Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетическая коллекция и ее роль в сохранении и освоении потенциала вида Triticum aestivum L.

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Генетическая коллекция и ее роль в сохранении и освоении потенциала вида Triticum aestivum L."

2 7 МАЙ 1Я97

На правах рукописи

МИТРОФАНОВА Ольга Павловна

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КОЛЛЕКЦИЯ И ЕЕ РОЛЬ В СОХРАНЕНИИ И ОСВОЕНИИ ПОТЕНЦИАЛА ВИДА Т1*1Т1С1Ш АЕ8Т1У1Ш Ь.

Специальность: 03.00.15 — генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1907

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском научно-пссле-довательеком институте растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Научный консультант: доктор биол. наук И. Н. Голубовская.

Официальные оппоненты: доктор биол. наук И. Г. Одинцова; доктор биол. наук, профессор В. Г. Смирнов; доктор биол. наук, профессор, академик Рос. с/х Академии И. А. Тихонович.

Ведущая организация: Институт общей генетики им. II. И. Вавилона.

Защита состоится 1997 г в часов на засе-

дании Специализированного совета Д 020.18.02 при Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, Большая Морская, 44. Факс: (812) 311-87-62.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского института растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биол. наук, профессор

Э. А. Гончарова

- з -

0Б1Щ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблем«.Традиционно ex situ коллекции культурных к родственных им диких видов растений рассматривают как коллекции, (Услуживающие селекционную практику (Штуббе с сотр.,1989; Дотлачил, 0тегно,1989; ВИР,1G94). Однако анализ проведенных в 1920-30-ые гг. под руководством Н.И.Вавилова исследований показывает, что еще одной важной функцией таких коллекций должно быть сохранение видов этих растений как генетически целостных систем.

В настоящее время проблема сохранения видоеого и внутривидового разнообразия растений приобрела особую актуальность в связи > с неуклонно ухудшающимися экологическими условиями среды, политической и социально-"' нестабильностью в человеческом обществе, усилением генетической эрозии. Как нам. представляется, необход?.мым условием решения этой проблемы является знание потенциалов наследственной изменчивости видов.

Главным объектом наших исследовании был вид Triticrai aestivum ■ L. (пшеница мягкая), характеризуемый огромным фенотипическим разнообразием ('1'ляк£^ергер,1935; Ьавилов ,1935,1964). В мировой литературе накоплена обширная информация о генетической природе этого разнообразия: идентифицировано не менее 526 генов, контролирующих различные признаки и свойства, выявлен полиморфизм по структуре геномной ДНК, хромосомным перестройкам,, числу и составу хромосом. Создано большое число разных типов генетических линий. В интегрированной форме они представляют собою генетическую коллекцию, в ' которой содержится идентифицированная часть потенциала вида. Генетические линии широко используются в решении фундаментальных биологических проблем и селекционной работе.

Однако из-за децентрализованной системы поддержания генетических линий, . разбросанности их по разным научно-исследовательским учреждениям мира, малой доступности информации о них возможность использования генетической коллекции отечественными специалистами ограничена. В то же время коллекция 'мировых ресурсов пшеницы, собранная в EiiPe, слабо охарактеризована в генетическом отношении. В слошдейся ситу.-щи представляется чрезвычайно актуальным формирование на базе коллекции ВИР генетической коллекции мягкой гданицд va: основы для проведения систематических исследований потенциала г.'аа и поиска оптимальной фори его контролируемого сохранения. -

Цель и задачи исследований. Настоящие исследования имели своей целью разработать генетический аспект решения проблемы сохранения ex situ потенциала вида Triticum aestivum L..

Задачи исследогаиия были следующие:

1) на основе обобщения и анализа литературы рассмотреть пути накопления наследстьенной .изменчивости вида;

2} дать представление о существующей генетической коллекции вида: принципах и этапах ее формирования, собранной в ней изменчивости, составе и функциях входящих в нее линий;

3) создать эталонную генетическую коллекцию, в которой наиболее полно бшю би представлено разнообгшие по спонтанным и индуцированным мутациям, контршпруицим морфологические и некоторые биохимические признак мягкой пшеницы, и которая была бы пригодной для широкого научного и селекционного использования. В связи с этим:

- собрать линии с известными мутациями и по возможности проверить их идентичность; - изучить генетический контроль морфологических и некоторых биохимических признаков мягкой пшеницы, выявить и охарактеризовать новые мутации, идентифицировать их; -исследовать взаимодействия мутаций, контролирующих одни и те же признаки; - изучить совместное наследование мутаций, определяющих разные признаки; - передать идентифицированные мутации в одну ге-нотииическую среду; - оценить степень сходства рекуррентного родителя и созданных почти изогенных линий;

4) определить перспективы использования эталонной генетической коллекции.

IIa за^ггу наносятся:

1) вопрос о целесообразности формирования на базе ex situ коллекции ВИР эталонной генетической коллекции мягкой пшеницы как основы для систематического изучения потенциала этого вида и поиска оптимальной Форш его контролируемого сохранения;

<!) оригинальные экспериментальные данные о характере наследования, особенностях проявления и взаимодействия новых мутаций, обусловливающих морфологические и некоторые биохимические признаки;

-3) представление о том, что линии, несущие чужеродные транслокации или замещения хромосом, можно использовать для определе-

ния локализации генов б этих хромосомах.

Научная новизна и практическая значимость работа. Впервые основательно рассмотрена существующая в мире генетическая коллекция мягкой пшеницы. Для более полного и контролируемого сохранения потенциала г того вида и его углубленного изучения предложено Формировать эталонную генетическую коллекцию мягкой пшеницы. Главное назначение этой коллекции - хранение идентифицированных генных и хромосомных мутаций и систематизация наследственной изменчивости.

Как первый шаг в реализации этого предложения сформирована оригинальная генетическая коллекция по морфологическим и некоторым биохимическим признакам. Она стандартизирована на основ.е генотипа и цитоплазм;-1 линии Мироновская 803(Vrnl), включает 41 аналог и почти изогенные линии, маркированные-33 спонтанными и индуцированными мутациями, а также серию из семи линий, несущих чужеродные транслокации или замещения хромосом.

В процессе создания эталонной генетической коллекции получены ноЕые экспериментальные дачные, расширяющие представления о потенциале наследственной изменчивости мягкой пшеницы: •

выявлены новые мутации и изучено их наследование. Среди них: - индуцированные доминантная мутация Ср и полудоминантные Rol и Rsp, влияхще на облугй габитус растения; - спонтанные мутации, обусловливающие количественный характер изменчивости длины колоса и.числа члеников ее::; - доминантные мутантные геы HsKl и HsLl, определяющие яатичие опушения на влагалищах листьев и стеб-' ле, и доминантный ген WLel' воскового налета на растении.

- показано, что мутация Ср не аллельна известным гена! С и si и с ними тесно не сцеплена. Между ними выявлен' эпистатический тип взаимодействий, при котором каэднй из них препятствует проявлению друг друга;

- предложена и .эксперт«нталъно обоснована сновая гипотеза наследования признака "истинная ветвистость колоса". По этой гипотезе образование вторичных осей и/или дополнительных колосков на уступах главной- оси колоса контролируется ген,эим Ьг и Su, взаимодействующими по типу супрессии. Показано, что в рецессивном состоянии часто да' -? при наличии одной дозы супрессор способен восстанавливать нарушения, вызванные в дифференциации колоса му-

тацией Ьг. Установлено, что мутации имеют независимое наследование с фактором спельтоидности q, который, в свою очередь, влияет на длину не толы» главной оси колоса, ко и вторичных осей;

- идентифицированы три новые рецессивные мутации хлорофилль-ной недостаточности - сп-А1шг, сп-01дн 215, локализованные, соответственно, в VA и VD хромосомах мягкой пшеницы, а также мутация tyUiri, обнаруживающая с ними независимое комбинирование и проявление;

- впервые в мировой литературе описан характер независимого наследования генов голубой окраски алейрона и красной окраски тесты Бёшюш!, гена опушения влагалищ листьев, генов безлигуль-кости и гена опушения стебля под колосом, находящегося в составе ржаной транс-локации в хромосомах 4А, 5А, 60 мягкой пшеницы или целой рканой хромосомы, ааыещащей хромосому 5В.

- для определения принадлежности анализируемых мутаций к определенным групиал сцепления использованы линии с чужеродными тракслокациями и замещениями хромосом, передача которых через гаметы отличается от нормальной. С другой стороны нарушения в расщеплениях по мутациям, локализация которых известна, позволили выявить- замещение или транслированные хромосомы в изучаемых гибридных комбинациях. В частности оказалось, что у гибридов, полученных с участили образца Tschermak's Blaukorniger (к-46708), отклонения в расщеплениях сбяззны с хромосомой 4А(4В* по решению 7-го Международного Генетического Симпозиума по пшенице, 1988).

Экспериментально подтверждена зф^ективность приема сравнения почти изогенных линий не только с рекуррентным родителем, но и сестринскими линиями для тестирования дополнительного генетического материала, привнесенного донором.

Выявлены резкие различия между видами мягкой и твердой пшеницы н между подвидами Aeg-ilops tauschii в характере и степени наследственного полиморфизма по активности фенолазного комплекса пе-рикарпа зерновки.''Сделан вывод о накоплении у твердой пшеницы рецессивных аллелей генов, определяющих образование неактивного фенолазного комплекса, и возможной связи этого процесса с отбором на качество (цвет) макарон.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены или представлены на Всесоюзных совещаниях по белковым маркерам (Ленинград, 1977, 1Q33), 111-V съездах ВОГиС (Ленинград,1977; Киши-

- с -

нев,1982; Москва,1987), XIV Международном Генетическом Конгрессе (Москва, 1978), • V Двустороннем советско-Французском симпозиуме "Биохимия и генетика белка пшеницы" (Ленинград,1934), на рабочем Совещании представителей генбанков стран СЭВ по проблеме: "Созда-' ние и выделение доноров и генетических источников селещюиннх признаков у культурных растении" (Еолгария,1988); Всесоюзном симпозиуме "Актуальные проблемы цитогенетики зерновых культур", (Таллин, 1989), I и II Ьт-есоадных Совещаниях по использованию изо-генных линий в селекционно-генетических экспериментах, (Новосибирск, 1990,1993); 1 съезде Бавиловского общества генетиков и селекционеров (Саратов,1994), заседаниях Ученого Совета ВНР, курсах повышения квалификации научных сотрудников при ВИРе.

Публикации. По материалам диссертации опубликована 20 печатных работ.

Структура и объем работа. Диссертация состоят из введения, трех глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения.

Текст изложен на 330 стр., включая 58 таблиц и 31 рисунок. Список цитируемой' литературы содержит 345 наименований, в том числе 212 на иностранных языка:;. В приложении даны 5 таблиц.

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА НССЩОВАШШ

Исследования по теме диссертации проводились автором в 1982-1996 гг. в отделах молекулярной биологии, генетики и отделе пшениц БКШ1 растениеводства им. Н.И.Вавилова.

В качестве исходного материала было использовано 28 генети- • ческих линий и сортов с уже известными мутациями, 8 новых индуцированных мутантов, полученных А.Ф.Жогиным (КНИИСХ,Краснодар) и Л.А.Писаревой (ВИР,Санкт-Петербург) путем обработр семян химическими мутагенами, и 22 образца из коллекции ВИР, ранее в генетическом отношении не изучавшихся или слабо изученных.

Основным методом изучения был гибридологически анализ. Опыты проводили на палях Пушкинских лабораторий ВИР. Для ускорения анализа и получения минимум двух гибридных поколений в год использовали также теплицу. Методика скрещиваний была общепринятой (Методические указания, 1973).

Анализировал;! Р^з и последующие поколения гибридов от простых и насыщающих скрещиваний. Для каждого цикла насыщающих скрещиваний проводили отбор или гетерозиготных, или гомозиготных по

мутациям растений. Обязательным считали проведение индивидуального анализа гибридных р,астений по потомству.

При проверке мутаций на аллелизм использовали рекомбинацшн-ный и функциональный тести (Инге-Вечтомов, 1989). Обозначение новых мутаций дано согласно общепринятым рекомендациям ' (Melri-tosh, 1988). Названия линий приведены в соответствии с новыми тре-6otaHHi;wi( для создания коыпгютерних б,аз данных по генетической коллекции пшеницы (Raupp et al.,1995).

Все количественные измерения структурных признаков у гибридов разных поколений скрещиваний делали на стадиях цветение-созревание предпочтительно в один сезон. Статистическую обработку результатов измерений выполняли по общеизвестным алгоритмам (Зайцев, 1984) -с использованием пакета прикладных программ Statgrap-hics на персональном компьютере типа IBM.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Эталонная генетическая коллекция мягкой пшеницы по морфологический и некоторым биохимическим признакам

Формирование эталонной генетической коллекции по морфологическим и некоторым биохимическим признакам мы воли по трем направлениям: путем привлечения образцов с известными мутациями из других научно-исследовательских учреждений; посредством обобщения и анализа литературы и поиска образцов с идентифицированными мутациями в коллекции ВИР и, наконец, на основе результатов генетического изучения признаков и создания линий, несущих новые мутации. Последнее направление в исследованиях было главным.

Опираясь на опыт формирования ex situ коллекций возделываемых растений (Вавилов,19£6,1931,1935), мы стремились к тому, чтобы генетическая коллекция была специально приспособлена для решения более широкого круга научных и селекционных вопросов.

Чтобы иметь более широкие возможности для сравнения эффектов мутаций, изучения их взаимодействия, установления связей между функционально активными мутациями и молекулярными (ДНК) маркерами, определения значимости мутаций для адаптации вида, мы стандартизировали генотипическую среду и цитоплазму, в которых находятся мутации. Одной из конечных целей создания генетической коллекции также было ее непосредственное использование в селекционной практике, поэтому при выборе генотипа, в который передавали

изученные мутации, мы руководствовались теми же требованиями, какие предъявляют для рекуррентного родителя в селекции (Бриггс, Ноулэ, 1972), а именно: хорошая приспособленность формы к конкретным условиям внешней среды и хорошее знание ее селекционерами.

Этим требованиям вполне соответствовал генотип почти нзоген-ной линии Мгроновская 808 (Vrnl), полученной путем восьмикратных повторных скрещиваний гибрида Мироновская 808 х Triple' Dirk D с исходным озимым сортом Мироновская 808 (Авсенин, Стельмах, 1990).

Характеристика мутаций, вкличешш в генетическую коллекции

В данном разделе работы рассмотрены результаты собственных > исследований автора по изучению характера наследования монологических и некоторых биохимических признаков, выявлению и изучению мутаций, их идентификации и локализации.

Мутации, контролирующие структурные признаю! растения

У гексаплоидных пшениц описано не менее 25 генов, участвующих в контроле процессов, приводящих к Формированию различных вегета-• тивных и генеративных структур растения (Филипченко,1934; Mcintosh, 1988). Однако, многие формы, У которых были идентифицированы мутантны'" гены, утеряны. Поэтому в полном объеме включить их в создаваемую коллекцию мы не имели возможности. В нее били привлечены образцы, содержащие восемь широко известных мутаций q, С, si, Bl, ВЯ , Hd, lgllgi!. В результате проведения гибридологического анализа выявлены и охарактеризованы следующие новые мутации. ■

Мутация Ср (Compact plant). Источником этой мутации, изменяю-' щей общий габитус растения, была линия озимой мягкой пшеницы ккЛют61Ш57. Анализировали BCJ1-3F1,BtVi-^Fa и BC1F3 гибридные поколения.

Гибриды Fi MS08(Vml) х ккЛют61Ш57 были похожи на мутант, но более высокорослые. В BC1-3F1, Fj> и BO1-2FV. были обнаружены растения двух типов: карлики с компактным колосом -П'К) и длиннос-тебельные с нормальным колосом (ДН). Соотношения^ их суммарных численностей соответствовали 1:1 (44КК:42ДН, х"=0,05) и 3:1 (282КК: 78ДН, А'г=Й, 13).

Чтобы подтвердить моногибридн!'й тип расщепления и увеличить выборку растений для поиска возможных рекомбинантов, был проведен индивидуальный анализ всех растений BCiFg по потомству. Среди 127 семей BC1F3, полученных от растений "КК", 32 семьи оказались без

расщепления, 95 - расщеплялись. Соотношение семей без расщепления к расщепляющимся (1:2; Х~=3,78), а также расщепления^ внутри семей и суммарное по всем семьям 1528КК:504ДН (3:1, Х'^0,04) подтвердили простой Менделевский тип наследования мутации. В BC1F3 не обнаружено ни одного растения с рекомбинантным сочетанием признаков. 38 семей,- происходящих от ЛИ растений, не дали расщеплений.

Как видно на рис.1, мутация Ср обладает широким плейотропным аффектом: ее действие распространяется на междоузлия стебля, колоса, влагалищ,! листьев. У гомозиготных по мутации растений, также часто наблюдали образование между колосковой и цветовой чешу-ями дополнительной чешуи иногда вместе с одной-тремя стерильными TLMIlHKöM'i и пестиком.

Гетерозиготы по мутации Ср (р'ис.1) по средним значениям длины колоса, стебля и верхнего мездоуэлия уклонялись в сторону гомозиготных по мутации растений. Различия в значениях признаков между ними свидетельствовали о неполном доминировании мутации. По признака),( число члеников сои колола, длина влагалища флагового листа, длина и шщлша пластинки флагового листа гетерозиготные растения превосходили растения обеих родительских форм.

С целью установления принадлежности пар мутаций Ср и С, Ср и sl к однш группа» сцепления и анализа взаимодействия между ними были изучены гибриды Fi и Fü от скрещивания линии JI-7035-2-2 (генотип СрСрсс) с CS-P 0S2Ü (срсрСС) и линии Л-703б-5,6 (CpCpSlSl) с CS-TSPH DS3D (cpcpslsl).

Гибриды F-i от обоих скрещиваний фенотипически были "КК". В Fg наблюдали расщепления 12:3:1. В первой комбинации скрещивания 92 растения были мутантного тина "КК", 16 не отличались от другого родителя и имели длинный стебель с компактным колосом (ДК), и 7 растений были с новым сочетанием признаков - типа "ДН"(Х2=1,82). Во второй комбинации скрещивания 277 растений' били "КК", 70 растений типа "НД" и 20 р,астений с комплексом признаков "сферокок-кум" (ГС-) (/-=0,41).

Появление р^астений типа "ДН" и наблюдаемое соотношение 12:3:1 свидетельствовали о независимом наследовании мутаций. Видоизменение дигибридной формулы указывало на то, что в присутствии Ср расщепления по С или sl не выявлялись.'

В F3 для классов растений "КК", "КД", "НД" были подтверждены ожидаемые'(1:2) соотношения семей без расщепления и с расщеплени-

"Tt

5(2 j_|—

s »

4

î

i

4

ï

ï в « +

X о '

X о и

17 Lj-15 • '

L

Г~

»1 г-----

9 -!----

7 -j 5 j-

i4-

i:

г

i:

'X 2 23

q

S 13

а б г д s

---------- _ ----•-

г4 г

5

a

г

Я

9

Ж

Рис.1. Влияние мутаций на лрояол-гнне морфологически признаков мягкой

,пшениич. (Пушкин, поле, 1991-1S93 гг.) a-M8C8(Vm1), п=4Э; б,г,е - линии или семь/., гсмозиготьые, соответственно, по мутациям Ср (n=33). Roi (n=17), Rsp (гг-28); в, д, ж -гетерозиготные растения, соответственно, Срср (п=21), Rolrol (n=40), Rsprsp (п=11). Минимум, максимум : — - признака, q - среднего.

- 1 О -

ем, а также для двух последних классов суммарные моног'ибридные (3:1) расщепления - 7бКД:21ЦД (Х2=0,58) и 1701!Д:42СФ (Х~=3,04). Поскольку из-за маленького размера колоса растении "КК" многие расщепляющиеся семьи были представлены небольшим числом потомков и не всегда удавалось внутри семей отличить моногетерозйготные расщепления от дигетерозиготных, для семей этого класса были рассчитаны суммарные ожидаемые расщепления. Они были следующими. Для гибрида Л-7035-2-2 к СЗ-Р ШО - 1/4 (3/4КК+1/4КД) + 1/2 (12/16КК+3/16КД+1/16НД) + 1/4(3/4КК+1/4НД)=24/32Ш5/32КД+3/32НД. Для гибрида Л-7036-5,6 х СЗ-ТБ'РН Сб'ЗО - 24КК:5ЦД:3(Ж Суммарные фактические расщепления были разными. У первого_ гибрида (2£8КК:37№ШШ) они не отличались от рассчитанного (А'М^О?), а у второго, - 444!(К: '139НД: 420Ф из-за избытка нормальных растений и недостатка растений "01>" ему не соответствовали (24:5:3, Хг=23,51). Причины отклонений в расщеплении специально мы не изучали.

Для оцешги взаимовлияния мутаций друг на друга в Р2 из разных фенотипических классов были взяты отдельные растения, у них по потомству в РЗ определены генотипы по анализируемым генам, растения с одинаковыми генотипами объдинены в группы и -проведено сравнение групп растений по признакам колоса.

Показано, что мутация Ср достоверно сильнее (на -0,9см и -2,2см) укорачивает колос, чем мутации С и з1, соответственно. У дигетерозигот СрсрСс и Срср51з1 совокупный эффект мутаций (-6,2см и -6,0см) превосходит по величине эффекты каждого из них, но меньше ожидаемого от простого их суммирования (-9,3см и -10,4см). Наиболее сильное влияние мутации Ср обнаруживается при наличии в генотипе аллелей сс и 5151. Действие мутации ослабевает, если в генотипе в гомо- или гетерозиготном состоянии находятся мутантные аллели этих генов. Аналогичным образом изменяется проявление мутаций С и з1 в комбинации с нормальным и мутационно измененным фактором Ср. При этом для гена С выявляется его более слабое действие как на фоне срср, так и на фоне Срср. Величина эффекта гена 51 имеет дозовую зависимость не только при под,явлении роста колоса, но и при подавлении мутации Ср.

" " Перечисленными выше особенностями характеризуется совместный вклад мутаций Ср и С в среднее значение признака "ширина боковой стороны колоса". Каких-либо закономерностей в изменении числа чле-

ников оси колоса не наблюдай.

Тасим образом, новая морфологическая мутация Ср является независимой мутацией. Она не аллельна ни С, ни si и не обнаруживает с ними'тесно! о сцепления. Как более сильная она способна маскиро-' вать и подавлять их проявление. В свою очередь мутации с и'si препятствую"1' ее действию.

Нутация Rol (Rolled leaves). Отличительными особенностями растений мутантной линии озимой мягкой пшеницы НЭДЛ является корот-костебельность, образование "искривленного" колоса с дополнительными обычно стерильными колосками в положении "ниже основного колоска", наличие длинных свернутых в трубочку листьев.

Гибриды Fi M308(Vrnl) х HSJÜI имели "промежуточный" фенотип: на междоузлиях колоса развивались отдельные двойные колоски, пластинки листьев, включая флаговый, примерно на 1/3 длины от основания вдоль продольно.! оси били сложены пополам. В сравнении с M808(Vrnl) стебель, верхнее междоузлие, листья были более короткими (рис. 1). Неполное проявление мутации в гетерозтоге позволило классифицировать растения на мутантные (М) и нормальные (Н), похожие на родительские формы, и промежуточные (П.), не отличающиеся от гибридов Fi.

В BC1-7F1, а также в F?. и BC^Fg были получены расщепления, соответственно, 1:1 (Н71Ы59Н, А'^0,47) и 1:2:1 (5г_"М:94П:63Н, Х2=3,26). Моногибридные расщепления в BC5F2 были подтверждены индивидуальным анализом растений по потомству.

В этой же комбинации скрещивания наряду с мутацией Rol был • также выявлен рецессивный ген короткостебельности и показано, что этот ген не влияет на длину колоса и число члеников оси. Создана линия, гомозиготная по гену корот-ихтебельности.-у Растеши этой линии имеют среднюю длину стебля 71+1см. Линия включена в генетическую коллекцию.

Нутация Rsp (Reduced spike and plant). Источником мутации, обусловливающей образование короткостебельных сильно кустящихся растений с тонкими стеблями, узкими короткими листьями и маленькими рыхлыми или среднеплотными колосьями,'была линия озимой мягкой пшеницы "улучшенный карлик Исток".

В BC2.4-5F1 были обнаружены длинностебельные растения с нормальным колосом (Л"> и растения промежуточного (П) типа. Соотношение их суммарных численностей (74ДН:56П) не отличалось от 1:1

(Х2=2,49). Расщепления в ВСуГг происходили по моногибридной схеме 1:2:1. Было получено 20 растений мутантного (М) типа, 44 "II" и 21"ДН" 13). В каждой группе растения били проанализированы по потомству.

Все 16 семей ВО^з , полученных от "ДН" растений, содержали только нормальные растения. Внутри 32 семей, происходящих от растений "П" типа и предположительно являющихся гетерозиготами по мутации Рзр, были обнаружены однородные расщепления. Суммарное отношение составляло 13Ш:477(ЩН), но оно отличалось от моногибридного (1:3, Х2=3,86). К отклонению, вероятно, приводил статистически не значимый для отдельных семей, но давший о себе внать при суммировании иногих семей систематический недостаток мутантных растений. Из 14 семей,' родоначальниками которых били растения "М" типа, 11 также содержали только мутантные р.астения. В трех семьях неожиданно были обнаружены растения "П" типа в соотношениях 12К1:1П, 1Ш:2П, 14М:ЗП. Появление расщепляющихся семей прежде всего навело нас на мысль о возможной неправильной классификации родоначальных растений на предположительно гомо- и гетерозиготные благодаря чему какая-то часть гетерозиготных растений попала в класс гомозиготных.

Более детальный количественный анализ растений "П" типа показал, что они различаются по степени выраженности мутантных признаков и действительно некоторые из них почти не отличаются от гомозигот по мутации. Чтобы выяснить, связано ли это варьирование с какими-либо особенностями наследования мутации, из разных семей ВСоРз было отобрано 36 растений, отражающих весь спектр наблюдаемой изменчивости по мутантным признакам, и проведен индивидуальный анализ растений по потомству (таблица). Во всех семьях были ■'выявлены одинаковые расщепления !:2:1.

Чтобы проверить, как воспроизводятся в потомстве различия по степени выраженности мутантных признаков, растения из двух семей, (в таблице они помечены **), были измерены. Сравнение количественных характеристик признаков показало, что фенотипические различия родоначальных растений не сопряжены с какими-либо изменениями в характере проявления признаков у потомства. " Несмотря на то, что факт выщепления гетерозиготных форм в потомстве гомозигот по мутации, получил возможное объяснение, мы провели специальную проверку 10 растений из семьи N15, которая не

Таблица. Анализ по потомству ВС^з растении промежуточного типа, различающихся по степени выраженности мутантных признаков

Родоначалиное растение: • Расщепление в BC2F4: i

длина число члени- длина количество растений с признаками

колоса, ков стержня главного

см колоса стебля,см М 'пр Н

4,2 8 61 8 19 я

4,6 7 64 5 15 б

4,6 8 65 6 10 7

5,0 8 64 7 12 7

5,0 • 9 - 63 6 18 10**

5,2 8 62 7 13 8

5,2 9 , гус» 9 18 10

5,7 9 66 О 23 7*

5,8 10 79 6 15 13

6,0 10 82 и ею 8

6,1 9 73 4 23 3*

6,2 И 65 9 14 11

6,3 11 74 9 19 8

6,4 10 67 3 17 4

6,5 9 78 11 13 7

6,5 11 70 10 23 8

6,5 И 80 7 19 9

6,6 10 70 íe- 24 3

6,7 10 69 io 9 12

6,9 И 79 9 16 7

7,0 11 72 8 20 10

7,0 11 74 18 • 15 4*

7,3 12 73 12 14 п 1

7,4 ' 10 75 9 20'у 4**

7,4 11 63 . 6 18 3

7,5 13 65 7 20 И-

8,2 13 I 87 2 9 о 21*

Всего 27 семей 185 £188 176

* - расщепления достоверно отлетаются от теоретически ожидае-

мого 1:2:1 и не учитываются''при суммировании; М, ПР, Н - растения мутантного, промежуточного и нормального типов, соответственно.

показывала расщепления в ВС^з и была представлена только мутант-ными растениями, по потомству. Чтобы избежать переопыления, провели изоляцию колосьев. В потомстве пяти растений были обнаружены "П" Формы с частотой 2,3-3,51 Три из них были проанализированы вновь по потомству. Все они оказались гетерозиготами и дали моногибридные расщепления 1:2:1 .

Таким образом, наш было показано, что мутация Rsp имеет простое наследование. В потомстве гомозигот по мутации могут появляться гетерозиготные растения. Их появление приводит, по-видимому, к отклонениям в расщеплениях.

Мутация Rsp оказывает н« только сильное влияние на морфологию растения мягкой пшеницы, но обладает широким плейотропным действием (рис.Г). Варьирование по экспрессивности мутации может вызывать количественный характер изменчивости признаков.

Мутацкя rib (reduced leaf blade). Источником мутации rib, вызывающей сильную редукции листовых пластинок, особенно флагового и предфлагоъого листьев, уменьшение числа побегов и укорочение длины колоса, а тэге замедленное развитие растений на начальных стадиях онтогенеза, послужила лиши озимой мягкой пшеницы рл Полу карликовая 49. В нзлтх опытах были подтверждены имеющиеся в литературе данные (Жогин и др.,1985; Логин,1995) о простом (3:1) рецессивном типе ее наследования. Показано, что при суммировании однотипных расщеплений по большому числу семей в разных поколениях, как правило, наблюдаются отклонения от моногибридной схемы из-за недостатка ыутанткых растений. Причини отклонений в расщеплениях нами не выяснялись, можно лишь утверждать, что они не связаны с гибелью растений в фазе проростков или в последующих фазах онтогенеза. •

Спонтанные мутации, обусловливающие количественной тип изменчивости призиаков колоса. С целью поиска новых спонтанных мутаций, влияющих на структурные признаки растения, нами были изучены гибриды F1-F4 и BCjFi от скрещивания Ш08(Угп1) с образцом яровой мягкой пшеницы Каляк Бартакгский, привезенным профессором Р.А.Удачшшм с Памира и переданным нам для анализа.

Трехлетнее (1992-1994гг) полевое изучение показало, что в сравнении с M803(Vml) Каляк Бартангский - короткостебельная форма с более короткими (примерно на 4см) и с меньшим числом члеников оси (12-13) колосьями.

Реципрокные гибриды Р]. по пределам варьирования и величине средней обоих признаков были близки к промежуточным формам, незначительно уклоняясь в сторону М:Ю8(Угп1) (рис Л'). Индексы доминантности составили для длины колоса +0,123, для числа члеников ' оси +0,133. Кривые распределения гибридов ВС^ еще больше смещались в сторону рекуррентного родителя.

В Рг было изучено 497 растений. Средние значения длины колоса (7,0+0,1см) к числа члеников оси (14,5+0,1) для всей гибридной популяции были более низкими, чем у гибридов Рх (соответственно, 8,6+0,1см и 15,4+0,2). Диапазон же изменчивости признаков становился более широким (рис.2). По длине колоса кривая не выходила J за границы варьирования длинноколосого родителя, но было получено шесть растений ба^ее короткоколосых, чем Каляк Еартангский. По числу члеников оси наблюдали захождение кривой в обе стороны.

На основе полученного непрерывного расщепления в было сделано предположение о различии родительских форм по нескольким генам, обусловливающим количественный хар,актер изменчивости признаков колоса. Для проверки этого предположения 142 р,астения одной из семей Р* индивидуально были изучены в Рз. В диссертации приведены суммарное распределение семей в Рз и данные статистической обработки расщеплений в каждой семье.

В семьях Рз пределы варьирования средней длины колоса (5,5-9,9см) и среднего числа члеников оси (13,1-18,4) били более узкими, чем в Ря или у родительских форм. В целом кривые распределения семей по обоим признак.™ были больше сдвинуты в сторону ■ длинноколосого родителя, при этом семьи Рз, полученные от растений Ра, занимающих разное положение в вариационном ряду, дали перекрывающиеся распределения. Не было обнаружено ни одной семьи, у которой значения средних обоих признаков выходили бы за границы средних родительских форм. Зто дало основание считать, что Каляк Бартангский содержит основные мутантные аллели генов, по которым происходит расщепление.

Определение числа генов по формуле А.О'.Серебровского (Рокиц-кий,1974) показало, что родительские формы различаются минимум по двум генам. Если в качестве критерия гомозиготности семей Рз принимали их сходство по основным статистическим параметрам признаков с родительскхм формами (Мережко, 1994), то по признаку "длина ■ колоса" 20 семей, а по признаку "число члеников оси" две семьи

Рис.2. Наследование длины колоса (а) и числа члеников оси колоса (б) в и Р2 гибридов от скрещивания М808(\/гп1) и Каляка Бартангского. Р,-М&08(Угп1), п=30; Р2 - Каляк Бартангский, п=30; Р,: п=31;

?г- п=497. (Пушкин, поле, 1993 г.)

можно было отнести к типу "предположительно гомозиготных". В первом случав отношение этих семей ко всем расщешшющимся семьям (20:122)^не отличалось от ожидаемого при тригибридном расщеплении (8:56, А''-=0,Г:о), а во втором (2: 140) - при пентагпбридном расщеплении (32:992, Л2-1,17).

С помощью критерия Сгаюдента мы оценили достоверность р,:_зли-чий средних длин колосьев предположительно гомозиготных семей. По мере возрастания значений средних семьи были разделены на группы. Внутри кагдой группы находилось от двух до четырех достоверно не различающихся семей. Границей между группами служило отличие хотя бы одной семьи от всех семей последующей группы. Било выделено семь групп. Усредненные значения признака для групп были равны 5,7; 6,2; 6,8; 7,2; 7,8; 8,8 и 9,6 см. Если предположить, что равномерный характер изменений признака отражает переход в гомозиготное состояние рааичных мутантных аллелей генов, участвующих в расщеплении, то не исключено взаимодействие этих генов по типу кумулятивной полимерии.

Хотя между длиной колоса и числом члеников оси в р£ обнаруживается связь средней силы (г=0,598), разные гены, на наш взгляд, определяют различия родительских форм по этим признакам. В пользу этого свидетельствовало появление семей с коротким колосом и увеличенным в сравнении с Каляксм Бартангским числом члеников оси и длинным колосом и с уменьшенным в сравнении с М308(Ут1) числом члеников оси. Кроме того, корреляционный анализ показал, гго в Рз изменчивость семей по длине колоса слабо согласована с изменением • числа члеников оси в р£ (г=0,134) . В то время как взаимообусловленность изменений по каждому из них была значительно выше (г=0,497 и г=0,456).

Анализ отдельных растений р£ и Рз, выходящих по анализируемым признака),! за пределы варьирования Каляка Бартангского, не подтвердил их трансгрессивной генетической природы. Предположительно го4-мовиготные семьи представляют интерес для дальнейшего изучения и включения в генетическую коллекцию.

Гени.Ьг (Ьгсг.сЬ) и ал (зиргеазог). В литературе имеются противоречивые данные о числе и характере действия генов, контролирую!®« истинную ветвистость '-колоса. (Вавилов.,1935; Копе, 1973; Реппе11,На11огапД&оЗ; 0епс1с,1988; Ни.зп^Деп, 19(38;. Черный;Черная, 1992; МагИпек, 1994).

В качестве источников мутаций, определяющих истинную ветвистость колоса, наш были взяты образец T.vavilovii corivar. spelto-rsmosum, И-068377 и индуцированный мутант рзамифера 1 (pal).

Fi гибриды от скрещивания M3G8(Vn'il) с ветвистоколосыми образцами, а также' .гетерозиготы от повторных скрещиваний ветвисто-kojiocux растений, отобранных в F¿ или BC-i-eFa, с MSOS(Vrrtl), имели нбьетвистые колосья.

В F2 по суммарным данным в комбинации скрещивания M303(Vrnl) х H-0ó8£fi7 было выявлено 145 растений с неветвистыми колосьями (ИВ) и У/ - с ветвистыми (В). У гибрида U308(Vml) х pal - 137НВ и 32В. Расщепления статистически удовлетворяли моногибридным.

Однако при индивидуальной проверке F¿ растений по потомству выяснилось, что расщеплеши не могут бить признаны ыоногибридни-ми, поскольку большая часть "В" растений, которая по схеме моно-глбридного наследования должна быть гомозиготной на самой деле, образовывала с«иьи с расщеплением. Результаты учета нерасще'пляю-щнхся и расщештящнхся семей, полученных от "НВ" и "В" растений F2, позволили сделать вывод о дигенной (13:3) схеме наследования признака. По stoú схеме ветвистость колоса определяют рецессивные аллели гена Ьг, действие которых проявляется тсшко в присутствии . доминантного гена-супрессора Su. В F3 2/3 семей' от "В" растений должны иметь генотип brbrSusu и давать расщепления в соотношении ЗВ : 1НВ, а 1/3 семей содержать только растения "В" типа. В потомстве от "НВ" растений семьи без расщепления и с расщеплением должна встречаться ь пропорции 7:6, при этом у 1/3 семей с расщеплением наблюдаться' отношения ЗНВ.-1В, а у 2/3 семей - 13НВ:38.

' Анализ наследования признака в F3 показал, что между расщепляющимися и нера:.ще1швд1мисн семьями действительно получаются • отношения, удовлетворяющие ожидаемым (Л'2=0,30; и Хк=0,004). А вот расщепления внутри семей вели себя по-разному.

У гибрида MSOS(YiTil) х pal они происходили в соответствии со схемой, В большинстве семей от "В" растений были получены однотипные моногнбридные расщепления - 242В:94НВ (3:1, Х"=1,59). Поскольку в семьях от "НВ" растений не всегда можно было отличить расщепления 3:1 от 13:3 мы посчитали суммарное расщепление. Оно - било следующим:- 2/3 (13/16НВ + 3/16В) + 1/3 (3/4НВ + 1/4В) = 38/-1SHB + 10/48В. Проверка соответствия суммарных расщеплений ожидаемому попала, что в 22 семьях F3 гибрида MS08(Yrnl) х pal

это имело место (764НВ:£07В, Xй=0,14).

В Fj гибрида M808(Vrnl) х И-068377 были получены расщепления, отличающиеся от ожидаемого: как в потомстве от "В", так и "НВ" растений наблюдай большой избыток растений "НВ" типа. В первом ' случае было выявлено 102H3:1238 (1:3, *"=49,61), ю-втором-688НВ: 143В '?3:10, Г-=0,21).

Было сделано предположение, что часть р.астений F3, наиболее вероятно с генотипом brbrSusu, фенотипически проявляется как "НВ", хотя по генотипу доданы бы иметь ветвистый колос. Для подтверждения предположения "НВ" р,астения из расщепляющихся семей F3, ведущих свое происхождение от "В" растений Fa, были проверены'по потомству в F4. Из 41 семи 8 оказались без расщепления и были представлены растениями "НВ" типа, т.е. действительно имели генотип brbrsusu. В 17 семьях расщепления статистически не отличались от моногибридных (241В:¿9НВ, 3:1, Хг=0,68). В 3 семьях "НВ" и "В" растения присутствовали в равной пропорции (25В:24НВ, 1:1, Х2=0,02). В 13 семьях наблюдали ту же картину, что и в F3: дефи-• цит "В" растений (43B:2G2HB) в сравнении с ожидаемым ЗВ:1НВ.

При изучении в F4 потомства, от 32 "В" растений, взятых из тех же самьг F3 семей с расщеплением, из которых брали "НВ" формы, было получено следующее. 13 дали семьи без расщепления и содержали только "В" растения. 19 семей оказались с расщеплением, из них в 15 сетях было обнаружено 214В : SOHg (3:1, Х2=0,77), а 4 семьи имели больше, чем ожидали, ветвистоколосых р.астений (91В: 5НВ).

С учетом полученных данных в F4 было заново, определено рас- ■ щепление в 10 семьях F3. Вместо ранее наблюдаемых 46В.-48НВ оно стало 72В:15НВ, что удовлетворяет ожидаемому 3:1 (Хг=2,79).

Таким образом, у гибрида M808(Vrnl) х ri-0>~3377 недостаток внутри семей F3 растений "В" типа, по меньшей мере, связан с непроявлением этого признака у моногетерозиготных растений. .

Чтобы подтвердить этот вывод, мы скрестили между собой растения F4, имеющие генотипы brbrsusu и brbrSuSu. Гетерозиготные растения во всех 14 семьях от независимых агрещиваний были двух типов - "В." и "KB". ■ Отношение численностей растений было близким к 1:1 - 87В:114НВ.

Образец 11-068377 является носителем не только мутантных генов ветвистоколссости, но и гена q. йз литературы известно (Singh et al.,1957) об участии этого фактора в образовании ложной ветвис-

тости колоса, однако каких-либо сведений о влиянии его на проявление истинной ветвистости нам не удалось обнаружить. Поэтому представляло интерес изучить совместное наследование мутаций.

При свободной.комбинировании в Fí> ожидали расщепление по фенотипу [3 спельтоидные (СП) : 1 нес-пельтоидные (НШ)] х (13НВ :38) = 39 СП,НВ : 13 НСП,НВ : 12(СПИЮП),В. Фактическое расщепление было 121 СП,НВ : 24 НСП,НВ : 3/ (СП+НСП),В (Х2=5,71). Из него следует, что иыду генами q и brSu, присутствующими в генотипе образца 11-063377, нет тесного сцепления.

В Fg ми отобрали линию целиком состоящую из р,чтений с ветвистыми неспельтоидными колосьями. В сравнении с И-063377 она имела более короткие главные и вторичные оси колоса, большее число тройных колосков, при этом число члеников главной оси и число вторичных осей осталось прежним.

При проверке аллельности комплексов генов ветвистоколосости было установлено, что в Fi гибриды И-068377 х pal были ветвисто-колосыми. В Fíí появлялись р,астения с разной степенью ветвления колоса, которые мохно было сгруппировать следящим образом: 827В, 270 - со сверхветвистым в сравнении с родительскими формами, ЗЗЭНВ (25,1Z от общего числа растений F¿>) и 92 растения целиком со стерильными колосьями. На основании этого расщепления, а именно появления не только обычных "В" форы, но и в большом количестве растений типа "НВ", а также новых типов растений с усиленными ыутантными признаками, ш пришли к заключению, что 11-068377 и pal не идентичны по комплексам генов, контролирующих ветвистость колоса.

Гены, коп'хрокфуй^а оаушше разлита частей растения. У

пшеницы известно не менее пяти генов, контролирующих опушение. Это Н£,Н1,Нп,Нз и На2(.Нр) (Mcintosh, 1988). В щюводимых нами опытах опушение рассматривали как качественный признак. Различия, выявляли по наличию-отсутствию и по степени опушения.

Источниками доминантных аллелей гена Hg (Hairy glume), обусловливающего опушение колосковач и цветковых чешуи, были известные линии S 615(Hg) и C3-TS ÜS1A. В BCi-eFi гибридов от скрещивания их с M303(Vrnl), характеризующейся очень слабым развитием опушения почти на всем растении, наблюдали расщепления 1:1.

Исходным материалом для выявления генов 111 (Hairy leaf), детерминирующих образование опушения на листовых пластинках, послу-

жили сорта Sari Giorgio (к-35289), Да-лю-юэ-хуан (к-44052) и почти изогенная линия АНК 7 (к-56966), У гибридов Fi от скрещивания их с M808(Vrnl) пластинки листьев бшш опушенными. Опушение определяли в фазу колошения. В F¿; по наличию-отсутствию опушения были получены тригибридные расщепления 63:1 при условии, что к классу растений с опушенными листьями относили растения с любой степенью опушения от слабого до сильного. Плеиотропные эффекты Hi генов распространялись также на влагалища штат листьев.

Были предприняты попытки разделить гены Hi и передавать каждый из них в генотип MSOS(Vrnl) в отдельности. Однако эти попытки оказались безрезультатными из-за неустойчивого характера расщеплений в беккросеах. Поэтому доминантные аллели генов HI передавали как некий комплекс, определяющий у отбираемых в беккроссах гетерозиготных [¡.астений образование хорошо различимого опушения листовых пластинок.

На сегодняшний день единственный доминантный ген Hs (Hairy leaf sheath), определяющий опушение влагалищ листьев, идентифицирован у Т. dicoccoides (Lange, Jocheasen,1987), В результате проведенного наш изучения характера наследования этого признака у гибридов F1-F3 от скрещивания MSQ8(Vml) с сортом Киляк (к-31332) и полученной в наших же опытах линией J1-7163-12 были обнаружены гены опушения влагалищ листьев мягкой пшеницы. Проверку на алле-лизм доминантных Нз генов, присутствующих у названных форм, не проводили, поэтому они обозначены как HsKl и HsLl. Ген HsLl контролирует не только опушение влагалищ листьев, но и стебля, которое особенно четко выявляется вблизи узлов.

Благодаря тому,f что в Fa гибрида Ш08(Угп1) х Киляк наряду с расщеплением 3:1 (Х2=0,9Я) по наличию-отсутствию опушения на влагалищах листьев происходили расщепления 15:1 (Х'^0,02) по наличию- отсутствию лигулы, мы смогли проанализировать совместное наследование признаков и установить' их независимое комбинирование (45:15:3:1, Х2=2,77).

Ген На2 (Hairy peduncle) контролирует опушение стебля под колосом. Он был передан в 4А, 5А, БВ, 5D и 6D хромосомы иягкой пшеницы в составе различных транслокаций Í3R хромосомы ржи (Shepherd, Islam, 1988). Показано, что в этих транслокациях.вместе с На2 геном находится ген Ое .(Copper efficiency), поддерживающий реет р,астений при дефиците меди в почве (Schlegel et al., 1986). В ряде

стран (Zeller, Hsarn, 1983; Mujeeb-Kazi et al.,1993) осущеетвляет-ся передата транслокаций 5R хромосом ржи в местные сорта мягкой пшеницы, чтобы повысить их выносливость к этому стрессу. Ген На? как маркер облегчает проведение отборов по Се гену. Поэтому представляло интерес включить в создаваемую генетическую коллекцию мягкой пшеницы образцы, несущие различные транслокации 5R хромосомы ржи, не только как источники гена На'', но и как исходный материал для повышения выносливости к дефициту меди.

В гибридологический анализ были включены линии S-615(Hp), CS-R T4A0C.4AP-5RL, CS-K T5A/5R, OS-1 T5B/5R, CS-1 T60/5R и CS-I MS5R('5B). Характер наследственной передачи чужеродного гена На" изучали в F1.-F3 и в беккроссных поколениях гибридов, полученных от скрещивания M808(Vrril) с названными выше линиями.

Анализ гетерозиготных растений в сравнении с' родительскими формами показал, что интенсивность и площадь распространения опушения на стебле под колосом зависит от дозы гена. В F2 наряду с расщеплением 3:1 были получены разного типа отклонения.' И нормальные расщепления, и отклонения были подтверждены индивидуальным анализом растений F« в F3.

Из литературы известно, что отклонения в расщеплениях обусловлены нарушениями в мейозе, вызванными присутствием чуж>. ¿одного генетического материала в генотипе мягкой пшеницы (Driscoll, Sears, 1965; Orellaria, 1985; King et al.,1994; Miller et al.,1994). Для выяснения причин отклонений были проведены реципрокные анализирующие скрещивания гетерозигот, содержащих 5В и 5R хромосомы, и гетерозигот по транслокациям с M808(Vml). Было установлено, что при использовании гибридов в качестве материнской формы в потомстве в равной пропорции встречаются растения с опушением и без опушения стебля под колосом. . При использовании их как отцовской формы - доли таких групп растений варьируют. У гибридов . M808(Vrnl) с S-6lo(Hp) или с. CS-R T4Act' 4A£-5RL они появлялись с нормальной Ж ч,астотой, у №Юо(Упт1)хС5-К T5A/5R и M308(Yrnl)xCS-l T6D/5R - с пониженной (16,2 и 302), .а у М808(Vml)xCS-1 T5BS/5R и M803(Vml)xCS-l MS5R(5B) - с. низкой (3,3 и 5,0'/,). Наиболее перспективным источником генов Най и Се ржи для мягкой пшеницы, по-видимому, является линия CS-R Т4Ао1 • 4AjB-5RL, при гибридизации с гаторой не наблюдается достоверных отклонений в расщеплениях.

Дифференциальная передача через женские и мужские гаметы мягкой пшеницы чужеродного генетического материала широко известна (Koebner, Shepherd, 1935; Whelan et al.-, 19S6; Ray burn, Mornhin-weg,1988). Mu решили использовать образцы, несущие чужеродные транслокации или замещения хромосом, для локализации гена HsLl. В специальных опытах при изучении наследования известных генов-маркеров была показана принципиальная возможность такого подхода. После отого были получены и проанализированы гибриды от скрещивания линии Л-7163-12 с линиями CS-К T5A/5R, СЗ-1 T6D/5R, CS-I MS5R(5B) и C5-R T4Ao'4AB-5R. В F¿ во всех гибридных комбинациях наблюдали моиогибридные расщепления 3:1 по наличию-отсутствию опушения на влагалищах листьев и независимое комбинирование этого признака с опушением стебля под колосом. Исключение составила одна семья гибрида Л-7163-12 X CS-K T5A/5R, в которой в равном отношении встречались растения с опушенными и неопушенными влагалищами. Ген RsLl, по-видимому, не локализован в хромосомах 5А,5В и 6D и тесно не сцеплен с транслокацией T4Aot4AJ3-5R .

Красная окраска ушок и оснований листов их плгсишок контролируется доминантны:.«! Ra (Purple/Red auricles. Purple leaf baso) генами. Ген Ral возможно локализован или в хромосоме ÍD, или 2D (Гуляева, 1984; Zeven, 1985). Ген Raí! соотнесен с хромосомой 4В, •a Ra3 - 68 (Mein,Thiele, 1990). Обнаружена тесная связь между проявлением этой окраски и пигментацией колеоптиле.

В гибридологическом .анализе нами было показано, что различия между MSOS(Vrril), которая имеет неокрашенные или слабо окрашенные ушки и основания листовых пластинок, и константными гибридными формами (Anahuac 75 х Скала'') и (Кавказ х KaLidarl х Blue bird), у которых интенсивно окрашены эти части растений, определяются одним доминантным геном. Эти гены аллельны и не имеют тесного сцепления с генами С и W21, локализованными в 2D хромосоме.

При проведении беккроссов в качестве источников Ra генов кроме названных выше форм использовали таксе созданную в ВИРе З.Б.Гуляевой (1984) линию CS-Ul IDS1D. Эта линия несет доминантные аллели Ral-гена в 10 хромосоме мягкой пшеницы.

Окраска зерновки. У мягкой пшеницы встречаются зерновки белого, разной интенсивности красного, фиолетового, голубого и почти черного цветов. Идентифицированы три группы генов, отвечающих за проявление этих окрасок и активных в разных тканях: R (Red ßrain

colour) гены определяют присутствие красного пигмента в тесте, Рр (Purple pericarp) гены детерминируют фиолетовую окраску перикарпа и Ва (Blue aleurone) гены контролируют голубую окраску алейрона (Mcintosh et al.,1994).

При анализе F1-F3 гибридов различных вариантов скрещиваний между белозерными, краснозерными, фшлетовозеркыми и голубозерны-ми образцами а* были получены следующие результаты.

Установлено, что Ш08(Угп1) содержит три. доминантных гена красной окраски тесты. Среди сортов-тестеров, имеющих моногенный контроль этого признака, Chinese Spring(K-44435), Red Bobs (к-3313?,) и Новосибирская 7 (получена от оригинатора). - и по данным моносомного анализа (Sears,1944; Metzger, Silbaugh,1970; Лбова, Черный,1979), несущих доминантные гены, соответственно, в 3D, ЗА и ЗВ хромосомах, в наших опытах генетические различия были подтверждены только для двух первых сортов. В Fg (анализ по зерновкам F3) гибридов Red Bobs х Новосибирская 7 не было обнаружено расщеплений, что свидетельствовало о наличии у них одного и того же гена R-Alb.

При изучении наследования фиолетовой окраски зерновки у гибридов Фиолетовозерная(к-55583) с белозерными образцами мы пришли к заключению, что в основе наблюдаемых расщеплений лежит независимое комбинирование и комплементарное взаимодействие одного гена ■ фиолетовой окраски с двум или одним геном красной окраски. В первом случае ожидали расщепление 45 фиолетовозерных(Ф):15 крас-нозерным(К):4 белозерным(Б), во втором - 30Ф:24К:4Б. Фактические расщепления ь комбинации скрещивания Фиолетовозерная х местный сорт, к-52512 удовлетворяли обеим гипотезам (91Ф.-45К: 10Б, Х2=4,80 и Х£=2,.78), а в комбинации скрещивания Фиолетовозерная х Киляк -первой из них (215Ф:Б9К: 12Б, Х~=3,85).

В Fz гибрида M803(Vml) х Фиолетовозерная на фоне гомозигот-ности по доминантным аллелям двух генов красной окраски были получены расщепления 3:1 по наличию-отсутствию фиолетовой окраски (147Ф:52К, Хг=0Д4).

Источниками генов, контролирующих голубую окраску алейрона, были пшенично-пырейная замещенная линия Blue А (к-43091), у которой вместо пары хромосом 4D присутствует пара хромосом 4Ael (Zeven, 1991) и образец Tschermak's Blaukomiger (TschB) (к-46703). Исходный семенной материал обоих образцов был представлен смесью

- Z( -

голубых и неголубых (красных) зерновок. Поскольку не ясны были причины образования неголубых зерновок, они были высеяны отдельно и проверены по потомству. В обоих случаях были получены р,астения, завязавшие при самоопылении только голубые зерновки, и растения, содержащие зерновки голубые и неголубые. Аналогичные опыты повторялись в течение нескольких лет. Характеристики образцов воспроизводились. У TschB средняя встре11аемостъ голубих зерновок на растение составляла 91-'Ж, у Blue А - 70-98%. На основании полученных данных нами бал сделан вывод о неполной пенетрантности генов голубой окраски.

В связи с неполной пенетрантностыо генов голубозерности при проведении гибридологического анализа генотипы отдельных растений определяли по зерновкам следующего поколения. При анализе зерновок в год гибридизации било подтверждено отмеченное многими исследователями (Kiiof.t, 1958; Jari et al., 1981; Li et al., 1S33) влияние дозы генов на интенсивность проявления окраски. Средняя встречаемость голубых зерновок на растение у гибридов Fi при скрещивании голубозерных образцов с M308(Vrnl) составляла 10-13%, а с белозерными образцами - МИШ При гибридизации голубозерных форм между собой их частота варьировала от 59 до бей. Во всех вариантах асрещивашш она была более низкой, чем у родительских форм. Поэтому даже при неполной пенетрантности генов можно было разделить растения на гомо- и гетерозиготные.

В был получены сложные по характеру расщепления. У гибридов от скрещивания голубозерных образцов с красно- или белозерными преобладали растения, похожие на гибриды Fi и родительские не-голубозерные формы ( в.суше они составляли 78-99% от общего количества растений Fs>). Небольшую долю составляли растения, похожие на голубозерные формы, и растения, у которых голубые зерновки встречались с частотой 30-60%.

При скрещивании голубозерных образцов между собой - наряду с растениями, похожими на родительские формы и гибриды Fi, были растения, содержащие только неголубые (красные) зерновки и растения, похожие на гибриды Fi от скрещивания голубозерных форм с краснозерными или белозерными'.' Появление двух последних групп растений рассматривали как доказательство генетического различия голубозерных форм.

В анализирующих реципрокных скрещиваниях гибридов

M808(Yml)xTschB и M308(Yrnl')xBlue А с M808(Vrnl) мы определили частоту передачи гетерозиготными р,астениями генов голубой окраски алейрона черев женские и мужские гаметы. Она была нормальной или даже выше нормальной для женских гамет (48,1 и 64.37.) и вначи-тельно ниже нормальной (14,7 и 17/(7,) - для мужских. Пониженная частота передачи мужскими гаметами Ва-генов является одной из причин редкого появления в Fj> гомозиготных растений по этому признаку.

У гибридов от скрещивания голубозерных образцов с белозерными было изучено совместное наследование голубой и красной окрасок зерновки и показано независимое комбинирование признаков.

Учитывая тот факт, что образец TsctiB может быть идентичен одной из линий группы Blaucorn, у которых оказались замещенными хромосомы 4А и 4В на хромосомы дикой однозернянки (С'еппепо, Zeller, 1988), мы решили проверить возможность замещения 4В* хромосомы у нашего образца по изменению наследования гена-маркера Hai-!. В двух независимых опытах было изучено наследование опушения стебля под колосом у гибридов TschB х S-615(Hp). Если у Tschß замещена 4В* хромосома, то в F?, ожидали отклонения в расщеплениях по гену На2, если 4А* - то расщепления должны соответствовать 3:1. В обоих опытах были получены однотипные расщепления, отличающиеся от моногибридных (181 растение с опушенным стеблем под колосом : 118 без опушения, Х2=33,37). Отклонения в расщеплениях дали нам основание утверждать, что у TschB замещенной является 4В* хромосома.

Фенольная реакция зерновок- Потемнение зерновок при намачивании их в 17,-ном водном растворе фенола является результатом окисления фенола ферментами, находящимися в перикарпе, и превращений продуктов окисления в пигменты, родственные меланину ((.layer, Hare 1, 1979). У тетраплоидных пшениц различия в,типах реакции определяются серией множественных аллелей одного гена (Joshi, Вагг-rjee, 1969), у мягкой пшеницы - одним или двумя генами (Miczyns-ki, 1938). Гены обозначены общим символом Тс - Tyrosinase in са-ryopsis (Zeven,1972). Показано, что у Chinese Spring гены Тс-1 и Тс-3 локализованы, соответственно, в хромосомах 2AL и 2Do (Zeven, 1972; Wrigley, Mcintosh, 1975), у других сортов - в хромосомах 5В, 6В, 7А, 5D (Bhat, Goud, 1978; Bhovial, Narkhede, 1979).

Чтобы получить более полипе представления о характере внутри -и межвидовой изменчивости пшеницы по фенолыгай реакции нами было

изучено более 850 образцов из коллекции ВИР, принадлежащих 18 видам пшениц и 5 видам эгилопсов. Было установлено, что образцы Т. boeotlcum, T.urartu, Т.шпососсшп, T.sinskaiae, Т. persicum, Т. macha , T.spelta, Lcompactum, T.sphaerococcwn и T.aestivum обладали только положительной реакцией разной интенсивности. Напротив, у T.durum среди 203 образцов 24 (127. от общего числа изученных образцов) имели отрицательную реакцию, 50 (21'О - медленно протекающую реакцию , 62 (ЗЗХ) - оказались полишрфныш и 61 образец (Ж) дал положительную реакцию. Образцы с положительной и нулевой реакциями были также обнаружены у T.dicoccoídes и Т. di-coccum. У представителей видов T.timopheevli, T.miLitiriañ и T.zhukovskyi наблюд,али только нулевую реакцию.

Проверка эгилопсов показала, что у Ae.taiischil ssp. tauschii, в основном встречаются образцы с нулевой реакцией, у ssp. stran-gulata - или с положительной реакцией, или полиморфные.

В гибридологический анализ нами были включены образцы разных видов пшениц. У мягкой пшеницы изучали характер наследования различий слабая - сильная фенольная реакция зерновок, у тетраплоид-ных пшениц - положительная-нулевая. В Fi наиболее интенсивные положительные реакции имели доминантное проявление. В F¿ у мягкой пшеницы были получены ди- и тригибридные расщепления, у тетрашю-идных пшениц - моно- и дигибридные. Нулевая реакция обусловливалась рецессивными аллелями генов.

Для объяснения причин широкого распространения рецессивных аллелей генов фенольной реакции у твердой пшеницы было проверено предположение, о возможной связи признака с качеством макарон. Совместно с Г.Н.Ярина (ВИР, С-Петербург) были изучены 90 образцов твердой пшеницы, различающихся по цвету макарон и типу реакции и показано, что "грязный" цвет макарон в небольшой степени, но статистически достоверно связан с проявлением положительной фенольной реакции.

Поскольку Тс-гены и Ppd-гены, отвечающие за реакцию растений на длину дня, расположены в хромосомах второй гомеологичной группы, нами вместе С Н.П.Гончаровым (ИЦиГ, Новосибирск) было изучено совместное наследование обоих признаков с целью поиска маркеров, облегчающих контроль за передачей Ppd-генов. Анализ Рг-Гз гибридов Ульяновка(к-29439) х Sonora(к-45397) показ,ал независимое наследование признаков (Гончаров, Митрофанова, 1989).

Образование воска на растении. У мягкой пшеницы восковой налет на р,астении'. контролируется двумя W (Waxiness/ßlaucous-ness/Glossiness) генами, отвечающими за присутствие воска на поверхности различных частей растения, и двумя WI генами, каждый из которых способен ингибировать проявление W генов (Tsunetfaki,1966; Цитогенетика пшеницы и ее гибридов,197L). Гены локализованы в хромосомах второй гомеологичной группы и, возможно, являются разными аллелями одних и тех же генов (Mcintosh, 1988).

Гибриды Fi от скрещиваний сорта Salmon, являющегося рецесси-вом по основным генам (генотип wlwKwl'wi'1), с Ш08(,Упт1). Комму-наром(к-54381) и Ленинградкой 90(к-57575) имели восковой налет. В ?2 были получены разного типа расщепления. У Ленинградка 90 х Salmon - моногибридные 3:1 (148 с воском : 40 очень слабый воск, ХМ,39). Действие доминантных аллелей проявлялось на стадии молочной спелости и выражалось в образовании интенсивного воскового налета на всем растении. У гибрида Коммунар х Salmon - дигибрид-кые 15:1 (329 растений с воском и 16 - без воска, Х~=1,53), а у M303(Yrnl) х Salmon - тригибридные 63:1 (SIX) с воском и 8 без воска , Х2=1,42).

При индивидуальной проверке растений Fg в F3 было показано, что у гибрида Коммунар х Salmon в расщеплении, также по-е^имому, участвует, не Менее трех W-генов. От 16 растений, классифицируемых в Fß как безвосковые, было получено 13 семей, в которых у части растений был слабый воск, и 3.семьи, состоящие из растений без видимых следов воскового налета.

Передача методом беккроссов в M808(Vrnl) доминантных аллелей генов-ингибиторов воскового налета - W11 от твердой пшеницы сорта Capeiti 8 и W2' от искусственных гексаплоидов TetraCarithatch х Ае. taiischii ssp. tausch!! RL5271 и RL5288 ,, происходила в соответствии с простыми схемами наследования 1:1.

Нарушения в образовании хлорофилла. У мягкой пшеницы известны различные типы хлорофилльных мутаций. Наиболее изучены рецессивные мутации сп (chlorina) типа "хлорина". Они локализованы.в хромосомах седьмой гомеологичной группы (Washington, Sears, 1970; Mcintosh, 1988). Показано, что мутации вызывал, значительные нарушения в накоплении хлорофиллов и структуре хлоропластов (Писарева и др.,1980; Freeman et al.,1987; Mögen et al.,1990). Они не являются делециями хромосом (Sears, 1954; Worlsnd et aL, 1987).

Степень определяемых ими нарушений зависит от соотношения доз нормальных (Cri) и мутантных (cri) гомео,аллелей в генотипе растения (Pettigrew, Driscol1,1Û70; Williams et al.,1983; Freeman et al.,1987). Значительно менее изучены рецессивные мутации, вызыва-' ющие пожелтение и быстрое усыхание листьев в (î^asy колошения или цветения (Писарева и др.,1980; Williams et, al.,1985; Зеленский и др.,1993).

В качестве источников мутаций хлорофиллыюй недостаточности ми использовали индуцированные ыутанты сорта Мироновская 808 -Ш и JI25 и мутант сорта Партизанка - АН 215. Из них Л24 и АН215 были типа "хлорина", у J125 желтизна на листьях появлялась в фазу выхода в трубку или колошения. Были изучены характер наследования мутаций и проведена проверка их на аллелизм по отношению друг к другу и к известным мутациям сп-А1 и cn-Dl, локализованным, соответственно, в хромосомах 7А и 7D, сорта Chinese Spring.

В наших исследованиях были подтверждены представления о рецессивном 3:1 типе наследования мутаций. При проверке на аллелизм были получены следующие данные.

В Fi гибриды Л24 х АН215, Л24 х CS(cri-Al), Л24 х ,03(cn-Dl), Ан215 х СЗ'(сп-АГ) и АН215 х С (cn-Dl) имели желто-зеленый цвет листьев в период от всходов до кущения и светло-зеленый, почти нормальный, в фазу колошения. Гибриды Ft АН215 х JI25 и Л24 х JI25 были с нормальными зелеными листьями в течение всей вегетации.

В Fi гибридные популяции растений комбинаций скрещивания J124 х CS(cn-Al) и АН215 х CS(cn-Dl) оказались единообразными. Все растения имели иутантшй' родительский тип. У гибридов JI24 х CS(cn-Dl), АН215 х CS(cn-Al)] и JI24 х АН215 растения были разделены на три класса : нормальные с зелеными листьями в течение всей вегетации; ыутактике, похожие на родительские Форш, и растения с ярко-желтыми листьями, которые погибали в фазу проростков - трех листьев. Соотношение этих классов статистически не отлича- " лось от 5:6:5 (Хг=1,б4; Хг=2,10; Хг=2,11). В комбинациях скрещивания J124 х Л25 и АНЙ15 х JI25 были выявлены другого типа расщепления: наряду с нор)мальными растениями и обоими родительскими типами мутантных растений, появлялись также растения, имеющие желто-зеленый цвет листьев вплоть до созревания. Соотношения классов статистически не отличались от 9:3:3:1 (Х2=7,2б; Хг=1,67).

Полученные нами данные дали основание для следующих заключе-

нкн. У родительских пар Л24 и OS(cn-Al), АН215 и CS(cri-Dl) мута-ционно изменены, по-видимому, одни и те же гены. Поэтому мутация, присутствующая у Л24, н.ами обозначена как новая .аллель гена сп-А1, локализованного в 7AL Хромосоме, т.е. сп-АЦиг. Мутация у АН215, аллельная cri-Dl, находящейся в 7DL хромосоме, - как cn-DlAK^is- Линия JI25 является носителем неаллельной мутации. Ей дано название ty (turned yellow). Мутация линии JG5 обозначена \ как tyMir-.

Противоречивые, на первый взгляд, ответы были получены при анализе гибридов J124 х CS(cn-Dl), Л24 х АН215, АН215 х CSÍcn-AL). Функциональный тест свидетельствов.ал об аллельности мутаций, ре-комбинационный об их различии. Но если учесть, что дигетерозиготы (Сп:сп=4:2) в отличие от моногетерозигот (Cn:cri=5:1) обладают му-тантным фенотипом и похожи на гомозиготы по каздой из мутаций, то полученные результаты свидетельствуют о независимом их комбинирю-вании. Чтобы проверить это предположение, гибриды Fi Л24 х АН215 • и АН215 х CS(cti-A1) скрещивали с M803(Vml) (Cn:cri=6:0). В по. томстве этих тройных гибридов в 25Z ожидали получить растеши с желто-зелеными листьями. В действительности у первого тройного гибрида было обнаружено 83 растений с зеленили листьями и 28 растений с желто-зелеными листьями^(3:1, ХМ),05), у второг- - 87 и 35 растений этих типов (3:1, Х2=0,8'Э). Увеличение дозы мутантных гомеоаллелей до трех и более имело летальный эффект.

Некоторые аспекты использования метода возвратных скрещиваний при создании эталонной коллекции.

Для передачи изученных мутаций в одну цитоплазму и генотип был использован стандартный метод беккроссов. Процедура передачи включала: - выяснение генотипических различий между рекуррентной и донорской формами; - проведение насыщающих, скрещиваний с рекур-. рентом, который в первый раз использовали как материнскую форму, а во все последующие как отцовскую; - после проведения восьми беккроссов отбор гомозиготных форм по мутациям и получение гомозиготных линий;- выявление в генотипах созданных линий дополнительного генетического материала от донора.

В диссертации обсуждаются трудности, возникающие при передаче взаимодействующих генов и генов, проявляющихся после цветения, рассматриваются схемы скрещиваний, когда рекуррентная и донорская

Фермы обладают ди- и трипликатными доминантными генами, контролирующими один признак, анализируются расщепления в беккроссах. В целом в генотип M808(Vml) переданы следующие мутации : q, С, si, lgllgii, Ср, Rol, Rsp, rib, brS'u (две различные системы), blbShd,' Bl, B2, Hd, Hg-Bg, Hs, HI, Ha2, R-AlaR-BlaR-Dla, Pp, Ba (два разных гена), Ra, wlw2w3, WLel, Wl1, W21, cn-Ala,Mir, cn-Dla, AH-215» tyMir.

На основе изучения морфологических признаков показано, что введение в генотип M:W3(Vrnl) доминантных .аллелей гена С вызывает уменьшение длины колоса, увеличение ширины его боковой стороны, укорочение верхнего междоузлия и стебля (рис.3). При введении му-тантных генов Hg-Bg, На2 и Ra от разных источников резких изменений в проявлении морфологических признаков не наблюдали. Однако оценка достоверности различий средних по критерию Стаодента позволила прийти к выводу, "что и другие почти изогенные линии не идентичны M80B(Vrril). Благодаря включению в анализ наряду с почти иэогенними сестринских им линий было показано, что наблюдаемые различия в основном обусловлены присутствием случайно сохранившегося генетического материала донора в генотипах линий.; Выявлено влияние блоков сцепленных генов, маркированных доминантными аллелями Hg-Bg, полученными от разных источников, на длину верхнего междоузлия.

Сравнительное изучение электрофоретических спектров глиадина, проведенное совместно с Н.К.Губаревой (ВИР, ОПетербург), показало, что рекуррентный родитель представлен растениями, незначительно различающимися по составу У-фракции. У одних растений в позиции Y2 четко выявлялся одиночный компонент, у других - двойной \2i и \'Т'з. Общая формула глиадина была следующей: o2456i62?i В 12345 I7 2345 или У 2i23345 W 2i22345§27t8i9i93l02. Такие же типы спектров белка были обнаружены у всех почти изогенных и сестринских линий: Исключение составила линия M808(Vml,Hg-Bg), получившая доминантные аллели генов Hg-Bg от CS-TS1A, и ее сестринская линия. У почти изогеннбй линии выявлялся только первый вариант спектра по У-зоне, наблюдалось усиление интенсивности компонента W? и появлялся слабый компонент W1, У сестринской линии встречался без изменений только второй вариант спектра глиадина рекуррентного родителя. Вполне возможно, что передача доминантных аллелей Hg-Bg сопровождалась заменой одного аллеля гена GU-1A на

то----

3

ЙЬ-----

к

I 60--1

I 2? 55 4--

к « I

? «гЬ

<о 1

м

! ! | I ! ! ' I 11 11 1 1 11

1-й:

и

г <5

1 *гч

I 2

г 5» ]<5

Л

£« X Г"

Т2

1__

п

Н

29 г

I

27 -

1

25 -22 ■ 21 -19 -II т

Ь;

а б в г д е ж э х к л и м |

збвгдвжзиклмн*

«да

т

---1-.- 1.

■I || * г г [ | Т 1 ^ т

]

£

г 1!

Г£емэи<лмтс-

аЗв'Звжзиклмм

Рис. 3. Сравнение почти иэсгзк;»ых и сэстринсик уял линий с рекурр^'гп-ыч рсуцггглем У£0?р/т1). (Пушкин, поле. 1594 г.) а - ШСЗС/гШ). п=39: б - М20сГУт1.С), п=20; в - Ь'ЗСВГ/тТс) п=21: г - Мс03а?/гп1.Нд-Вд). п=65; д -Ш03а(Угп1.(13-Ьд). п=65; е - ;\!?0,о(\/т:.Нд-Ва;, ..=50: ■»: - КЗСЗб(Угп1.Ьа-Ьс}. гг=50: з - М30£(\/гп1.На2). п=22; и -МгОЗ(\'т1,Ьа2). п=22: к- М 303э (\':п1,Ра). п=33: п - ?»'838зГу'т1.га). п=27; м - МЗОгЗ{Уго1,Яэ;. п=46; н - М805б{Угп1,га). п=24. Пределы варьирования: ... ---- примака, ~ - среднего.

другой, присутствующий у CS-TS1A. Ранее ми наблюдали аналогичные изменения в спектрах в связи с заменой в генотипе сорта Chinese Spring пары хромосом 1А на их гомологи от вида T.spelta (Митрофанова, Конаре в, же).

Итак, созданная нами эталонная генетическая коллекция является компактной формой сохранения потенциала изменчивости мягкой пшеницы по морфологическим и некоторым биохимическим признакам. Она может служить основой для организации дальнейших исследований по идентификации новых мутаций и систематизации наследственной изменчивости Еида по этим признакам. Собранное разнообразие му-тантных генов может быть использовано для маркирования, хромосом. Коллекция пригодна также для непосредственного селекционного использования, имеет важное значение для проведения фундаментальных исследований по генетике, онтогенеза, физиологии, биохимии, ботанике.

основные выводи

1. Основой для систематического генетического изучения потенциала мягкой пшеницы и поиска оптимальной формы его контролируемого сохранения может явиться эталонная генетическая коллекция, отражающая разнообразие вида по генный и хромосомным мутациям, контролирующим различные признаки.

2. Сформированная эталонная генетическая коллекция мягкой пшеницы по морфологическим и некоторым биохимическим признакам содержит 33 идентифицированные мутации, она стандартизирована на основе генотипа и цитоплазмы линии Мироновская SOS(Vrnl) и представлена серией из 41 аналога и почти изогенных линий.

3. Существующий список мутаций мягкой пшеницы пополнен доминантной, Ср (Compact plant), и двумя полудоминантными, Rol (Rolled leaves) и Rsp (Reduced spike and plant), индуцированными мутациями, влияющими на общий габитус растения. Эти мутации имеют простой менделевшш тип наследования. Мутация Ср обнаруживает независимое комбинигтание с известными генами С и si. Вместе с тем между мутацией и данными генами выявлены эпистатические взаимодействия, при которых они с'разной силой подавляют проявление друг друга. Показано, что варьирование мутации Rsp по экспрессивности не влияет на характер ее передачи и проявление у потомства, но приводит к количественному типу изменчивости морфологических

признаков.

4. Предложена и. эксперимент,эль но обоснована новая гипотеза наследования признака "истинная ветвистость колоса". По этой гипотезе основное влияние на признак оказывают два гена, взаимодействующих по типу супрессии. В гомозиготном рецессивном состоянии ген br (branch) задерживает переход к цветению, благодаря чему образуются вторичные оси с колосками или сидячие двойные-тройные колоски на уступах'главной оси колоса. Действие гена Ьг проявляется на фоне доминантных аллелей супрессора Su (Suprcssor). В рецессивном состоянии супрессор способен восстанавливать нарушения, вызванные мутацией Ьг. Восстановление нарушений может происходить в присутствии даже одной дозы рецессивного аллеля гена su.

Гены Ьг и обнаруживают независимое наследование с фактором спелътоидности q, который влияет на характер проявления признай, удлиняя не только главную, но и вторичные оси.

Образец Т.vavilovil convar.' speltoramasum (И-068Э57) и индуцированный мутант рамифера 1 имеют неаллельные комплексы генов ветвистоколосости.

6. Образец Каляк Бартаигский является носителем неаалельных мутантных генов, определяющих количественный характер изменчивости длины кола:а и числа членикоп осн.

6. У мягкой пшеницы сорта Киляк (к-3133,'!) и линии Л-7163-12 впервые выявлены доминантные гены HsKl и HsLl, детерминирующие образование опушения на стебле и влагалищах листьев, включал флаговый. Показано независимое наследование гена HsKl с генаш без-лигульности lgllgi', а гена HsLl с геном опушения стебля по," колосом - На?(Hp), переданного в 4А, 5В или 6D хромосомы мягкой пшеницы в составе различных транслокаций 5R хромосомы ржи.

7. На примере анализа наследования генов-маркеров с известноч локализацией продемонстрирована возможность использования линий, несущих чужеродные транслокации или замещения хромосом, для определения локализации генов.

8. Ген Ва, контролирующий образование голубого пигмента в алейроне эндосперма, источником которого является образец Tscher-mak's Blaukomiger (к-46708), имеет неполную пенетрантность. Частота передачи его у .гетерозиготных растений через женские гаметы несколько выше нормальной, через мужские - составляет примерно 187.. Ген обнаруживает независимое 'комбинирование и проявление с

доминантными аллелями двух генов красной окраски тесты. Он не ал-лелен гену голубой окраски алейрона, присутствующему в генотипе линии Blue А (к-43091), и возможно привнесен в образец в результате замещения хромосомы 4В* мягкой пшеницы.

9. На основании изучения репрезентативных выборок сортов мягкой и твердой пшеницы по способности зерновки изменять окраску в 1%-ном водной растворе фенола впервые показано, что у сортов мягкой пшеницы получили распространение доминантные аллели генов, определяющие наличие активного фенолазного комплекса в перикарпе, а у твердой пшеницы - рецессивные, контролирующие неактивный комплекс. Накопление рецессивных аллелей генов может быть сопряжено с отбором на качество (цвет) макарон.

10. Обнаружены моно-, ди- и тригенные расщепления по наличию-отсутствию воскового, налета, на р,астении. У сорта Ленинградка 90 (к-57575) выявлен доминантный ген WLel, контролирующий наличие интенсивного воскового налета на всем растении. Действие г-'-иа проявляется на стадии молочной спелости.

11. С использованием рекомбинационного и функционального тестов идентифицированы новые рецессивные мутации сп-AImit и сп-01дцй15, аллелыше мутациям cri-Al и cri-Dl, локализованным, соответственно, в хромосомах 7А и 7D мягкой пшеницы, а также мутация tyMirl, обнаруживающая с ними независимое комбинирование и проявление.

12. Подтверждена эффективность приема сравнения почти изоген-ных линий не только с рекуррентным родителем, но и с сестринскими линиями для, тестирования присутствия у них дополнительных блоков генов, переданных от донора во время проведения беккроссов.

13 Установлено, что линия M808(Vrnl) имеет два варианта спектров глиадина незначительно различающихся по компонентам ^-фракции. Генотипы созданных почти изогенных и сестринских им линий полностью воспроизводят эти типы спектров, за исключением линии M8086(Vrnl, Hg-Bg). У нее изменен состав электрофоретичес-ких компонентов глиадина в позициях и .1,7, что свидетельствует о возможной замене аллелей гена глиадина, локализованного в 1А хромосоме рекуррента, на аллели донорской формы. .

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ: 1. Митрофанова О.П., Конарев В.Г. Влияние хромосом генома D на

состав и антигенные свойства спирторастворимых белков верна мягкой пшеницы//Ешлегеиь ВИР. 1982. Вып. 122. С. 28-36.

2. Митрофанова О.П.Внутрилинейный полиморфизм по спектрам глнади-на у дителоцентрической линии сорта Chinese Spring - 1"0Ао//Труды по приа.бот., ген. и сел. 1982. Т.73. Вып.З. С. 137-138:

3. Митрофанова 0.11., Конарев В.Г. Использование линий с межсортовым замещением хромосом в изучении генетического контроля глиади-на мягкой пшеницы//Генетика. 1983. Т.19. N5. С.815-821.

4. Митрофанова 0.Т1. Гены мягкой пшеницы//Генетика (культурных р,астений. Зерновые культуры. Л.:Агропромиздат, 1986. С.76-86.

5. Митрофанова О.П. Биохимические признаки//Генетика культурных растений. Зерновые культуры. Л. :Агропромнздат, 1986. С. 111-118.

6. Митрофанова 0.11. Создание коллекций генетически маркированных линий твердой и мягкой пшеницы/Яезисы V съезда ВОГиС. 1987. Т.4. 4.2. С.28-29.

7. Митрофанова О.П. Генетический контроль голубой окраски алейрона зерновки мягкой пшеницы//Бюллетень ВИР. 1987. Вып.174. С.47-51.

8. Митрофанова О.П. Генетические маркеры мягкой пшеницы и их ис-пользование//Труды Всесоюзного совещания "Частная генетика растений". Киев,1989. Т.1. С.156-157.

9. Митрофанова О.П. К созданию коллекции генетически маркированных линий мягкой пшеницы//Сб. трудов по прикл.бот., ген, и сел. "Генетические исследования злаковых культур". 1989. Т.128. С.52-57.

10. Гончаров Н.П., Митрофанова О.П. Изучение совместного наследования чувствительности к фотопериоду с фенольной реакцией дерновки и наличием антоциана на ушках листового влагалиша//Частаа генетика ,с\х растений. Новосибирск;ИЦиГ. 1989. С.27-37.

.11. Митрофанова О.П. Роль генетических исследований при создании изогенных линии// Использование изогенных линий в селекционно-генетических экспериментах. Новосибирск,1990. С.8-10.

12. Митрофанова О.П. Анализ наследования чужеродных генов у мягкой пшеницы//Цитогенетика зерновых культур. Таллинн,1990.. С.70-74.

13. Митрофанова О.П. Создание банка генов-маркеров мягкой пшеницы. 1. Аналих хлорофилльных мутаций//Изогенные линии культурных растений. Новосибирск,1991. С.47-57.

14. Митрофанова-С.П. Наследование маркерных признаков при скрещивании мягкой пшеницы с линиями, несущими чужеродные транслога-

ции// Сб. трудов по прикл.бот., ген. и сел. "Проблемы отдаленной гибридизации в семействах злаковых и пасленовых". 1992. Т.148. С. 92-100.

15. Митрофанова О.П. Использование линий с чужеродными транслока-' циями и замещением хромосом для определения групп сцепления мягкой пшеницы//Сб. тезисов второго совещания "Изогенные линии и генетические коллекции". Новосибирск,1993. С.21-22. . 16. Митрофанова О.П. Единая генетическая коллекция вида Triticum aestivum L. (принципы создания)//Генетические коллекции растений. Новосибирск,1993. Вып.1. С.39-51.

17. Митрофанова О.П., Раковская Н.В. Идентификация гена-ингибитора образования остей у почти изогенной линии Мироновская 808(Vrril)//C6. трудов по прикл.бот., ген. и сел. "Генетика устойчивости к болезням растений и'вредителей". 1993. Т.147. С.79-87.

18. Митрофанова О.П. Генетика морфологических признаков мягкой пшеницы и создание генетической коллекции//Генетика. 1994. Т.30. Приложение "Материалы 1-го съезда ВОГиС", Саратов. С.101.

19. Митрофанова О.П. Создание генетической коллекции мягкой пшеницы в России - основа дальнейшего развития частной генетики и селекции//Генетика. 1994. Т.30. N10. С.1306-1316.

20. Митрофанова О.П. Наследование и характер действия индуцированной мутации Ср (Compact, plant) мягкой пшеницы//Генетика. 1997. Т.33. N4. С.482-488.