2, что характерно для образцов, произрастающих в условиях длинного дня.

Помимо неоднородности этих форм, возможное объяснение выявленного противоречия – влияние Vrn-Н-генов, изучение аллельного полиморфизма которых нами не проводилось.

–  –  –

Таким образом, среди местных дагестанских ячменей превалируют (90%) носители доминантного аллеля Ppd-H2; доминантный аллель Ppd-H1 отмечен у 27% образцов местного ячменя. В процессе селекции происходит замещение генотипов с доминантным аллелем Ppd-H2 не приспособленными к местным условиям генотипами с доминантным аллелем Ppd-H1: среди сортов и селекционных линий носители доминантных аллелей этих генов составляют 53% и 63% соответственно (табл. 3.2.2.1; 3.2.2.2).

Рецессивный ген контролирует нечувствительность к eam8 фотопериоду. Скороспелые нечувствительные к фотопериоду сорта Maja и Mari являются индуцированными мутантами по гену Eam8, а Kinai 5, Kagoshima Gold и Русский ранний – естественными мутантами. При 10часовом фотопериоде, низкой дневной (10°С) и высокой ночной (20°С) температурах eam8 обусловливает желтую окраску проростков ячменя (Yasuda, 1977). В климатической камере изучили 250 образцов ячменя.

Маркерным признаком экспрессии гена служила желтая окраска проростка.

Выявили 8 предположительно нечувствительных к короткому дню образцов и 20 гетерогенных по маркерному признаку форм.

Таблица 3.2.

2.3. Характеристика образцов ярового ячменя из Дагестана по ФПЧ (ПЛ ВИР, вегетационный опыт, 2014 г.)

–  –  –

Примечание. Т1 и Т2 – продолжительность периода всходы-колошение (сут) у растений ячменя, выращенных соответственно в условиях длинного естественного и короткого 12часового дня;

Т2-Т1 – задержка колошения растений на коротком дне по сравнению с длинным (сут).

Кфпч = Т2/Т1 – коэффициент фотопериодической чувствительности растений.

Оценили фотопериодическую чувствительность (ФПЧ) 14 выделенных образцов ярового ячменя. Растения выращивали в условиях естественного длинного (18 ч) и короткого (12 ч) фотопериода. Выделили 4 источника слабой ФПЧ: к-14891, к-18178, к-21812, к-23785 (табл. 3.2.2.3), у которых коэффициент фотопериодической чувствительности не превышал 1,15 и был сравним с КФПЧ образцов с геном eam8 (Mona и Kinae 5).

Для молекулярных исследований выбрали образец к-14891 – предполагаемый носитель гена eam8, а также сорта Mona, Mari, Kinai 5 (генотип eam8eam8), Белогорский (Eam8Eam8) и скороспелый сорт Bankuti Korai. Результаты ПЦР с ДНК отобранных генотипов представлены на рис. 3.2.2.2. Использованные в работе праймеры разработаны для идентификации делеции в последовательности гена Eam8 сорта Kinai 5, поэтому на электрофореграмме этого сорта ампликон отсутствует. У остальных образцов фрагмент имеет примерно одинаковую подвижность.

Аналогичный фрагмент сорта Bonus, приведенный в Международном генном банке (GenBank JN180296.1), имеет длину 580 пн, находится в диапазоне с 1302 по 1881 нуклеотид полной последовательности гена и включает фрагменты интрона и экзона. На рис. нуклеотидная 3.2.2.3.

последовательность изученного фрагмента сорта Bonus приведена в качестве референсной.

По результатам секвенирования фрагментов гена eam8 у растений образца к-14891 обнаружили мутацию в смысловой последовательности.

Делеция нуклеотида Т могла привести к сдвигу рамки считывания, а, значит, к существенному изменению предполагаемой аминокислотной последовательности. В литературе аналогичные изменения описаны у мутанта mat-a.11 (eam8eam8), полученного при воздействии гамма лучей на сорт Bonus (Zakhrabekova et al., 2012) (рис. 3.2.2.3). Таким образом, у образца к-14891 нами впервые выявлена мутация, обусловленная делецией единичного нуклеотида в смысловой области гена Eam8. Такое изменение в структурной части гена может приводить к образованию дефектного белка и, как следствие – нечувствительности к фотопериоду.

Рисунок 3.2.

2.2. Электрофореграммы фрагмента гена Eam8 у образцов: 1, 2 – Mona; 3, 4 – Mari; 5, 6 – Белогорский; 7, 8 – Kinae 5; 9, 10 – Bankuti Korai; 11, 12 – к-14891; М – маркер молекулярного веса.

Рисунок 3.2.

2.3. Выравнивание секвенированных последовательностей фрагмента гена Eam8 образца к-14891, сорта Bonus (GenBank: JN180296.1) и рецессивного аллеля eam8 мутанта mat-a.11 сорта Bonus.

–  –  –

3.3.1. Устойчивость ячменя к облигатным паразитам Устойчивость к мучнистой росе Устойчивость к Blumeria graminis (DC.) Golovin ex Speer f. sp. hordei Marchal 265 образцов ячменя оценивали на ДОС ВИР в период колошения и в фазу молочной спелости зерна с помощью шкалы от 1 (устойчивость очень низкая) до 9. В 2012-2014 гг. наблюдали эпифитотийный уровень развития болезни. На жестком инфекционном фоне первоначально выделили 5 78 образцов, поражение которых не превышало 7 баллов, в 2014 г. устойчивость проявили лишь 2 образца: к-23787 и к-28212 (табл. 3.3.1.1).

Выделенные в Дагестане формы, которые были высеяны на опытном поле ПЛ ВИР, оказались устойчивыми (7 баллов) и к местной популяции гриба, то есть выявленные нами устойчивые к мучнистой росе образцы ячменя могут представлять интерес для селекции не только в Дагестане, но и в других регионах страны.

Таблица 3.3.

1.1. Образцы ячменя, выделившиеся по устойчивости к мучнистоой росе (ДОС ВИР, 2012 – 2014 гг.)

–  –  –

На ДОС ВИР оценили также 39 линий ячменя, несущих ранее идентифицированные гены устойчивости к мучнистой росе. Среди них образцы к-30225, несущий ген mlo11, и к-31011 (Mla i) характеризовались наиболее высокой устойчивостью в 2013 г. (9 баллов); поражение 13 линий составило 7 баллов (табл. 3.3.1.2).

В лаборатории при искусственном заражении интактных растений оценили ювенильную устойчивость к северо-западной популяции гриба двух выделенных форм и 47 линий с известными генами устойчивости. Оба образца оказались гетерогенны по изучаемому признаку. Поражение устойчивых растений (88% от числа изученных) образца к-28212 составляло 7–9 баллов, уровень экспрессии устойчивого компонента (80% растений) образца к-23787 несколько ниже: 5–7 баллов. Практически не поражались грибом 11 линий с известными генами устойчивости к грибу, 2 формы оказались гетерогенными (табл. 3.3.1.2).

Таблица 3.3.

1.2. Степень поражения мучнистой росой линий ячменя с известными генами устойчивости (ДОС ВИР, 2013, 2014 гг.; ПЛ ВИР, 2014 г.)

–  –  –

С помощью молекулярных маркеров, разработанных P. Piffanelli с соавторами (2004), у образцов к-23787 и к-28212 обнаружили растения, несущие рецессивные (функциональные) аллели mlo11 (рис. 7). Семнадцать из 26 проанализированных растений образца к-28212 были гомозиготны по рецессивному аллелю mlo11, 9 растений несли доминантные аллели в гомозиготном состоянии. Среди 34 растений образца к-23787 обнаружили одно гетерозиготное по аллелям локуса mlo11 растение. Тем не менее, это растение и ряд других характеризовались устойчивостью к грибу, т.е.

образец к-23787 защищен другим (другими) генами устойчивости.

–  –  –

Ген mlo11 был обнаружен у местных форм ячменя из Эфиопии и в настоящее время широко распространен в современных сортах (Piffanellietal., 2004). По сведениям отдела генетических ресурсов овса, ржи и ячменя ВИР, линия к-28212 получена с участием ярового ячменя из Эфиопии к-17554, а родословная образца к-23787 неизвестна. С помощью праймеров ADUP7, Mlo6 и Mlo10 у образца к-17554 были обнаружены растения, несущие рецессивный аллель mlo11, т.е. эта форма, вероятно, использовалась как донор при отборе линии к-28212 (рис. 3.3.1.2).

–  –  –

Рисунок 3.3.

1.2. ПЦР анализ ДНК единичных растений образца ячменя из

Эфиопии к-17554:

а – с помощью праймеров ADUP7 и Mlo6 (фрагмент длиной ~1200 пн специфичен для аллеля mlo11);

б – с помощью праймеров Mlo6 и Mlo10 (ампликон длиной ~380 пн амплифицируется у генотипов с Mlo локусом дикого типа и ~440 пн – у генотипов, несущих аллель mlo11).

1 – 17 – порядковые номера проанализированных растений.

М – маркер молекулярного веса.

P. Piffanelli с соавторами (2004) провели анализ гаплотипов местных и современных сортов ячменя, а также образцов H.spontaneum, используя различные молекулярные маркеры, в том числе SNP смысловой части локуса Mlo. Эти авторы показали, что все современные европейские сорта, несущие рецессивный аллель mlo11 почти идентичны по исследованным признакам.

Мы сравнили образец к-28212 и изогенную линию – носителя аллеля mlo11.

С помощью праймеров Mlo_F и Mlo_R амплифицировали фрагменты смысловой последовательности локуса. У изогенной линии с аллелем mlo11 (3 растения) и устойчивого дагестанского образца к-28212 (7 растений).

секвенировали фрагмент длиной 530 пн. В последовательностях секвенированных фрагментов обнаружили различия по двум полиморфным сайтам (рис. 3.3.1.3). Были выявлены две замены нуклеотидов (Т-С и С-Т), а также полиморфизм между отдельными растениями, причем некоторые замены ранее в литературе не обсуждались Полученные результаты позволяют предполагать, что гаплотип к-17554 был использован в селекции впервые.

|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....

Ingrid (Y14573) 13415 TTTACTTGTGTTGTAGGCCACGCCCGGCTTGAAGAAATGCTACCACACGCAGATCGGGCTGAGCATCATGAAGGTGGTGGTGGGGCTAGCTCTCCAGTTC 13514 k-30225 (Ingrid_mlo11) 13415.............C

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13415.............C

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13415.............C

k-28212 13415

k-28212 13415

k-28212 13415

k-28212 13415

k-28212 13415

k-28212 13415

k-28212 13415

|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....

Ingrid (Y14573) 13515 CTCTGCAGCTATATGACCTTCCCCCTCTACGCGCTCGTCACACAGGTAATAAAACCGTCCAGGAAGATGTCTGAGCAATTGCTCTGGAAGAGGATAAACA 13614 k-30225 (Ingrid_mlo11) 13515

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13515

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13515

k-28212 13515

k-28212 13515

k-28212 13515

k-28212 13515

k-28212 13515

k-28212 13515

k-28212 13515

|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....

Ingrid (Y14573) 13615 TCAGCCTTAATCATCTGTGTGTGCTGGCTTTGTATGCAGATGGGATCAAACATGAAGAGGTCCATCTTCGACGAGCAGACGTCCAAGGCGCTCACCAACT 13714 k-30225 (Ingrid_mlo11) 13615

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13615

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13615

k-28212 13615

k-28212 13615

k-28212 13615

k-28212 13615

k-28212 13615

k-28212 13615

k-28212 13615

|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....

Ingrid (Y14573) 13715 GGCGGAACACGGCCAAGGAGAAGAAGAAAGTCCGAGACACGGACATGCTGATGGCTCAGATGATCGGCGACGCAACACCGAGCCGAGGCTCGTCGCCGAT 13814 k-30225 (Ingrid_mlo11) 13715

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13715

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13715

k-28212 13715

k-28212 13715

k-28212 13715

k-28212 13715

k-28212 13715

k-28212 13715

k-28212 13715

|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....|....

Ingrid (Y14573) 13815 GCCGAGCCGGGGCTCATCACCCGTGCACCTGCTTCACAAGGGCATGGGGCGGTCGGACGACCCCCAGAGCGCGCCCACCTCGCCAAGGACCCAGCAGGAG 13914 k-30225 (Ingrid_mlo11) 13815

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13815

k-30225 (Ingrid_mlo11) 13815

k-28212 13815

k-28212 13815

k-28212 13815

k-28212 13815

k-28212 13815

k-28212 13815

k-28212 13815

–  –  –

Рисунок 3.3.

1.3. Выравнивание нуклеотидных последовательностей фрагмента кодирующей области Mlo инбредной линии сорта Ingrid, носителя рецессивного аллеля mlo11 (к-30225) и образца к-28212. Нуклеотидные позиции пронумерованы в соответствии с рефересной последовательностью сорта Ingrid (GenBank: Y14573), представленной в Международном генном банке.

Устойчивость к карликовой ржавчине.

Возбудитель карликовой ржавчины Puccinia hordei G.H. Otth. поражает листья и листовые влагалища. На ДОС ВИР оценили устойчивость к грибу 265 образцов (188 – яровых, 76 – озимых, 1 – двуручка), среди которых преобладали местные формы (236 образцов); сорта и селекционные линии были представлены 29 образцами. Первый учет поражения растений болезнью провели в период колошения, второй – в фазу молочной спелости зерна по шкале от 1 (устойчивость очень низкая) до 9. В 2012–2013 гг.

наблюдали эпифитотию болезни, поражение стандартных сортов по всему посеву составило 1 балл. На жестком инфекционном фоне выделили 4 образца (к-10469, к-10471, к-13233, к-17436), поражение которых составило 7 баллов (табл. 3.3.1.3).

Выделенные формы и 37 линий, несущих идентифицированные гены устойчивости к грибу, высеяли на опытном поле ПЛ ВИР. Образцы ячменя из Дагестана оказались устойчивыми (9 баллов) и к местной популяции гриба (табл. 3.3.1.3). Среди линий с известными Rph-генами устойчивостью (7 баллов, единичные пустулы ржавчины) характеризовались образцы к-18687 Cebada Capa, к-30810 (Н-2210), к-30811 (Н-2211) и к-30812 (Н-2212), несущие ген Rph7 (табл. 3.3.1.4). На выделенных нами образцах симптомы болезни не выявлены.

Таблица 3.3.

1.3. Образцы ячменя, выделившиеся по устойчивости к карликовой ржавчине (ДОС ВИР, 2012–2014 гг.; ПЛ ВИР, 2014 г.)

–  –  –

Таким образом, устойчивые к карликовой ржавчине образцы ячменя из Дагестана могут иметь аллели генов устойчивости, отличающиеся от идентифицированных ранее.

Устойчивость к каменной и пыльной головне.

Семена инокулировали суспензией хламидоспор возбудителя каменной головни (Ustilago hordei (Pers.) Kell. et Swing.) за две недели до посева.

Устойчивость оценивали в период выколашивания по шкале от 0 до 4 (поражено более 40% колосьев). На полях ПЛ ВИР в 2012 и 2014 гг.

исследовали устойчивость к патогену 103 образцов ярового ячменя.

Выделили 1 высокоустойчивый образец (к-23823), все колосья которого не были поражены грибом, слабо (до 20%) поражались 20 изученных форм.

Устойчивость к патогену 81 образца озимого ячменя исследовали в Дербенте на искусственном инфекционном фоне. Выделили 45 образцов, колосья которых не были поражены грибом, 9 образцов проявили себя как устойчивые (поражение до 5%), слабо (до 20%) поражались 24 формы.

На фоне искусственного заражения в ПЛ ВИР изучили устойчивость 88 форм ячменя к возбудителю пыльной головни (Ustilago nuda (Jens) Kell. et Swing). Наиболее устойчив образец к-23830, у которого было поражено 7–9% растений (табл. 3.3.1.5), слабовосприимчивыми оказались 5 образцов.

Поражение грибом восприимчивого контроля составило 100%.

Таблица 3.3.

1.5. Образцы ячменя, выделившиеся по устойчивости к пыльной головне (ПЛ ВИР, 2013–2014 гг.)

–  –  –

3.3.2. Устойчивость ячменя к гемибиотрофным грибам Устойчивость к ринхоспориозу.

Ринхоспориоз, или окаймленная пятнистость листьев (возбудитель – гемибиотрофный гриб Rhynchosporium secalis (Oudem.) J.J. Davis) – болезнь ячменя, широко распространенная во всех основных районах выращивания культуры. В результате лабораторных исследований выделили 44 устойчивых либо гетерогенных по этому признаку образца ячменя, которые оценили на инфекционном фоне в поле. Использовали смешанную споровую суспензию из 58 изолятов, выделенных из 3-х популяций R. secalis. Развитие болезни оценивали по шкале, где поражение до 2-х баллов соответствует реакции устойчивости, 3–5 – восприимчивости. Выделили 7 гетерогенных по устойчивости образцов (табл. 3.3.2.1). Для дальнейшей работы отобрали семена ячменя со здоровых растений. Поражение почти изогенных линий, несущих гены устойчивости Rrs1 – Rrs8, Rrs10 – Rrs15, варьировало от 30% до 70%, на линии с геном Rrs9 симптомы болезни не выявлены. Очевидно, устойчивые компоненты выявленных нами местных форм ячменя защищены генами, отличающимися от Rrs1 – Rrs8 и Rrs10 – Rrs15.

–  –  –

Устойчивость к сетчатой и темно-бурой пятнистостям В лаборатории изучили устойчивость 278 образцов ячменя к возбудителям сетчатой (Pyrenophora teres f. teres Drechsl.) и темно-бурой (Cochliobolus sativus Ito and Kurib.) пятнистостей.

Наиболее высоким уровнем устойчивости (до 4-х баллов) к смеси изолятов из северо-западной (С.-Петербург) популяции C. sativus характеризовались 5 образцов, 17 отнесены к (табл. 3.3.2.2), среднеустойчивым.

В 2014 г. на полях ПЛ ВИР наблюдали естественную эпифитотию темно-бурой пятнистости (поражение восприимчивого контроля – 9 баллов).

Оценили 204 образца ячменя, выделили 17 умеренно устойчивых образцов и 18 – умеренно восприимчивых. Устойчивостью в лабораторных и полевых условиях характеризовались 3 образца: к-15183, к-23822 и к-30084, у которых уровень экспрессии признака в лабораторных опытах выражался баллами 4,0

– 4,5 (табл. 3.3.2.2).

Таблица 3.3.

2.2. Образцы ярового ячменя, устойчивые к северо-западной популяции темно-бурой пятнистости (ПЛ ВИР, 2014 г.)

–  –  –

В лабораторных опытах наиболее высокой устойчивостью к северозападной популяции P. teres f. teres обладали 7 форм (табл. 3.3.2.3), меньший уровень экспрессии признака выявлен у 18 образцов; к популяции гриба из Дагестана (г. Дербент) наиболее устойчивы 6 образцов (табл. 3.3.2.4), 8 образцов характеризовались несколько меньшим уровнем устойчивости. К обеим популяциям гриба устойчивы 3 образца ячменя (табл. 3.3.2.5).

–  –  –

Северо-западная и дагестанская популяции P. teres f. teres различаются по вирулентности и агрессивности (рис. 3.3.2.1). Так, образцы к-21760, кк-21816, к-21807, к-18180 устойчивы к северо-западной и восприимчивы к дагестанской популяции патогена, что свидетельствует о дифференциальном взаимодействии паразита и хозяина. Лишь 3 образца слабо поражаются двумя популяциями гриба. У 32-х образцов наблюдали различную экспрессию устойчивости. Например, образцы к-13232, к-18025, к-18171, к-18180, к-21807, к-25616 обладали высокой устойчивостью при заражении северо-западной популяцией гриба, однако при инокуляции дагестанской популяцией устойчивость была слабо выражена. «Более агрессивной» оказалась дагестанская популяция гриба.

–  –  –

Рисунок 3.3.

2.1. Устойчивость коллекционных образцов ячменя из Дагестана к северо-западной (а) и дагестанской (б) популяциям P. teres f. teres:

– высокоустойчивые, – устойчивые, – восприимчивые образцы.

3.3.3. Устойчивость ячменя к насекомым Устойчивость к обыкновенной злаковой тле В результате исследований выделили 40 гетерогенных по устойчивости к обыкновенной злаковой тле образцов ячменя, поврежденность устойчивых компонентов у которых составляла 7-8 баллов. Образец местного ячменя кхарактеризовался несколько более высоким уровнем устойчивости к фитофагу (поврежденность растений 6-7 баллов). Выделившиеся формы могут иметь слабоэкспрессирующиеся гены устойчивости к обыкновенной злаковой тле либо в популяции фитофага присутствуют клоны с различной вирулентностью к изученным образцам ячменя.

Для проверки этого предположения изучили устойчивость шести выделившихся образцов (табл. 3.3.3.1) к 17 клонам тли из краснодарской популяции. Для этого опытные образцы и неустойчивый контроль (по 3-5 зерен) высевали в круговом порядке в сосуды с почвой и накрывали стеклянными изоляторами. В фазу второго листа проростки под изолятором заселяли данным клоном тли и при гибели контроля (сорт Белогорский) оценивали устойчивость по шкале. В силу ограниченного количества имевшихся в нашем распоряжении семян оценили поврежденность двух образцов лишь 11-ю клонами насекомого. Кроме того, 3 наиболее устойчивые формы заселили 20-ю клонами, выделенными из дагестанской (г.

Дербент) популяции тли.

Таблица 3.3.

3.1. Устойчивые к S. graminum образцы ячменя из Дагестана

–  –  –

Оказалось, что верны оба предположения: наблюдали слабоэкспрессирующуюся устойчивость у всех образцов и отчетливо выраженную – у местного ячменя к-13232, причем оба типа устойчивости проявлялись лишь против части клонов тли (табл. 3.3.3.2). Три первых образца характеризуются устойчивостью примерно к 50% клонов из краснодарской популяции, однако при заселении этим форм дагестанской популяцией насекомого частоты вирулентности существенно меняются:

образец к-13232 обладает устойчивостью к 70% клонов, а к-1067 и к-13992 – лишь к 35% и 22% соответственно.

Таблица 3.3.

3.2. Устойчивость образцов ячменя к клонам S. graminum

–  –  –

Таким образом, результаты исследований показали, что:

слабоэкспрессирующиеся (малые) гены устойчивости против краснодарской популяции S. graminum имеют 17,7% местных форм ячменя из Дагестана;

- высокий уровень устойчивости образца к-13232 против отдельных клонов тли обусловлен главным геном (генами) либо аддитивным действием малых генов;

- выявлено дифференциальное взаимодействие насекомого и малых генов устойчивости растений;

- показано различие краснодарской и дагестанской популяций тли по частотам вирулентности к слабоэкспрессирующимся генам устойчивости растений.

Устойчивость к шведской мухе.

Oscinella frit L. вредит на всходах и в период колошения. В первом случае повреждается стебель, во втором – колос. В Дагестане преобладает второй тип повреждения. При озимом и яровом посеве на естественном фоне изучили устойчивость 222 образцов ячменя к фитофагу. При озимом посеве в 2012-2013 гг. наиболее устойчивыми оказались образцы к-13988, к-1028, кк-13234, к-13991 (табл. 3.3.3.3).

<

–  –  –

Высеянные весной образцы оценили в период кущения – начала выхода в трубку. Наиболее устойчивыми в 2013-2014 гг. оказались образцы к-12214, к-13223, к-13502, к-23830, повреждение которых не превышало 1 балла. У образца к-14893, который высевали только 2014 г., было повреждено 4,4% стеблей (табл. 3.3.3.4).

–  –  –

Поврежденность стеблей восприимчивых образцов достигала 51%.

Устойчивость растений в фазу кущения и в период колошения не связаны (коэффициент корреляции в 2013 г. – 0,0047). Очевидно, устойчивость растений к фитофагу на разных фазах онтогенеза контролируется различными генетическими системами.

3.3.4. Устойчивость ячменя к абиотическим стрессорам Устойчивость к токсичным ионам алюминия В лаборатории оценили алюмоустойчивость 211 образцов ячменя. Длину зародышевых корней проростков, выращенных в растворе с содержанием 185 мкМ ионов алюминия (pH = 4,0), соотносили с длиной корней растений, выращенных в растворе без добавления солей алюминия (pH = 6,5). Наиболее высокие корневые индексы характерны для 9 образцов ярового ячменя (табл.

3.3.4.1). Для дагестанских ячменей характерен широкий спектр изменчивости по устойчивости, большинство (67%) образцов – среднеустойчивые формы.

Использовали дополнительный тестовый признак – индекс длины ростка и также выявили значительную изменчивость по этому признаку. Образцы ки к-21808 имеют наиболее высокие индексы корня (0,92 и 0,97 соответственно) и ростка (0,97 и 0,98).

–  –  –

Солеустойчивость С использованием рулонного метода, основанного на учете торможения роста корней в условиях солевого (NaCl) стресса, изучили 269 образцов ячменя.

Рассчитывали степень снижения среднего значения длины корешков в растворе соли по отношению к контролю. Образцы разделили на 3 группы: устойчивые (длина корешка 60% по отношению к контролю), среднеустойчивые (40чувствительные ( 40%). В результате оценки 9 образцов оказались устойчивыми по изученному признаку (табл. 3.3.4.2), 233 формы проявили себя как среднеустойчивые, 27 образцов чувствительны к стрессу.

Таблица 3.3.

4.2. Образцы ячменя, устойчивые к солевому стрессу

–  –  –

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование скороспелости и фотопериодической чувствительности дагестанских ячменей продемонстрировало их отчетливую приуроченность к произрастанию в специфических эколого-географических условиях.

Перемещение этой группы ячменей в несвойственные для нее условия северо-запада России приводит к существенной задержке развития растений.

Одной из основных причин этого является характерное для местных форм ячменя из Дагестана аллельное разнообразие генов Ppd-H1 и Ppd-H2, участвующих в контроле продолжительности периода всходы–колошение.

Подавляющее большинство образцов местного ячменя – это носители доминантного аллеля Ppd-H2, который обусловливает более раннее колошение при коротком фотопериоде.

Рисунок. Распределение генотипов, устойчивых к вредным организмам и абиотическим стрессорам, среди групп образцов, выделившихся по результатам молекулярно-генетического анализа.

96 С помощью молекулярных маркеров нами выявлена генетическая дифференциации дагестанских ячменей; показан полиморфизм по устойчивости к вредным организмам и неблагоприятным эдафическим факторам. Суммируя полученные данные (рисунок), можно отметить, что разнообразие по изученным нами молекулярным маркерам и устойчивость ячменя к неблагоприятным факторам не связаны. В то же время в ряде случаев прослеживается отчетливая связь между местом сбора ячменей и эколого-географической приуроченностью вредного организма или абиотического стрессора. Так, преимущественно в горных районах Дагестана собраны устойчивые к ринхоспориозу образцы (для развития патогена благоприятны прохладные условия), а также формы, толерантные к токсичным ионам алюминия (в горах преобладают кислые почвы).

Использование выделенных нами форм в селекции будет способствовать повышению адаптивного потенциала современных сортов ячменя не только в Дагестане, но и в других регионах Российской Федерации.

ВЫВОДЫ



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Похожие работы:

«Ульянова Онега Владимировна МЕТОДОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ВАКЦИН НА МОДЕЛИ ВАКЦИННЫХ ШТАММОВ BRUCELLA ABORTUS 19 BA, FRANCISELLA TULARENSIS 15 НИИЭГ, YERSINIA PESTIS EV НИИЭГ 03.02.03 – микробиология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант:...»

«Палаткин Илья Владимирович Подготовка студентов вуза к здоровьесберегающей деятельности 13.00.01 общая педагогика, история педагогики и образования Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Научные руководители: доктор биологических наук, профессор,...»

«БРИТАНОВ Николай Григорьевич ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕПРОФИЛИРОВАНИЯ ИЛИ ЛИКВИДАЦИИ ОБЪЕКТОВ ПО ХРАНЕНИЮ И УНИЧТОЖЕНИЮ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ 14.02.01 Гигиена Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор...»







 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.