Источники и доноры признака многорядности початка для гибридной селекции кукурузы в коллекции ВИР



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Признак числа рядов зерен на початке является одним из ключевых для улучшения продуктивности кукурузы. Эффекты генов, контролирующих этот признак мало изучены. Поиск источников и доноров этого признака актуален для гибридной селекции.

Материал и методика. Исследования проведены на 16 линиях (S3-6) с различной инбредностью и варьированием числа рядов зерен на початке от 18 до 36, экзотической расе CUZCO характеризующейся крупным зерном. Гибридизацию и учет урожая проводили в полевых условиях предгорной зоны Кабардино-Балкарской республики

Результаты. Проведено ранжированием на предполагаемые источники генов td1, ct2, fea2, fea3, fea4 по фенотипу. Выделены другие перспективные для селекции источники и доноры признака многорядности без выраженной фасциации початка. Получен экспериментальный гибрид между популяцией МР-20 и высококрахмалистой, крупнозерной расой CUZCO. Анализ структуры початка гибрида F1 показал, что признак многорядности початка от материнской формы и крупнозерности от отцовской формы в фенотипе гибрида проявляется по типу неполного доминирования с формированием числа рядов и веса 1000 зерен по промежуточному типу. Потенциал урожайности экспериментального простого гибрида составил не менее 12,2 тонн в пересчете на 1 га при уборочной влажности зерна 37% и группе спелости по ФАО не ниже 600.

Выводы. Коллекция многорядных линий кукурузы служит ценным источником генов, контролирующих важные количественные признаки и могут быть вовлечены в селекцию гибридной кукурузы для ее улучшения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ирина Владимировна Филь

«Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова»

Email: irinafil1974@icloud.com
ORCID iD: 0000-0001-5005-3926
SPIN-код: 3223-8030

ведущий научный  сотрудник  отдела генетических ресурсов крупяных культур 

Россия, 190000, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42, 44

Эдуард Балилович Хатефов

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР)

Автор, ответственный за переписку.
Email: haed1967@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-5713-2328
SPIN-код: 7929-8148
ResearcherId: T-6816-2018
https://www.vir.nw.ru

Ведущий научный сотрудник отдела генетических ресурсов крупяных культур ВИР

Россия, 197373. Россия. Санкт-Петербург. пр. Авиаконструкторов 23 к1 кв57

Полина Михайловна Богдан

Федеральный исследовательский центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки

Email: polina_bogdan84@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3052-5521
SPIN-код: 8721-8062

старший научный сотрудник лаборатории селекции и первичного семеноводства кукурузы 

Россия, 692539, Приморский край, г. Уссурийск, п. Тимирязевский, ул.Воложенина 30

Александр Андреевич Грушин

«Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова»

Email: gnuvosvniir@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2842-1512
SPIN-код: 3457-1434

старший научный сотрудник отдела генетических ресурсов крупяных культур

Россия, Россия, 190000, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42, 44

Василий Васильевич Шерстобитов

«Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова»

Email: scherstobitow@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8308-5107

старший научный сотрудник отдела генетических ресурсов крупяных культур

Россия, Россия, 190000, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 42, 44

Владислав Николаевич Бойко

Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова

Email: boyko_vlad@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7919-1302
SPIN-код: 9993-8900

канд. с.-хоз. наук, ст. научн. сотр.

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. 1. Shiferaw B., Prasanna B.M., Hellin J., Banziger M... Crops that feed the world 6. Past successes and future challenges to the role played by maize in global food security. Food Security 2011; 3: 307–327. https://doi.org/10.1007/s12571-011-0140-5.
  2. 2. Минсельхоз РФ. ФГБУ Центр агроаналитики. Дайджест ключевых публикаций в СМИ. №14. https://specagro.ru/sites/default/files/2020-09/daydzhest-zernovye_no14.pdf [дата обращения 27.05.2023]
  3. 3. Sluyter A., Dominguez G. Early maize (Zea mays L.) cultivation in Mexico: Dating sedimentary pollen records and its implications. 2006; 103(4); 1147-1151 https://doi.org/10.1073/pnas.0510473103
  4. 4. Sigmon B., Vollbrecht E.. Evidence of selection at the ramosa1 locus during maize domestication. Molecular Ecology 2010:19: 1296–1311. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2010.04562.x
  5. 5. Bommert P., Nagasawa N.S., Jackson D. Quantitative variation in maize kernel row number is controlled by the FASCIATED EAR2 locus. Nature Genetics 2013b; 45: 334–337. https://doi.org/10.1038/нг.2534
  6. 6. Il Je B, Gruel J, Lee YK, Bommert P, Arevalo ED, Eveland AL, Wu QY, Goldshmidt A, Meeley R, Bartlett M et al. Signaling from maize organ primordia via FASCIATED EAR3 regulates stem cell proliferation and yield traits. Nature Genetics 2016; 48: 785–791. https://doi.org/10.1038/нг.3567
  7. 7. Wang, J., Lin, Z., Zhang, X. Y., Liu, H., Zhou, L., Zhong, S., Wu, Q. krn, a major quantitative trait locus for kernel row number in maize. New Phytologist 2019; 223(3), 1634-1646. https://doi.org/10.1111/nph.15890
  8. 8. Brown P.J., Upadyayula N., Mahone G.S., Tian F., Bradbury P.J., Myles S., Holland J.B., Flint-Garcia S., McMullen M.D., Buckler E.S. et al. Distinct genetic architectures for male and female inflorescence traits of maize. PLoS Genetics 2011; 7: e1002383. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1002383
  9. 9. Peng B., Li Y.X., Wang Y., Liu C., Liu Z.Z., Tan W.W., Zhang Y., Wang D., Shi Y.S., Sun B.C. et al. QTL analysis for yield components and kernel-related traits in maize across multi-environments. Theoretical and Applied Genetics 2011; 122: 1305–1320. https://doi.org/10.1007/s00122-011-1532-9
  10. 10. Yang J.L., Jiang H.Y., Yeh C.T., Yu J.M., Jeddeloh J.A., Nettleton D., Schnable P.S. Extreme-phenotype genome-wide association study (XP-GWAS): a method for identifying trait-associated variants by sequencing pools of individuals selected from a diversity panel. The Plant Journal 2015; 84: 587–596. https://doi.org/10.1111/tpj.13029
  11. 11. Liu X., Huang M., Fan B., Buckler E.S., Zhang Z. Iterative usage of fixed and random effect models for powerful and efficient genome-wide association studies. PLoS Genetics 2016; 12: e1005767. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1005767
  12. 12. Bommert P., Il Je B., Goldshmidt A., Jackson D. The maize G alpha gene COMPACT PLANT2 functions in CLAVATA signalling to control shoot meristem size. Nature 2013a; 502: 555–558. https://doi.org/10.1038/nature12583
  13. 13. Wu Q., Xu F., Jackson D. All together now, a magical mystery tour of the maize shoot meristem. Current Opinion in Plant Biology 2018; 45: 26–35. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2018.04.010
  14. 14. Vollbrecht E., Springer P.S., Goh L., Buckler E.S., Martienssen R. Architecture of floral branch systems in maize and related grasses. Nature 2005; 436: 1119–1126 https://doi.org/10.1038/nature03892
  15. 15. Bortiri E., Chuck G., Vollbrecht E., Rocheford T., Martienssen R., Hake S.. ramosa2 encodes a LATERAL ORGAN BOUNDARY domain protein that determines the fate of stem cells in branch meristems of maize. Plant Cell 2006; 18: 574–585. https://doi.org/10.1105/tpc.105.039032
  16. 16. Satoh-Nagasawa N., Nagasawa N., Malcomber S., Sakai H., Jackson D. A trehalose metabolic enzyme controls inflorescence architecture in maize. Nature 2006; 441: 227–230. https://doi.org/10.1038/nature04725
  17. 17. Gallavotti A., Long J.A., Stanfield S., Yang X.A., Jackson D., Vollbrecht E., Schmidt R.J. The control of axillary meristem fate in the maize ramosa pathway. Development 2010; 137: 2849–2856. https://doi.org/10.1242/dev.051748
  18. 18. Pautler M., Eveland A.L., LaRue T., Yang F., Weeks R., Lunde C., Il Je B., Meeley R., Komatsu M., Vollbrecht E. et al.. FASCIATED EAR4 encodes a bZIP transcription factor that regulates shoot Meristem size in maize. Plant Cell 2015; 27: 104–120. https://doi.org/10.1105/tpc.114.132506
  19. 19. Chuck G., Cigan A.M., Saeteurn K., Hake S.. The heterochronic maize mutant Corngrass1 results from overexpression of a tandem microRNA. Nature Genetics 2007a; 39: 544–549. https://doi.org/10.1038/ng2001.
  20. 20. Zhang D., Sun W., Singh R., Zheng Y.Y., Cao Z., Li M.F., Lunde C., Hake S., Zhang Z.X. GRF-interacting factor1 regulates shoot architecture and meristem determinacy in maize. Plant Cell 2018; 30: 360–374. https://doi.org/10.1105/tpc.17.00791
  21. 21. Liu L., Du Y.F., Shen X.M., Li M.F., Sun W., Huang J., Liu Z.J., Tao Y.S., Zheng Y.L., Yan J.B. et al. KRN4 controls quantitative variation in maize kernel row number. PLoS Genetics 2015; 11: e1005670. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1005670
  22. 24. Широкий унифицированный классификатор СЭВ и международный классификатор СЭВ видов Zea mays L. / под ред. В.Г. Кукекова. Ленинград: [Б.и.], 1977. 70 с.
  23. 22. Шмараев Г.Е., Матвеева Г.В. Изучение и поддержание образцов коллекции кукурузы. Методические рекомендации. Ленинград: ВИР, 1985. 49 с.
  24. 23. Сотченко В.С. Селекция. Семеноводство. Технология возделывания кукурузы. РАСХН ГНУ ВНИИ кукурузы. Пятигорск. 2009
  25. 25. Statistica 10.0 https://1soft.space/statsoft-statistica/ [дата обращения 12.02.2018]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 65617 от 04.05.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах