.

Перебудова геному м’якої пшениці (Triticum Aestivum L) для її генетичного аналізу та інтрогресії генів: Автореф. дис… д-ра біол. наук / Т.К. Терновс

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 3959
Скачать документ

Наіональна академія наук України

Інститут клітинної біології і генетичної інженерії

Терновська Тамара Костянтинівна

УДК 633.11 : 631.523 : 575

Перебудова геному м’якої пшениці (Triticum aestivum L)
для її генетичного аналізу та інтрогресії генів

Спеціальність 03.00.15.-генетика

Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора біологічних наук

Київ
1999

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Інституті агроекології та біотехнології УААН.

Науковий консультант – Созінов Олексій Олексійович- доктор сільськогосподарських наук, професор, академік НАН України та УААН, завідувач лабораторії екологічної генетики Інституту агроекології та біотехнології УААН, директор Інституту агроекології та біотехнології УААН.

Офіційні опоненти:
• доктор біологічних наук, професор, академік УААН Стельмах Адольф Хомич, завідувач лабораторії спеціальної генетики пшениці Селекційно-генетичного інституту УААН

• доктор біологічних наук, професор Бобер Анатолій Федорович, завідувач лабораторії генетики і селекції кормових культур Інституту землеробства УААН

• доктор біологічних наук, професор Шевцов Ігор Анатолійович завідувач відділу генетичних основ гетерозису Інституту фізіології рослин і генетики НАН України

Провідна установа: Київський Університет ім. Т. Шевченка, кафедра
загальної та молекулярної генетики.

Захист відбудеться 16.09.1999р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.202.01 при Інституті клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, 252143,Київ, вул.Заболотного,148.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Київ, вул. Заболотного, 148.

Автореферат розіслано 12.08.1999 року

Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
кандидат біологічних наук Тарасенко Л.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Походження м’якої пшениці (Triticum aestivum L.) пов’язано з об’єднанням в одному алогексаплоїдному геномі, AABBDD, трьох геномів – AA (від пшениці-однозернянки), BB (джерело невідоме) і DD (егілопс Тауша). Вважається, що наслідком такої структури геному є триплікованість однотипних генів в системах, що контролюють окремі ознаки. Це ускладнює співвідношення розчеплення при генетичному аналізові пшениці за будь-якими ознаками і особливо за ознаками з неперервною мінливістю – кількісними. Між тим з усієї багатоманітності ознак, успадкування яких потрібно знати, найважливішими є саме кількісні, тому що до цієї категорії відносять більшість селекційно-значущих ознак.
Ідея перебудувати геном м’якої пшениці таким чином, щоб гексаплоїди відрізнялись один від одного лише за одним з трьох субгеномів, тобто виконати опосередковану деполіплоїдизацію гексаплоїдної пшениці, належала Є.Г.Жи-рову. Її було реалізовано для субгенома D (Жиров,Терновская, 1987). Концентрація уваги на субгеномі D пояснюється двома причинами. По-перше, з включенням саме цього геному у склад алогексаплоїда пов’язують низку властивостей м’якої пшениці, що роблять її основною хлібною рослиною: високі хлібопекарські властивості (Welsh, Hehn, 1964, Kerber, Tipples, 1969, Dedio, Kaltsikes, 1972), розширення ареалу за рахунок проникнення в північніші та посушливі райони (Halloran, Boydell, 1967, Kuckuck, 1970, Шулындин,1972), а також деякі негативні ознаки: підвищена спринятливість до грибних захворювань (Kerber, Dyck, 1969, Мигушова,1975), знижений вміст білка в зерні і лізину в білкові (Lawrence, 1958, Тютерев и др., 1973), гени гібридного некрозу і хлорозу (Kihara, 1951). По-друге, субгеном D виявився єдиним з трьох субгеномів пшениці, А, В і D, який вдалося відділити від двох інших, виділивши тетраплоїдний компонент ААВВ (Kerber, 1964, Kaltsikes et al., 1968, Терновская, Жиров, 1979). Крім цього, ми змогли приєднати субгеном D різних сортів м’якої пшениці до одного і того ж тетраплоїду ААВВ, отримавши гексаплоїдні форми м’якої пшениці, що відрізняються одна від одної субгеномом D і які однакові в геномній частині АВ (Жиров, Терновская, 1987). При схрещуванні цих форм вся мінливість в популяціях, що розчеплюються, відбувається за рахунок генів геному D, тобто є диплоїдний тип розчеплення. Ця обставина дає можливість використати для аналізу субгенома D, що є у складі гексаплоїдного організму, будь-які методи класичного генетичного аналізу, в тому числі, гібридологічний.
Основним завданням цитогенетики м’якої пшениці є розробка методів її покращення на гени, що контролюють господарсько-цінні ознаки як за рахунок інтрогресії окремих генів, так і прямим конструюванням генотипу,використовуючи сучасні методи генетичної інженерії. Для вирішення такого завдання потрібно добре знати генетику м’якої пшениці і мати інформацію про закономірності успадкування ознак, які бажано було б передати цій культурі від дикорослих родичів шляхом інтрогресії генів. Виконане дослідження м’якої пшениці спрямовано на генетичний аналіз однієї зі складових частин її складного генома – субгеному D за низкою якісних і кількісних ознак і на перебудову цього субгеному шляхом інтрогресивної гібридизації з використанням методів геномної і хромосомної інженерії.
Зв’язок дисертаційної роботи з науковими програмами, планами, темами. В дисертації узагальнено результати науково-дослідницької роботи, виконаної у відповідності з тематичними планами програм “Розробка методiв та технологiй у селекцiї, насiнництвi, радiобiологiї та агроекологiї на основi використання молекулярно-генетичних маркерiв, хромосомної та генетичної iнженерiї”, номер держреєстрації 01930036999, “Теоретично обгрунтувати і застосувати на практиці засоби та методи генетики і біотехнології для цілей спрямованого формування генетичної компоненти сталих агроекосистем”, номер держреєстрації 0196U012975 в рамках проблеми “Теоретично обгрунтувати і застосувати на практиці способи і методи генетики і біотехнології з метою спрямованого формування генетичної компоненти сталих агроекосистем”.
Мета і задачі дослідження. Метою дослідження було продемонструвати шляхи та методи використання гексаплоїдних форм пшениці з перебудованим геномом для геномного аналізу м’якої пшениці, генетичного аналізу її субгеному D та інтрогресії генетичного матеріалу від її дикорослих родичів. Для досягнення мети було поставлено та вирішено такі задачi: 1. Використовуючи геномно-додані форми м’якої пшениці, що мають однаковий тетраплоїдний компонент геному АВ і різні субгеноми D, створити гібридний матеріал, необхідний для виконання геномного аналізу двох частин алогексаплоїдного геному, АВ та D і генетичного аналізу субгенома D. 2. На створеному гібридному матеріалі вивчити внесок окремих частин геному м’якої пшениці (АВ і D) у контролювання розвитку деяких кількісних ознак і виконати біометричний генетичний аналіз субгеному D м’якої пшениці 3. Ідентифікувати гени субгеному D, що їх можна використати як гени-маркери окремих хромосом цього субгеному. 4. Використовуючи ідентифіковані гени-маркери хромосом субгеному D та феномен зчеплення, здійснити хромосомну локалізацію головних генів мірних ознак. 5.Використуючи гени-маркери хромосом різних гомеологічних груп Triticinae, класифікувати отримані нами раніше гексаплоїдні лінії м’якої пшениці з міжгеномними заміщеннями хромосом за наявністю в них чужинних ромосом або їх ділянок певної гомеологічної групи, заклавши тим самим підгрунтя для використання ліній у генетичному аналізові представників Triticinae та у селекції як ліній-донорів чужинних генів, що контролюють бажані ознаки.
Наукова новизна. 1. Вперше в світі здійснено генетичний аналіз суб-геному D м’якої пшениці трьох різних її сортів і двох різновидів дикорослого прабатька цього субгеному, що знаходиться у складі повністю збалансованих за кількістю хромосом і відношенню ядро-цитоплазма рослинних форм 2. Вперше в світі виміряно внесок двох різних в еволюційному плані складових частин гексаплоїдного геному пшениці: АВ і D – в розвиток кількісних ознак пшениці, переважно селекційно значущих, i показано відмінності в напрямку дії різних частин геному. 3. Ідентифіковано декілька нових генів м’якої пшениці, що контролюють морфологічні ознаки колоса, і кілька головних генів, що вони беруть участь в контролі кількісних ознак колоса і стебла. 4. Доведено ефективність використання геномно-заміщених гексаплоїдів пшениці з геномною структурою ААВВХХ для створення чужинно-заміщених ліній м’якої пшениці з одинарними та множинними заміщеннями хромосом субгеному D на хромосому субгеному Х геномно-заміщеної форми. 5. Встановлено переважну залежність успішного отримання чужинно-пшеничних заміщень від належності критичної хромосоми до певної гомеологічної групи у порівнянні з її належністю виду-донору генетичного матеріалу, що інтрогресується.
Практична значущість. 1. Розроблено метод геномного аналізу алопо-ліплоїдів на прикладі м’якої пшениці. Він придатний для аналізу різного типу рослинного матеріалу, коли у порівнюваних генотипах можна виділити дві складові частини, одна з яких – загальна для декількох досліджуваних форм. Метод можна використати для інших алополіплоїдних видів рослин. 2. Ре-зультати геномного аналізу мають значення для оптимізації селекційного про-цесу та можуть бути використані селекціонерами при виборі компонентів схре-щування. 3. Розроблено спосіб хромосомної локалізації головних генів мірних ознак, який грунтується на використанні результатів попереднього генетичного аналізу ознаки, що вивчається, методами біометричної генетики. Метод може бути використано для різного типу еуплоїдного рослинного матеріалу, коли гібриди розчеплюються на диплоїдному рівні, а окремі хромосоми геному мають ідентифіковані гени-маркери. 4. Створено популяції F6 рекомбінантно-інбредних ліній від схрещування геномно-доданих форм за діалельною схемою. Вони відрізняються від усіх популяцій РІЛ м’якої пшениці тим, що фіксують мінливість гексаплоїдів, що розчеплюються лише за субгеномом D, тобто на диплоїдному рівні. Можуть використовуватись для генетичного аналізу ознак, за якими компоненти схрещування відрізняютьсяодин від одного, і є цінним генетичним матеріалом для ідентифікації і картування QTL. 5. Гексаплоїдні лінії пшениці з хромосомами і транслокаціями від Aegilops umbellulata, Ae. speltoides, Ae. sharonensis, Agropyron glaucum характеризуються стійкістю до грибних захворювань пшениці, доброю зимостійкістю, підвищеним у порівнянні з м’якою пшеницею вмістом білка. Вони без обмежень схрещуються з сортами м’якої пшениці і можуть бути використані як донори генів, що контролюють перераховані ознаки, в селекції пшениці. 6. Загальну схему виконання даного дослідження і отримані результати можна включити в курс генетичного аналізу, що читається студентам зі спеціальності генетика, для ілюстрації важливості відповідності методів дослідження матеріаловi, до якого вони застосовуються.
Апробацiя роботи. Результати дослідження доповідались, або були представлені і отримали позитивну оцінку на: конференції Європейського об’єднання досліджень з анеуплоїдії пшениці, EWAC, Угорщина, Мартонвашар,1981,Міжнародній науковій конференції вчених країн-членів РЕВ, Одеса, 1981, Всесоюзній нараді з віддаленої гібридизації рослин і тварин, Москва, 1981, П Російскому симпозіумі “Новые методы био-технологии растений”, Пущино-на-Оці, 18 – 20 травня, 1993, Ш Всеросійському симпозіумі з біотехнології рослин в Пущино-на-Оці, 22 –27 травня 1995, Міжнародній конференції “Молекулярно-генетичні маркери і селекція рослин”, Київ,10 – 13 травня 1994, Міжнародному симпозіумі в м. Харкові, 2-4 жовтня. 1996 р., Міжнародній конференції “Актуальные проблемы в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии”, Москва, 30– 31 жовтня 1996, Міжнародній конференції “Молекулярно-генетические маркеры растений”, Ялта, 11 – 15 листопада, 1996, Міжнародній конференції “Молекулярно-генетические маркери растений и животних”, Київ, 29-30 травня 1997.
Особистий внесок автора полягає у створенні основної концепції дослідження, що виконано, визначенні задач і методів для їх вирішення, проведенні переважної частини експериментальної роботи, створенні мо-делей і обробцi отриманих даних, аналізові і узагальненні результатів.
Публикацiї результатiв дослiджень. За матеріалами дисертації опуб-ліковано 37 робіт. Серед них 28 статей у фахових наукових виданнях, 6 з яких написано без співавторів, 2 статтi у збiрниках праць та 7 тез, вміщених в матеріалах міжнародних конференцій і симпозіумів.
Структура дисертацiї. Дисертація містить вступ, огляд літератури (складається з двох розділів), викладення власних експериментів – п’ять розділів, що включають опис матеріалів і методів. В окремий розділ вине-сено обговорення головних результатів, є заключення і висновки. Роботу викладено на 417 стор. машинописного тексту, включаючи 69 таблиць і 70 малюнків. Перелік цитованої літератури складають 626 джерел. 50 таблиць розташовано у додатках.
ОСНОВНА ЧАСТИНА
РОЗДІЛ 1. Генетичний аналіз м’якої пшениці – досягнуті
результати і проблеми (огляд літератури)
Розглянуто такі питання сучасного стану генетичних досліджень пше-ниці: структура геному пшениці, етапи вивчення її генетики з використанням анеуплоїдних серій м’якої пшениці, становлення методу молекулярно-генетичних маркерів в застосуванні до генетичних досліджень пшениці. Цей метод охарактеризовано як найбільш перспективний у генетичних дослідженнях пшениці, в тому числі i за кількісними ознаками. Розкрито поняття деполіплоїдизації алогексаплоїдної пшениці, прямої та опосередкованої, підкреслено її значення для генетичного аналізу. Виділено чотири етапи генетичного дослідження виду T.aestivum: 1. Встановлення структури геному, відношень гомеології між хромосомами субгеномів і по-ходження останніх. Основний метод досліджень – цитологічний, головний практичний результат – чітке розуміння низької розрізняючої здатності класичного гібридологічного аналізу для генетичного аналізу пшениці (Kihara, 1937, Okomoto, 1962, Chapman, Riley, 1966, Филиппченко, 1979). 2. Створення повного комплекту серій всіх можливих анеуплоїдів на хромосомному і плечовому рівні на сорті м’якої пшениці Чайніз Спринг, розробка методів анеуплоїдного аналізу пшениці і методів цілеспрямованої заміни певних пшеничних хромосом на гомеологічні хромосоми інших видів і родів підтриби Triticinae. Основний метод дослідження – цитологічний. Основний результат – хромосомна локалізація “головних” генів, що відповідають за розвиток видових ознак різних гексаплоїдних видів пшениці, висновок про участь всіх хромосом пшениці у генетичному контролi будь-яких її кількісних ознак і накопичення величезного обсягу рослинного матеріалу, що являє собою продукти інтрогресивної гіб-ридизації м’якої пшениці з її родичами (Unrau, 1950, Sears, 1953, 1954, 1972, Kuspira, Unrau, 1959, Zeller, Fischbeck, 1974). 3. Використання нулі-тетрасомних ліній пшениці для локалізації генів, що контролюють синтез білків. Метод досліджень – електрофорез білків. Основний практичний результат – становлення методу молекулярно-генетичних маркерів, “візуалізація” всіх 42 плечей хромосом пшениці за рахунок локалізації на них білкових генів-маркерів і демонстрація можливостей нового методу для полегшення робіт, пов’язаних з інтрогресією чужинних генів в геном пшениці (Barber et al., 1968, McIntosh et al., 1998). 4. Акцент уваги дослідників – на молекули ДНК, поліморфізм яких використано для розробки двох типів молекулярних маркерів: RFLP-маркери та PCR-маркери і числені їх варіанти. Основний метод – біохімічні методики для роботи з ДНК. Практичний результат – створення молекулярно-генетичних RFLP-карт для всіх семи гомеологічних груп хромосом пшениці і декотрих споріднених видів та демонстрація можливості “етикетування” молекулярним маркером практично будь-якого гену (ознаки), коли це необхідно для генетичного аналізу і скринінгу селекційного матеріалу; формування поняття QTL (Young, Tanksley, 1989, Devos et al., 1992, 1993, Michelmore et al., 1991, Paterson et al., 1988)). На думку автора дисертації, перші три етапи розвитку генетичних досліджень пшениці характеризувались певною гармонією між матеріалом, що аналізується, і методами, що використовуються для аналізу. Змiст четвертого етапу – демонстрація відриву методів генетичного аналізу від матеріалу, який може бути запропонованим для реалізації можливостей метода. З цим пов’язано загострення цікавості до пошуку або створення рослинного матеріалу, на якому можна було б вивчити спільно з макроознаками і поліморфізм молекул ДНК.

РОЗДІЛ 2. Геномний аналіз м’якої пшениці
Дослідження, спрямоване на виявлення генетичного внеску окремих субгеномів м’якої пшениці у формування фенотипічних середніх значень за кількісними ознаками, виконано на спеціально створених штучних формах гексаплоїдної пшениці, геномно-доданих гексаплоїдах. Ці форми мають однакову геномну частину АВ і відрізняються одна від одної лише субгеномом D. Вивчений рослинний матеріал: 1) озимі сорти м’якої пшениці T.aestivum L. Кавказ (КВ) і Альбідум 114 (АЛ); 2) лінія озимої твердої пшениці T.durum Desf. var. muticitalicum Dorof. et Filat. (МІ); 3) п’ять геномно-доданих форм з одним і тим же субгеномом АВ, який є геномом лінії МІ, і різними субгеномами D: від сорту Кальянсона (КС) у форми Dкс, від сорту КВ – у Dкв, від сорту АЛ – у Dал, від Aegilops tauschii (Coss.) Schmal. var. strangulata (к-28) у форми Dt28 та var. eusquarrosa (к-346) у форми Dt346; 4) F1 від схрещування перерахованих форм за діалельною схемою без реципроків. Вивчено ознаки: дата колосіння (кількість днів від 1-го травня), довжина стебла (ДС, см), довжина верхнього міжвузля (ДМ, см), довжина колоса (ДК, мм), кількість колосків у головному колосі (ККК, шт.), довжина (ДЛ, см) і ширина (ШЛ, мм) листка, діаметр стебла під колосом (Д, мм), кількість (КЗК, шт.) і маса зерен (МЗК, г) з головного колоса, маса одного зерна (МОЗ, мг).
Відповідність розподілу рослин за фенотипічними класами у вивчених популяціях за кожною з ознак нормальному законовi було встановлено. Стандартна статистична обробка даних та розрахунки з використанням вибраних критеріїв і методів виконано за допомогою пакету статистичних програм QUATTRO PRO, версія 4. Для виявлення генетичних ефектів субгеномів D і АВ м’якої пшениці стосовно низки вивчених ознак використали концептуальну основу і термінологію біометричної генетики (Mather, Jinks, 1971). Геном гексаплоїдної пшениці розглядали як сукупність двох генетичних одиниць, D і АВ. В середині кожної з цих одиниць відношення будуються як між алелями одного гена – адитивність [d] або домінування [h]. Між одиницями можуть мати місце звичайні міжгенні взаємодії – різні сполучення ефектів [i] (взаємодія гомозигот), [j] (взаємодія гомозигот з гетерозиготами), [l] (взаємодія гетерозигот з гетерозиготами).
Вихідним було припущення про адитивно-домінантну дію геномів AB та D. Адитивно-домінантну модель наповнювали результатами вивчення семи батьківських форм і 21 гібрида між ними (мал. 1А) за кожною з 11 кількісних ознак. Модель включала параметр m – середнє значення, [P] – ефект плоїдності (оскільки одна з батьківських форм була не гекса-, а тетраплоїдом, а отримані за її участю гібриди – пентаплоїдами), шість параметрів [d], дев’ять параметрів [h] для різних субгеномів D та АВ. Числові значення параметрів визначали, використовуючи тест об’єднаного шкалювання Каваллі (цит. за Mather, Jinks, 1971). Емпіричні та теоретичні середні значення порівнювали методом 2.. Неадекватність адитивно-домінантної моделі дослідним даним було показано для кожної з вивчених ознак. Розгляд складових частин величин 2 виявив, що перевищення останніми критичного рівня завжди відбувається за рахунок одних і тих же сімей – при сполученні субгеномів AB і D, коли гетерозиготний один з них ([j], в нашому випадку це 8 параметрів) або обидва (взаємодія [l], 7 параметрів). Наявна кількість сімей не дала змоги додатково ввести до повної моделі всі 15 параметрів взаємодії. Для продовження аналізу тестували окремо дві моделі: 1) з 12 параметрами та 15 сім’ями, що враховують розбіжності лише за субгеномом D на тлі одного і того ж субгенома АВ (мал. 1Б); 2) з 5 параметрами та шістьма сім’ями з різними субгеномами АВ на тлi одного й того ж D (мал. 1В). Перша адитивно-домінантна модель виявилася адекватною для всіх ознак, тобто генетичні розбіжності між різними субгеномами D можна описати, приймаючи до уваги лише адитивні і домінантні ефекти. При розбіжності субгеномів АВ на тлі одного і того ж субгеному D адитивно-домінантна модель була адекватною лише у кількох випадках. Це може бути пов’язано з наявністю взаємодії частини АВ з субгеномом D або зумовлено тетраплоїдною природою частини АВ. Геномна структура компонентів схрещування (мал. 1В) дала змогу визначити лише взаємодію [j]. Адекватність моделі з урахуванням цього параметру було доведено у більшості випадків.
А КВ АЛ
. .

Dt28 . . МІ

DАЛ. . DКС

.
DКВ
Різні субгеноми АВ та D (повна схема схрещувань)
Б МІ . . DКС В МІ. . КВ(АЛ)

Dt28. .DКВ
. .
DАЛ DКВ(АЛ)
Відрізняються лише субгеноми D Відрізняються лише субгеноми АВ
Мал. 1. Схеми вибору сімей для побудови різних моделей:
А – 7 компонентів схрещування і 21 гібрид F1 за діалельною схемою без реципроків; Б – 5 компонентів схрещування і 10 гібридів F1 між ними; В – 3 компоненти схрещування і 3 гібриди F1

Геномний аналіз м’якої пшениці за субгеномами D і АВ виявив деякі загальні риси, властиві кожному з них (мал. 2): субгеном D привніс до гексаплоїду гени більш раннього виколошування, зменшення кількості колосків у колосі і кількості зерен у ньому та гени збільшення довжини ко-лоса і збільшення маси одного зерна. За вегетативними ознаками вплив суб-геному D, що належить сортам м’якої пшениці, проявляється у збільшенні середніх значень цих ознак, а з D від егілопсу – в зменшенні. Адитивний ефект субгеному АВ спрямовано у протилежний бік у порівнянні з дією D геному для ознак дата колосіння, кількість колосків у колосі та маса од-ного зерна і всіх вегетативних ознак рослини.
Геномний аналіз морозостійкості м’якої пшениці виконано при порів-нянні п’яти субгеномів D та трьох субгеномів АВ. Гени субгеному D харак-теризуються домінантним, а гени субгеному АВ – адитивним ефектом між-алельної взаємодії. Міжгеномна взаємодія адитивна. Субгеном АВ робить більшій внесок у морозостійкість гексаплоїду у порівнянні з субгеномом D того ж сорту пшениці: Aал>ABкв>Dал>Dкв>Dt346>ABми>Dt28.

РОЗДІЛ 3. Генетичний аналіз субгеному D м’якої
пшениці за кількісними ознаками
3.1. Діалельний аналіз гібридів першого покоління. Досліджували геномно-додані форми Dкс, Dкв, Dал, Dt28 та Dt346 і F1 від схрещувань цих форм за діалельною схемою без реципроків (мал. 3). Вивчені ознаки – ті ж, що і в розділі 2 за виключенням дати колосіння і діаметру стебла. Результати оцінювання рослин аналізували в два етапи: 1) дисперсійний та регре-сійний аналіз варіанс-коваріанс для перевірки адекватності адитивно-домі-нантної моделі; 2) у випадку адекватності цієї моделі проводився дис-персійний аналіз даних оцінювання з наступним розкладанням дисперсії на компоненти. Аналіз діалельних таблиць виконано за Хейманом (Hayman, 1954), Акселем та Джонсоном (Aksel, Jonson, 1963). Результати узагальнено в табл. 1 та 2.

1989 та 1990 роки 1993 рік 1996 рік

Dкс Dкв Dкв Dкс Dкв

Dt346 Dкс Dал
Dал Dt28 Dал Dt28
Dt28

Мал. 3. Схеми схрещування геномно-доданих форм.

Є лише два загальних для всіх вивчених ознак висновки про характер їх генетичного контролю: має місце участь генів як з адитивним, так і з домінантним типом міжалельної дії, і кількість генів, що збільшують чисельний вираз ознаки (u), практично ніколи не дорівнює кількості генів, що зменшують це значення (v). За весь період досліджень було вивчено загалом 35 комплексів “рік дослідження-ознака”. Ознаки стебла, листка, а також ознака “дата колосіння” і “жорсткість луски” умовно віднес-ли до вегетативних ознак (всього 18 комплексів) і відділили її від ознак колоса як найбільш помітних компонентів урожайності – маса одного зер-на, довжина колоса, кількість колосків у колосі, кількість зерен з коло-са, маса зерна з колоса (17 комплексів). З 18 комплексів за участю ве-гетативних ознак 14 могли бути описані за допомогою адитивно-до-мінантної моделі генетичного контролю, але лише для 7 з 17 комплексів за ознаками продуктивності була адекватною ця ж модель. Тобто взаємодія між генами частіше має місце в контролі ознак продуктивності, ніж ознак вегетативних. Серед генів, що контролюють обидва типи ознак, в гене-тичному пулі вивчених форм переважають гени, за незначними виключеннями, з рецесивним типом міжалельної взаємодії. Напрямок дії домінантних генів відрізняється нестабільністю в різні роки дослідження для трьох ознак: довжина стебла, довжина і ширина листка. І максимальна кількість домінантних алелів завжди була притаманна тому компоненту схрещування, фенотип якого відповідав напрямку дії домінантних генів.
3.2.Генетичний аналіз за даними оцінювання F1, F2 та беккросів до кожного з батьків. Компоненти схрещування та схеми отримання гібридів наведено на мал. 3. В 1989 році для всіх комбінацій схрещування вивчено гібриди першого і другого поколінь, в усі інші роки – F1, F2 та беккроси першого покоління до кожного з батьків. Вивчені ознаки – ті ж, що й у підрозділі 3.1. Для аналізу результатів оцінювання ознак використано об’єднаний тест Каваллі. В пошуках адекватної моделі тестували дві моделі: адитивно-домінантну і модель з урахуванням взаємодії двох генів. Адитивно-домінантна модель часто виявляється придатною для опису вегетативних ознак і довжини колоса (мал. 4). При аналізі генотипів за генами, що контролюють ознаки продуктивності колоса, для опису розбіжностей майже завжди доводиться звертатися до моделі з урахуванням взаємодії між двома генами. В низці випадків підібрати адекватну модель не вдалося, оскільки кількість наявних у нашому розпорядженні сімей не давало змоги розглядати моделі більш складні, ніж з участю двох взаємодіючих генів. Найбільша кількість комбінацій, для яких в жоден рік дослідження не вдалося підібрати адекватної моделі, спостерігається для ознак довжина і ширина листка, довжина колоса та жорсткість колоскової луски. На нашу думку, є три різні причини такого стану справ. Ознаки довжина і ширина листка, на відміну від інших вегетативних ознак, виявилось важко оцінювати через неконтрольовані та безсистемні спотворення. В контролі ознаки жорсткість луски бере участь кілька генів і два з них зчеплені (розділ 4 дисертації). Для створення моделі, що враховує зчеплення генів, які взаємодіють, не було потрібної кількості сімей. Ознаку довжина колоса оцінювати дуже просто, і якщо не вдається побудувати адекватної моделі для опису її контролю, то це пов’язано або з перевищенням кількості генів, що взаємодіють (більше двох), або, як для жорсткості луски, в контролі беруть участь гени, що зчеплені. В абсолютній більшості випадків в контролі всіх ознак всіх комбінацій схрещування значущими виявляються позитивні адитивні ефекти міжалельної взаємодії ([d]). Винятків було кілька: дію алелів спрямовано в сторону зменшення ознаки кількість зерен у колосі в комбінації Dквх Dt28 і параметр [d] виявився незначущим для ознак довжина стебла і міжвузля в комбінації DквхDt346, довжина і ширина листка в комбінації Dкс х Dt346, кількість зерен у колосі в комбінації Dкв х Dал, маса зерен в
комбінаціях Dксх Dал, Dксх Dt28, Dкв х Dал і маса одного зерна в комбінації Dксх Dкв. В цих випадках значущий внесок у фенотипічний вираз ознаки належить або домінантному ефекту алелів, або міжгенній взаємодії. Домінантна дія алелів виявляється значущою також доволі часто. Порівняння напрямку дії домінантних алелів знову поділяє досліджені ознаки на дві групи: вегетативні, в їх контролі беруть участь домінантні алелі, що діють у напрямку як збільшення фенотипічного виразу ознаки, так і в напрямку його зменшення; ознаки продуктивності, для яких частіше виявляються алелі, що діють в напрямку зменшення числового виразу ознаки. Аналогічну картину спостерігаємо при вивченні параметру [i]: для ознак довжина стебла і міжвузля він завжди позитивний і більшою мірою позитивний для ознаки маса одного зерна. Для інших ознак продуктивності і жорсткості колоскової луски негативні значення цього параметру зустрічались частіше.
Вивчення великої кількості сімей (від 4 до 10 в залежності від року дослідження і комбінації схрещування) в рамках тесту масштабного шкалювання стосовно загальної характеристики генотипічних особливостей D геномів, що вивчаються, дало, загалом, ту ж картину, що й вивчення гібридів першого покоління від схрещування геномів D за діалельною схемою. Для опису системи генів, що беруть участь в контролі ознак вегетативної частини рослини, часто виявляється придатною адитивно-домінантна модель, а в контролі ознак продуктивності колоса до генів з адитивно-домінантним типом дії приєднуються гени з епістатичним типом міжгенної взаємодії. Порівняння результатів, отриманих при оцінюванні принципово різних наборів популяцій ( батьківські популяції та F1, що не розчеплюються, в діалельному аналізі і батьківські популяції та F1, що не розчеплюються і популяції, що розчеплюються; F2, перший беккрос до кожного з батьків, F3 і ще три різні популяції від схрещування рослин F2 з F1 і з кожним з батьків в об’єднаному тесті Каваллі) виявило дуже виразно, що загальна характеристика всіх компонентів схрещування за їх генотипічною структурою в цілому не є простою сумою характеристик, яку ми отримуємо в тесті Каваллі для кожної конкретної батьківської пари. Зроблено висновок, що основна інформація, яку можна здобути з результатів діалельного аналізу, стосується співвідношення рецесивних і домінантних генів в популяції і постійності цих співвідношень з року в рік. Всі інші характеристики вивчених генотипів потрібно отримати з результатів тесту Каваллі з тією істотною перевагою перед результатами, отриманими з діалельного аналізу, що вони стосуватимуться кожної конкретної пари геномів D, що вивчаються, а не всієї популяції вивчених форм в цілому.

РОЗДІЛ 4. Генетичний аналіз субгеному D м’якої пшениці за
ознаками морфології рослини і деякими білками
Геномно-додані форми і гібриди, отримані від циклічних схрещувань (мал. 3), вивчали за морфологічними (наявність/відсутність воскового нальоту, забарвлення стиглого колосу, розподіл забарвлення на лусці та опушення колоскової луски, борідка, остевидні відростки, жорсткість колоскової луски, вдавленість основи колоскової луски, забарвлення зернівки) і біохімічними (електрофоретичні спектри глютенінів, гліадинів, бета-амілази) ознаками. Використовуючи традиційні прийоми гібридологічного аналізу, виконали генетичний аналіз аналізованих субгеномів D за перерахованими ознаками, встановивши кількість генів, що беруть участь в контролі цих ознак, тип міжалельної та міжгенної взаємодії.
За генами, що контролюють ознаку наявність/відсутність воскового нальоту на рослині досліджувані форми мають генотипи: Dкс, Dкв, Dал – W1(2B)W2i(2D), Dt28- W1(2B)W2I(2D), а сама ознака може бути маркером хромосоми 2D (Tsunewaki, 1966). Пенетрантність повна. Контроль ознаки колір стиглої колоскової луски здійснюється генами Rg2 та Rg3,що зчеплені і які взаємодіють за типом комулятивної полімерії за участю рецесивного інгібітора Rg3i. Встано-влено генотипичні формули: Dкс – rg2Rg3Rg3I, Dкв і Dал- rg2Rg3Rg3i, Dt28 – Rg2rg3Rg3I. Rg2 локалізовано на хромосомі 1D (Rowland, Kerber, 1974), тому колір стиглої луски слугує маркером цієї хромосоми. Розподіл пігменту на ко-лосковій лусці контролюється домінантним геном з доброю експресивністю і повною пенетрантністю. Ген ідентифіковано вперше. Генотипи: Dкс, Dал та Dt28 Cd1I, Dкв – Cd1i. Ознака опушення колоскової луски контролюється кількома генами. Два з них відповідають за густоту опушення (Hg та Hgi-HgI) і два – за рівномірність його розподілу по лусці. Генотипи: Dкс – Hg(1A)hg2 HgIhg3, Dкв 1Hg(1A)hg2HgiHg3, Dал- Hg(1A)Hg2HgIhg3, Dt28- Hg(1A) Hg2Hgihg3. Як маркерна ознака може бути використана лише в декількох комбінаціях схрещування. Опушення основи членика колосового стрижня (борідка) є під контролем генів Br1, домінантного і Br2, напівдомінантного. Гени ідентифіковано вперше. Генотипи вивчених форм: Dкс та Dал – br1Br2, Dкв – br1br2, Dt28 – Br1Br2. Як маркерний краще підходить той ген, який відрізняє Dt28 від Dкс і 1Dал. Жорсткість колоскової луски контролюється генами Tg (Kerber, Rowland, 1974) і Tg2 (ідентифиіковано вперше) – напівдомінантними і зчепленими, хромосома 2D. Рецесивні алелі tg2 відповідають за формування вдавленості в основі колоскової луски. Генетичний контроль цієї ознаки встановлено в цьому дослідженні вперше. Генотипи: Dкс – tgTg2кс, Dкв – tgtg2, Dал – tgTg2ал, Dt28 – TgTg2кс. Ген R1 (червоне забарвлення зернівки, форми Dкв і Dt28) маркерують хромосому 3D (McIntosh et al., 1998), рецесивні алелі контролюють білий колір зернівки (форми Dкс та Dал). За генами Glu-D1(Bietz et al., 1975; Lawrence, Shepherd, 1980) відрізнялися один від одного всі геноми, крім Dкв та Dал, за генами Gli-D1 (Mecham et al., 1978; Созинов с соавт., 1978) і Gli-D2 (Shepherd, 1968) – всі геноми, за генами -Amy-D1 (Ainsworth, 1983) – геном Dt28 від будь-якої з трьох інших форм. Перераховані локуси можуть бути використані як маркери хромосом 1D, 6D та 4D, відповідно.

РОЗДІЛ 5. Використання генів-маркерів для
генетичного аналізу субгенома D
Хромосомну локалізацію ідентифікованих генів, що контролюють морфологічні ознаки пшениці, виконали за фактом їх зчеплення з генами, локалізація яких відома (McIntosh et al., 1998), використовуючи критерій узгодженості для чотирипільних таблиць (Бейли, 1964). У відповідності з отриманими результатами вивчені генотипи можна описати певними генотипічними формулами стосовно всіх вивчених якісних ознак з вказуванням хромосомної локалізації генів (табл. 3).
Таблиця 3. Генотипи геномно-доданих форм за генами морфологічних ознак,
що вивчалися, та їх хромосомна локалізація
Ознаки Dкс Dкв Dал Dt28
Восковий наліт W2i W2i W2i W2I
Колір стиглого колосу rg2Rg3Rg3I Rg2Rg3Rg3i rg2Rg3Rg3i Rg2rg3Rg3I
Розподіл пігменту на лусці CdI Cdi CdI CdI
Опушення луски hg2HgIhg3 hg2HgiHg3 Hg2HgIhg3 Hg2Hgihg3
Остистість BnBn+1 bnbn+1 bnbn+1 BnBn+1
Борідка br1Br2 br1br2 br1Br2 Br1Br2
Жорсткість луски tgaTg2 tgtg2 tgbTg2 TgaTg2
Колір зернівки r1 R1 r1 R1
Хромосомна локалізація
1D 2D 3D 4D 6D
Rg2 W i R1 -Amy-D1 Gli-D2
Rg3 Tg Tg3
Glu-D Tg2
Gli-D1 Cd I
Hg I Br2
Br1

При вивченні кількісних ознак з метою встановлення хромосомної локалізації головних генів, які контролюють розвиток кількісних ознак, використали два підходи: аналіз дисперсій і порівняння середніх значень. Дисперсії аналізували за схемою двофакторного дисперсійного аналізу за факторами генотип і повторність (Лакин, 1980). Порівняння середніх значень виконували за критерієм Стьюдента, дотримуючись розробленого нами алгоритму: 1. З популяції F2 вибирали дві групи рослин, одна з яких має материнський фенотип за певною ознакою-маркером, а друга – батьківський із середніми значеннями F2M1sM1 та F2M2+sM2. Якщо різниця між цими середніми не була значуща, всі такі випадки виключали з подальшого аналізу групових середніх, спрямованого на локалізацію головних генів кількісних ознак. Коли різниця була значуща, переходили до другого пункту. 2. Емпіричне середнє значення групи, F2M1sM1 або F2M2sM2, порівнювали з теоретично очікуваним середнім значенням, вирахованим, виходячи з генотипічних формул моно і дигібридного розчеплень в F2, прийнятих в біометричній генетиці (Mather, Jinks 1971). Як генетичні ефекти використовували емпіричні значення параметрів, вирахувані в підрозділі 3.2 дисертації.
Результати наших досліджень (табл. 3) та відомості про характер успадкування і хромосомну локалізацію певних генів (McIntosh et al., 1998) було використано для хромосомної локалізації головних генів, що беруть участь в контролі кількісних ознак з числа нами вивчених. Одержані результати узагальнено в табл. 4. Комбінаціями, найбільш перспективними для подальшої роботи з ідентифікації і вивчення QTL, виявились: Dкс х Dt28 для ознак довжина стебла, міжвузля і листка, Dкв х Dt28 для ознак кількість колосків у колосі, маса зерен з головного колоса, маса одного зерна, Dксх Dкв для ознак довжина колоса і кількість колосків у колосі.

РОЗДІЛ 6. Інтрогресивна гібридизація м’якої пшениці: методи і
перспективи цього напрямку досліджень (огляд літератури)
Аналіз сучасного стану досліджень в галузі інтрогресивної гібридизації пшениці виявив кілька напрямків, що в них розробляється проблема. Перш за все, лишається актуальним пошук джерел корисних генів. Сучасні роботи характеризуються двома помітними особливостями. Перша: до схрещувань залучаються все більш віддалені споріднені м’якій пшениці види і роди злаків і створюються гібриди за участю трьох і чотирьох вихідних компонентів (Zhuang et al., 1988, Tang et al., 1997). Це пов’язано з успіхами досліджень, спрямованих на подолання інконгруентності схрещувань за рахунок удосконалення методів вирощування гаметофітів і гібридних зародків та ще сучасніших методів. І друга: умовою досягнення мети віддаленої гібридизації- інтрогресії потрібного гена або кількох генів – стає використання генів-

Таблиця 4. Хромосомна локалізація і напрямок дії головних генів, що беруть
участь в генетичному контролі мірних ознак пшениці
_________________________________________________________________
Ознака1 Хромосома 1 Хромосома 2 Хром.3 Хром.4 Хром.6
Glu Gli1 HgI Rg1 Br1 WI Tg Tg2 Br2 CdI1 R1 -Amy1 Gli2
Dкс
ДС – 2 – + +  – + + + – + +
ДМ – + +  + – + – – + –  +
ДЛ – + + – +  + + + + + – +
ШЛ + +   – + + – – – + – +
ДК +    + +  – + + + + 
ККК + + +  + – + + + + – – +
МЗК – + +  – + + – – + + + +
МОЗ + + +  – + + + + + – + +
ЖКЛ + – +  + –  + + + – – –
Dкв
ДС – + + + – – + – +  + + +
ДМ – + +  – – + – – + + – +
ШЛ – +   – – + – – – + – +
ДК +    – –  – + + + – 
ККК + + +  – – + + + + + + +
МЗК  + +  – – + + – + + + +
МОЗ + + +  –  + + + + + + +
ЖКЛ + + +  – –  + + + – – –
Dал
ДС – +  + – – – – – – + + +
ДМ – + +  + – + – – – + – +
ШЛ – +  + – + + – – – + – +
ДК + + + + + +  – + – + – –
МЗК + + – +   + + – + + + –
МОЗ + + – + +  + – – – + + +
Dt28
ДС –   + +  + – –  – + +
ДМ – + +  + – + – – + –  +
ДЛ – + + + +  – – – – – – +
ЧЗК + + +  + + + – – + + + –
МЗК  + + +   + – – – + + +
МОЗ  + +  –  + – – + + – –
________________________________
1 Позначення ознак на стор. 5.
2 + розбіжності між середніми F2M1sM1 та F2M2+sM2 значущі лише за резуль татами дисперсійного аналізу; – значущих розбіжностей не знайдено;
 є QTL, що збільшує вираз ознаки;  є QTL, що зменшує вираз ознаки.

маркерів (Gale et al., 1984, Marais, 1992, Koebner, 1995). В першу чергу це стосується ознак, безпосереднє оцінювання яких в гібридних популяціях, що розчеплюються, серйозно ускладнене (стійкість до летючої сажки, фузаріозу та ін.). Другий комплекс завдань – зменшення обсягу чужинного матеріалу, що вноситься в геном пшениці, до того мінімуму, коли потрібну ознаку ще не зруйновано, але побіжної ознаки вже нема. Роботи розгортаються одночасно в кількох напрямках. 1. Вивчення успадкування ознаки, що передається. Якщо ознаку не можна передати у пшеницю в тому вигляді, в якому вона викликає наше схвалення у спорідненого виду (наприклад, вміст білка в зерні і лізину в білці, стійкість до низьких температур), краще це встановити завчасно і визначити стратегію і тактику роботи з такою ознакою або взагалі відмовитися від інтрогресії (Muramatsu et al., 1983, Porceddu et al., 1988) . 2. Індукція рекомбінацій і транслокацій. Сама опрацьована до цього часу частина проблеми (Sears, 1956, 1982, Okomoto, 1957, Knott, 1961, Lapitan et al., 1984, Maan , 1988) . В сучасний період основну увагу надають методам скринінгу популяцій, що розчеплюються, для виявлення продуктів інтрогресії. Набуває значення “етикетування” потрібних ділянок хромосом маркерами різної природи. На перший план тут скоро визначиться завдання виявлення не просто продуктів інтрогресії різної якості, а таких трансферів, де відбувся реципрокний і такий незначний за обсягом обмін генетичним матеріалом, що в результаті матимемо справу з менделюючими генами (Thomas et al., 1998). Це – ідеальний результат інтрогресії.
Третій комплекс завдань по своїй суті є нічим іншим, як перехід до цілеспрямованого конструювання геному пшениці, матеріальна основа для якого виробляється зараз позитивними результатами віддаленої гіб-ридизації. На питання: які гени потрібно синтезувати, щоб забезпечити стійкість, наприклад, до іржі або до надлишку алюмінію у грунті – дасть відповідь лише вивчення тонкої структури самих генів. Але їх спочатку потрібно буде знайти, створити умови для порівняння з альтернативним алелем, вивчити механізм, яким забезпечується розвиток потрібної ознаки, а вже потім переходити до синтезу потрібного гена. На думку пошукача, всі ознаки адаптивності, на які ми хочемо покращити пшеницю, поділяються на дві групи: фактор, що погано впливає на пшеницю, піддається генетично зумовленій мінливості (хвороби, шкідники); стресовий фактор не піддається генетичній мінливості і не буде змінюватися разом з генами стійкості до нього (стійкість до зимових стресів, посухи, неоптимального складу грунту). Щоб забезпечити пшениці стійкість до факторів другої групи, є сенс витрачати сили і засоби на перенесення генів стійкості від дикорослих родичів до пшеници тому, що наслідками перенесення ми будемо користуватися дуже довго. Стійкість пшениці до факторів першої групи ми спробуємо забезпечити шляхом перенесення генів стійкості у пшеницю від родичів лише тому, що нічого іншого поки що не вміємо. І створювати матеріальну основу з рослин, на яких можна дослідити тонку структуру гену і наслідки наших втручань в неї, простіше всього, мабуть, використовуючи реально існуючі в природі гени, яких немає у м’якої пшениці, але які можна внести до її геному.

РОЗДІЛ 7. Створення інтрогресивних ліній м’якої пшениці
з використанням геномно-заміщених гексаплоїдів
Геномно-заміщеними формами пшениці ми назвали гексаплоїди, отримані як звичайні амфідиплоїди тетраплоїдного компонента ААВВ м’якої пшениці сорта Аврора і споріднених пшениці диплоїдних видів з роду Aegilops: Авролата (AABBUU, третій субгеном від Ae.umbellulata), Авродес (AABBSS, третій субгеном від Ae.spelto1ides), Аврозис (AABBSlSl, третій субгеном від Ae.sharonensis). За методом створення і засобома подальшої роботи сюди ж відноситься форма Авроаг, неповний амфідиплоїд тетра-Аврори і виду Agropyron glaucum (Жиров, Терновская, 1984). Результатом багаторічної цілеспрямованої роботи з великою кількістю ліній, отриманих від схрещування геномно-заміщених гексаплоїдів м’якої пшниці і Авроага з сортом Аврора стало створення чужинно-заміщених ліній м’якої пшениці, в яких від одної до трьох пар хромосом субгеному D пшениці заміщено гомеологічними хромосомами перерахованих споріднених пшениці видів. Отримано також чужинно-транслокаційні лінії. Факт наявності заміщення або транслокації в лініях встановлювали шляхом вивчення асоціацій хромосом в МI мейозу МКП гібридів від схрещування аналізованої лінії з сортом пшениці Аврора. Ідентифікація чужинних включень стосовно їх належності до групи гомеологічних хромосом виконано шляхом скринінгу всього наявного розмаїття ліній з чужинними хромосомами (транслокаціями) методом електрофорезу запасних білків зерна та низки ферментних систем (білок-кодуючі гени-маркери хромосом). З 7 гомеологічних груп хромосом білковими маркерами в даному дослідженні було помічено п’ять: 1, 3, 4, 6 та 7. За кожною з них в гексаплоїдних лініях пшениці було виявлено заміщення пшеничної хромосоми з субгеному D на чужинну гомеологічну, як по одній хромосомі (одинарні заміщення), так і по різним їх поєднанням (множинні заміщення). Таким чином було доведено придатність методу “змішування” хромосом різних геномів (U+D, S+D, Sl+D, X (пирію) +D) в межах одного диплоїдного субгеному гексаплоїдного організму, запропонованого і теоретично розробленого Жировим (Жиров, Терновская, 1984) для створення чужинно-заміщених ліній пшениці з одинарними і множинними заміщеннями. Нами вперше в світі отримано чужинно-заміщені лінії пшениці з хромосомами Ae.sharonensis, іншими ніж 4Sl (відома як гаметоцидна хромосома), і які не містять її як хромосому, обов’язкову для забезпечення нормальної життєздатності і функціонування гамет. Це – ще одне свідчення ефективності методу змішування” хромосом в межах одного субгеному гексаплоїда для створення чужинно-заміщених ліній і деяких його переваг перед класичним методом, розробленим O’Mara і Jenkins (O’Mara, 1940, Jenkins, 1968). Упорядкування розмаїття наявних чужинно-заміщених ліній за гомеологічною належністю чужинних хромосом, що замістили пшеничні, за допомогою білок-кодуючих генів-маркерів і наступне вивчення цих ліній за всіма ознаками морфології рослин, якими вони відрізняються від сорту пшениці Аврора, дало змогу виявити морфологічні ознаки, пов’язані з хромосомами 1, 3, 6 та 7 гомеологічних груп. Ці результати виявляються дуже корисними для візуального оцінювання продуктів інтрогресивної гібридизації і генетичного аналізу ознак, поява чужинних градацій яких в м’якій пшениці є небажаним наслідком інтрогресії чужинного генетичного матеріалу (ламкість колосового стрижня, жорсткість луски, чорний колір колоса).

РОЗДІЛ 8. Обговорення головних результатів роботи
Використання деполіплоїдизованих до диплоїдного рівня розчеплення за генами субгеному D алогексаплоїдних геномно-доданих форм м’якої пшениці дало змогу виконати їх генетичний аналіз за низкою ознак морфології рослин і деякими кількісними ознаками. Отримавши низку популяцій від схрещувань 4 і 5 геномно-доданих форм за циклічною схемою схрещування, використали класичні методи гібридологічного аналізу для встановлення генотипів геномно-доданих форм за деякими уже відомими генами, що контролюють ознаки забарвлення, опушення і жорсткості колоскової луски, біохімічні ознаки і для ідентифікації декількох нових генів, розподіл опушення і забарвлення на колосковій лусці, вдавленість основи колоскової луски, опушення основи членика колосового стрижня. Для генетичного аналізу за кількісними ознаками використовували два підходи, добре відомих в біометричній генетиці: діалельний аналіз і тест сумісного шкалювання Каваллі (Mather, Jinks, 1971). Кількісні ознаки аналізували на двох рівнях їх генетичного контролю: геномному, виявляючи внесок окремих частин, АВ та D, складного генома АВD в формуванні вивчених ознак та генетичному в межах субгенома D, гени якого розчеплюються на тлі незмінної частини АВ складного геному АВD. Результати такого аналізу дали змогу виявити розбіжності в генетичних системах, що вони контролюють окреми ознаки, у залежності від характеру ознаки: переважання адитивно-домінантної взаємодії генів і алелів, коли контролюються ознаки вегетативної частини рослини, і наявність епістатичної міжгенної взаємодії (в абсолютній більшості випадків – дуплікатна взаємодія), коли контролюються ознаки-компоненти продуктивності рослини. Знайдено відмінності в генетичних структурах субгенома D у залежності від його походження: субгеном D, що є геномом дикорослого виду Ae.tauschii, відрізняється за своєю генетичною структурою від всіх субгеномів D, що беруть своє походження від сортів культивованої м’якої пшениці більш частим виявленням значущих величин [h] у порівнянні з величинами [d] і більшою кількістю генів, що взаємодіють. Знайдені розбіжності в генетичних структурах потрібно розглядати як наслідок тривалого штучного добору і результати дослідження можуть бути осмислені та використані при прогнозуванні результатів впливу напрямку і методів добору на отримувану в результаті генотипічну структуру популяції.
Результати генетичного аналізу субгеному D за якісними ознаками дали змогу маркерувати генами-маркерами п’ять з семи хромосом цього субгеному пшениці. Генетичний аналіз за кількісними ознаками надав інформацію про те, які комбінації схрещувань і для яких ознак доцільно аналізувати далі. Використуючи результати генаналізу за генами-маркерами і генами, що контролюють кількісні ознаками та феномен зчеплення других з першими, можна вказати хромосоми – найбільш вірогідні носії QTL за окремими кількіснимі ознаками. Одержана в дослідженні інформація про генетичну структуру вивчених форм, з одного боку, збагачує наші знання про генетичну будову м’якої пшениці, з другого – дає поштовх продовженню досліджень, спрямованих на картування QTL, що вже знайшли свою хромосомну локалізацію. Виявлено оптимальні комбінації схрещувань з числа вивчених, з якими є сенс працювати далі, залучаючи молекулярно-генетичні маркери.
Наші дослідження, пов’язані з віддаленою гібридизацією, можна характеризувати як використання продуктів непрямої деполіплоїдизації пшениці для оптимізації процесу інтрогресії на хромосомному рівні передачі чужинного генетичного матеріалу. Всі розбіжності між чужинно-заміщеними гексаплоїдними лініями пов’язані з генотипічною різницею лише за одним з трьох субгеномів: частина ААВВ у них однакова і є однойменним тетра-компонентом сорту м’якої пшениці Аврора, а в диплоїдному субгеномі DD відбулися і були нами ідентифіковані зміни на хромосомному (заміщення цілої хромосоми) або субхромосомному (транслокації) рівнях. Отриманий в результаті рослинний матеріал є цікавим в двох відношеннях. По-перше, його збагачено включеннями чужинного генетичного матеріалу в різних обсягах і в різних сполученнях і може бути використано як безпосереднє джерело генів, що контролюють корисні ознаки і які вже перенесено на генетичне тло м’якої пшениці. Лінії відносно стабільні, самофертильні і схрещуються без обмежень з будь-якими cортами м’якої пшениці. По-друге, серед цих гексаплоїдних ліній, які відрізняються одна від одної на диплоїдному рівні, може виби-ратися рослинний матеріал, придатний для скрещувань з метою генетичного аналізу пшениці за окремими ознаками. Однак використовувати ці лінії в ана-літичних дослідженнях потрібно з урахуванням тієї обставини, що в контролі ознаки братимуть участь гени, транслоковані на хромосоми пшениці у складі різного обсягу чужинного хроматину. І це не можна забувати при розробці методики експерименту і інтерпретації результатів, що спостерігаються.
Заключення
Результати генетичного аналізу субгенома D, виконаного в даній роботі дво-ма зовсім різними способами: звичайний гібридологічний аналіз за участю форм, які контрастні за ознакою, що вивчається, і аналіз за фенотипічним ефектом відсутності певної D-хромосоми – ні в чому не вступили у протиріччя один з одним. Можна зробити висновок, що непряма деполіплоїдизація алогексаплоїдної м’якої пшениці з метою зведення рівня розчеплення до диплоїдного хоча б для одного геному є ефективним способом створення рослинного матерілу, максимально пристосованого для його генетичного аналізу всіма можливими і доступними нам методами сучасної генетики. Деполіплоїдизація алогексаплоїду, що призводить до диплоїдного рівня розбіжностей за однією з кількох частин складного генома, розробка і апробація схем використання такого матеріалу в генетичних дослідженнях є внеском в теорію і практику генетичного аналізу і може слугувати методом аналізу не лише м’якої пшениці, але й інших алополіплоїдних видів-самозапилювачів.

ВИСНОВКИ
1. М’яка пшениця Triticum aestivum L. значно поступається іншим провідним сільскогосподарським культурам за ступенем генетичної вивченості через складність структури свого геному; на думку фахівців, сучасний генофонд м’якої пшениці збіднілий на гени та їх сполучення, що забезпечують стійкість м’якої пшениці до абіотичних та біотичних несприятливих факторів. Найбільш важливими завданнями цитогенетики пшениці є створення рослинного матеріалу, який дозволяє виконувати генетичний аналіз м’якої пшениці незважаючи на гексаплоїдну природу її геному, та отримання інтрогресивних форм м’якої пшениці, що вони мають у своєму геномі різні обсяги чужинного генетичного матеріалу.
2. Запропоновано та апробовано на відповідному рослинному матеріалі метод генетичного аналізу алополіплоїдного рослинного організму, який де-поліплоїдизовано непрямим способім: аналізу підлягають гексаплоїдні форми пшениці (ААВВDD), геном яких складається з однакової для них усіх тетраплоїдної складової (субгеному) ААВВ та диплоїдної складової (суб-геному) DD, що за нею всі гексаплоїди відрізняються один від одного. Різниця між формами пшениці, що аналізуються, обмежена диплоїдним субгеномом D.
3. Генетичний внесок субгеномів АВ та D м’якої пшениці у фенотип гексаплоїду ААВВDD розрізняється за типом дії однойменних субгеномів (адитивно-домінантна для D та адитивно-епістатична для АВ) та напрямку їх дії (збільшення або зменшення числового вираження фенотипічної оцінки ознаки) у залежності від ознаки (вегетативна частина рослини або елементи продуктивності колосу) та від походження субгеному D. Результат дослідження корисно брати до уваги, вибираючи джерело генетичної мінливості для схрещувань, які спрямовано на збагачення генофонду м’якої пшениці.
4. Геномний аналіз м’якої пшениці за ознакою морозостійкість виявив про-відну роль субгеному АВ у порівнянні з субгеномом D у забезпеченні високої морозостійкості. Виходячи з походження м’якої пшениці та сучасних знань про морозостійкість її диплоїдних прабатьків, як перспективного компоненту схрещування в інтрогресивній гібридизації пшениці можна рекомендувати амфідиплоїд ААDD (пшениця-однозернянка х егілопс Тауша).
5. У генетичних системах субгенома D м’якої пшениці домінують алелі “u”, що збільшують середні значення ознак вегетативної частини рослини, та алелі “v”, які зменшують середні значення ознак-елементів продуктивності. Ознаки першої групи контролюються у більшості випадків генами з адитивно-домінантною міжгенною та міжалельною взаємодією; у контролі ознак продуктивності колосу беруть участь гени з дуплікатним типом взаємодії. Накопичення сполучень дуплікатних генів у генофонді виду, який культивується, пояснюється інтенсивною селекцією на ознаки, що вони знаходяться під контролем домінантних алелів “v”. Результати генетичного аналізу доцільно враховувати при визначенні обсягу виборок популяцій, що розчеплюються, і які призначені для добору трансгресивних генотипів.
6. Ідентифіковано гени, що контролюють біохімічні (синтез гліадинів, глю-тенінів та бета-амілази) та морфологічні ознаки, які можна використати як гени-маркери певних хромосом субгеному D: шість генів для хромосоми 1D, п’ять – для 2D, два гени для 3D та по одному для хромосом 4D і 6D. Серед них – уперше описані: Rg3 (колір стиглої колоскової луски), HgI (інгібітор опушення колоскової луски), Br1 i Br2 (опушення членика колосового стрижня), Tg2 і Tg3 (жорсткість колоскової луски), CdI (розподіл пігменту по колосковій лусці).
7. Запропоновано та апробовано спосіб хромосомної локалізації головних ге-нів кількісних ознак, що грунтується на результатах попереднього генетичного аналізу ознаки, яка вивчається, для визначення генетичних ефектів [d], [h], [i], [j], [l]: зчеплення гену, хромосомна локалізація якого вивчається, з геном-маркером специфічної хромосоми тестується шляхом порівняння пари середніх значень. Перший член пари є емпіричне середнє значення групи рослин F2 з маркерним фенотипом, а другий – теоретичне, що розраховується з ураху-ванням генетичних ефектів та закономірностей успадкування гену-маркера.
8. Комбінації схрещувань, що їх призначено для локалізації головних генів кількісних ознак, повинні відповідати таким вимогам: контрастні фенотипи батьків за ознакою, що досліджується, та постійність співвідношення середніх значень ознаки з року в рік; статистично значущі генетичні ефекти моделі, що адекватно описує генетичні розбіжності між батьками за кількісною ознакою,
яка вивчається.
9.У відповідності зі структурою генотипів за маркерними генам і вимогами, що висуваються до компонентів схрещування стосовно кількісної ознаки, яка вивчається, перспективними для подальшої роботи з ідентифікації і вивчення QTL є комбінації: Dкс х Dt28для ознаки довжина стебла, міжвузля і листка, Dкв х Dt28 для ознак кількість колосків у колосі, маса зерен з головного колоса, маса одного зерна, Dксх Dкв для ознак довжина колоса і кількість колосків у колосі.
10.Отримано популяції F6 рекомбінантно-інбредних ліній від схрещування усіх геномно-доданих форм за діалельною схемою. Вони фіксують мінливість гексаплоїдів, що розчеплюються на диплоїдному рівні за генами субгеному D, і будуть використовуватися для ідентифікації і картування головних генів кількісних ознак.
11.Сформовано набори гексаплоїдних ліній пшениці з заміщенням хромосом її субгеному D на гомеологічні хромосоми (ділянки хромосом) трьох видів егілопсу та одного виду пирію; окремі лінії включають одне, два або три міжгеномних заміщення хромосом, ідентифікованих за належностю до певної гомеологічної групи. Цей рослинний матеріал придатний для його генетичного аналізу за ознаками, що контролюються критичними хромосомами, та може використовуватися у селекційному процесі як джерело генів, які контролюють стійкість до листової іржі, борошнистої роси, підвищену морозостійкість та вміст білка у зерні.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Терновская Т.К. Геном D мягкой пшеницы. Диаллельный анализ вегетативных признаков растений пшеницы // Цитология и генетика. – 1994 – 28, N 1. – С. 33-41.
2. Терновская Т.К. Геном D мягкой пшеницы. Диаллельный анализ мерных признаков колоса растений пшеницы // Цитология и генетика. – 1994. – 28, N 2. – С. 36-42.
3. Терновская Т.К. Замещение хромосом генома D мягкой пшеницы хромосомами геномов U или Sl эгилопсов // Цитология и генетика. – 1994. – 28, N 5. – С. 50-55.
4. Терновская Т.К. Геном D мягкой пшеницы. Наследование некоторых признаков морфологии колоса // Цитология и генетика. 1997. – 31, N 4. – С. 9-6.
5. Терновская Т.К.Генетический анализ генома D пшеницы с использованием диаллельных скрещиваний // Цитология и генетика. 1999. – 33, N 2. – С. 3-10.
6. Терновская Т.К. Сравнительный анализ субгеномов D и AB мягкой пшеницы в отношении генетического контроля некоторых количественных признаков // Доповiдi НАН Украіни. – 1999, N 4. – С. 187-192.
7. Жиров Е.Г., Терновская Т.К. Геномная инженерия у пшеницы // Вестник с.-х. науки. – 1984. – N 10. – С. 58-66.
8. Жиров Е.Г., Терновская Т.К. Перенос генома D от мягкой пшеницы в твердую // Докл. АН СССР. – 1987. – 296. – С. 1252-1254.
9. Zhirov E.G., Ternovskaya T.K., Bessarab K.S. Investigation on wheat cyto-genetics at Krasnodar Lukyanenko Research Institute of Agriculture // EWAC Newsletter. – Plant Breeding Inst., Cambridge, 1986. – P. 48-52.
10. Zhirov E.G., Ternovskaya T.K. Substitution of D-genome in wheat // European Wheat Aneuploid Co-operative Newsletter. – Agricultural Res.Inst. of the Hungarian Acad Sci., Martonvashar and Inst. of Plant Sci. Res.Cambridge Lab., 1987. – P. 60-65.
11. Zhirov E.G., Ternovskaya T.K. Transfer of D genome from common wheat to durum wheat // Wheat Inform. Serv., 1988. – N 65.- P. 4-6.
12. Жиров Е.Г., Терновская Т.К..Мог ли быть конкурент у генома D пшеницы // Цитология и генетика. – 1989. – 24., N 3. – С. 45-48
13. Жиров Е.Г., Терновская Т.К. Бессараб К.С. Смешивание геномов в трибе Triticeae. Геном D мягкой пшеницы и геном пырея // Цитология и генетика. – 1990. – 24, N 4. – С. 15-19.
14. Жиров Е.Г., Терновская Т.К. Анализ конъюгации хромосом у гибридов пшеницы в связи с происхождением ее геномов. Диплоидные гибриды // Генетика – 1993. – 29, N 1. С. 125-134.
15. Жиров Е.Г., Терновская Т.К. Анализ конъюгации хромосом у гибридов пшеницы в связи с происхождением ее геномов. Триплоидные гибриды // Генетика. – 1993. – 29, N 1. – С. 135-143.
16. Жиров Е.Г., Терновская Т.К. Анализ конъюгации хромосом у гибридов пшеницы в связи с происхождением ее геномов. Тетраплоидные гибриды // Генетика. – 1993. – 29, N 1. С. 144-153.
17. Жиров Е.Г., Терновская Т.К. Передача пшенице Triticum aestivum L. хромосомы Aegilops sharonensis Eig., придающей ей устойчивость к мучнистой росе // Генетика. – 1993. – 29, N 4. – С. 639-645.
18.Терновская Т.К., Жиров Е.Г. Геномный анализ морозоустойчивости пшеницы // Доклады Россельхозакадемии. – 1993. – N 6. – С. 3-4.
19.Терновская Т.К., Жиров Е.Г. Геном D мягкой пшеницы. Генетический контроль признаков восковой налет, опушение колосковой чешуи и окраска
зрелого колоса // Цитология и генетика. – 1993. – 27, N 3. – С. 15-20.
20. Терновская Т.К., Жиров Е.Г. Геном D мягкой пшеницы. Генетический контроль признаков мягкость колосковой чешуи и вдавленность ее основания // Цитология и генетика. – 1993. – 27, N 5. С. 78-83.
21. Антонюк М.З., Терновская Т.К., Созинов А.А. Идентификация блоков электрофоретических компонентов запасных белков, кодируемых генами трех видов эгилопса. – Физиология и биохимия культурных растений. – 1994. – 26, N 5. – С. 474-481.
22. Антонюк М.З., Терновская Т.К. Изоферменты бета- и альфа-амилазы для идентификации генетического материала трех видов Aegilops, включенного в геном мягкой пшеницы // Цитология и генетика. – 1995. – 29, N 2. – С. 3-9.
23. Терновская Т.К., Антонюк М.З., Созинов А.А. Замещенные линии мягкой пшеницы с одной-тремя парами хромосом Aegilops sharonensis // Доповiдi НАН Украіни. – 1995, N 12. – С. 118-120.
24. Терновская Т.К., Антонюк М.З. Гены биохимических признаков как маркеры чужеродного генетического материала в геноме пшеницы // Цитология и генетика. – 1996. – 30, N 3. – С. 71-85.
25. Антонюк М.З., Терновская Т.К., Злацкая А.В. Идентификация генов зерновой пероксидазы у трех видов эгилопса // Агроекологiя та бiотехнологiя. Зб. наук.праць ин-та агроекологiї табiотехнологiї. Київ, Аграрна наука, 1996. – С. 239-245.
26. Терновская Т.К., Антонюк М.З., Созинов А.А.Идентификация чуже-родного генетического материала в линиях T.aestivum /Ae.sharonensis, созданных сочетанием хромосом Sl и D в рамках одного генома // Агро-екологiя та бiотехнологiя. Зб. наук.праць ін-ту агроекологiї та бiотехнологiї. Київ, Аграрна наука, 1996. – С. 216-224.
27. Антонюк М.З., Терновская Т.К. Признаки морфологии растений как маркеры гомеологических групп хромосом Triticeae // Цитология и генетика. – 1997. – 31, N 4. – С. 105-112.
28. Антонюк М.З., Терновская Т.К., Созинов А.А. Идентификация хромосом пырея в чужеродно-замещенных линиях пшеницы с использованием признаков морфологии растений и биохимических маркеров //Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 1997, N 1. – С. 4-6.
29. Терновская Т.К. Изучение комбинационной способности тетраплоидных компонентов ААВВ мягкой пшеницы по некоторым хозяйственно-ценным признакам // Селекция и генетика пшеницы . – Краснодар, 1982. – С. 184-191.
30. Жиров Е.Г., Терновская Е.К., Иванов Г.И. Геномно-замещенные формы пшеницы // Селекция и генетика пшеницы. – Краснодар, 1985. – (Сб. науч.тр./ КНИИСХ). – С. 84-102.
31. Жиров Е.Г., Терновская Т.К. Замещение генома D мягкой пшеницы
T.aestivum L. геномом Ae. speltoides Tausch. // Всесоюзное совещ. по отда-
ленной гибридизации растений и животных: Тез.докл.-М., 1981.- С. 126-127.
32. Жиров Е.Г., Бессараб К.С., Терновская Т.К., Иванов Г.И. Создание нового исходного материала для селекции пшеницы и тритикале с помощью методов геномной и хромосомной инженерии// Теор. и прикл. аспекты селекции и семеновод. пшеницы, ржи и тритикале: Тез. докл. Междунар. науч. конф. стран-членов СЭВ. – Одесса, 1981. – С. 29.
33. Антонюк М.З., Терновская Т.К. Идентификация блоков электрофоре-тических компонентов глиадинов и высокомолекулярных глютенинов, конт-ролируемых локусами чужеродного генома в геномно-замещенных формах пшеницы. – Новые методы биотехнологии растений // Тез.докл. П Российский симп. 18-20 мая, 1993, Пущино. – Пущино, 1993. – С. 70.
34. Антонюк М.З., Терновская Т.К. Идентификация локусов -Amy и -Amy в геномах гексаплоидных амфидиплоидов, объединяющих геномы ААВВ мягкой пшеницы и геном одного из трех диплоидных видов эгилопса // Тез. докл. на совещ. “Молекулярно-генетические маркеры и селекция растений”. Киев, 10-13 мая 1994. – С.9-10.
35. Злацкая А.В., Антонюк М.З., Терновская Т.К. Геномный анализ признака содержание белка в зерна пшеницы с использованием ее деполиплоидизированных форм // Тез. докл. междунар. конф. “Молекулярно-генетические маркеры растений”. Ялта, 11-15 ноября, 1996. – Киев, Аграрные науки: 1996. – С. 22.
36. Антонюк М.З., Терновская Т.К., Созинов А.А. Идентификация хромосом пырея в чужеродно-замещенных линиях пшеницы с исполь-зованием признаков морфологии растений //Тез. докл. междунар. конф. “Молекулярно-генетические маркеры растений”. Ялта, 11-15 ноября, 1996. – Киев, Аграрные науки: 1996. – С. 11-12.
37. Терновская Т.К. Генетический анализ пшеницы по количественным признакам, контролируемым генами субгенома D // Тез.докл. междунар. конф. “Молекулярно-генетические маркеры растений”. Ялта, 11-15 ноября, 1996. – Киев, Аграрна наука: 1996. – С. 37.

Терновська Т.К. Перебудова геному м’якої пшениці (Triticum aestivum L.)для її генетичного аналізу та інтрогресії генів. – Рукопис. Дисертація на здобуття на-укового ступеня доктора біологічних наук зі спеціальності 03.00.15 – генетика. Інститут клітинної біології і генетичної інженерії НАН України, Київ, 1999.
Дисертацію присвячено розробці шляхів та методів використання гекса-плоїдних форм пшениці з перебудовами геному для генетичного аналізу м’якої пшениці і збагачення її видового генетичного пулу на гени від дикорослих родичів, що контролюють, агрономічно важливі ознаки. Встановлено внесок
субгеномів АВ та D м’якої пшениці в контроль деяких кількісних ознак колосу та стебла. Виявлено залежність генетичної структури популяції батьківських форм за генами, що контролюють різноманітні ознаки, від типу ознаки (ознаки-компоненти продуктивності – ознаки вегетативної частини рослини). Одержано рекомбінантно-інбредні лінії F6 від схрещування гексаплоїдів з перебудованим геномом за діалельною схемою. Створено набори чужинно-заміщених ліній пшениці, геном яких включає від однієї до трьох хромосом видів егілопсу або пирію замість гомеологічних хромосом субгеному D пшениці. Лінії характеризуються деякими агрономічно-важливими ознаками і можуть використовуватися у селекції м’якої пшениці як донори корисних генів.
Ключові слова: м’яка пшениця, гени-маркери, генетичний аналіз, морфологічні ознаки, кількісні ознаки, інтрогресія генів.

Терновская Т.К. Перестройка генома мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) для ее генетического анализа и интрогрессии генов. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.15 – генетика. Институт клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины, Киев, 1999.
Аллогексаплоидная природа генома мягкой пшеницы обусловливает триплицированность генетических систем, контролирующих отдельные признаки. С этим связана сложность ее генетического анализа и потребность в специально создаваемом генетическом материале – анеуплоидных линиях мягкой пшеницы, геном которых перестроен по одной-двум хромосомам. Диссертация посвящена изучению возможности использовать для генетического анализа мягкой пшеницы гексаплоидные формы, перестройка генома которых коснулась не отдельных хромосом, а целого субгенома – D, одного из трех субгеномов, составляющих сложный геном пшеницы (A, B и D). Это – геномно-добавленные формы с одним и тем же компонентом АВ и разными субгеномами D, и геномно-замещенные формы с одним и тем же компонентом АВ и третьим субгеномом, полученным от одного из дикорастущих сородичей пшеницы Определены пути использования гексаплоидов с перестроенным геномом для генетического анализа пшеницы. Стандартный гибридологический анализ в своем классическом виде приемлем для этого материала, поскольку в расщепляющихся популяциях от скрещивания геномно-добавленных форм все разнообразие происходит за счет расщепления только по генам субгенома D – диплоидный тип расщепления. В скрещивание вовлекаются растительные формы, сбалансированные по числу хромосом (в отличие от моно- и нуллисомиков) и взаимоотношению ядро-цитоплазма (гексаплоидный уровень генома растений в целом при диплоидном типе расщепления). Для анализа количественных признаков применимы любые методы, рассчитанные на диплоидный организм. В работе использованы диаллельные скрещивания и объединенный тест Кавалли для генетического анализа растительных форм по количественным признакам. Установлена зависимость генетической структуры генома по системам генов, контролирующих отдельные признаки, от характера признака. В системах генов, контролирующих признаки вегетативной части растения, преобладают гены с аддитивно-доминантным типом межгенного и межаллельного взаимодействия и частоты доминантных аллелей, увеличивающих или уменьшающих значение признака, равнозначны. Для генетических систем, контролирующих признаки продуктивности колоса, характерно участие генов с дупликатным эпистазом и преобладание доминантных аллелей, уменьшающих числовое выражение признака. Идентифицирован ряд новых генов, контролирующих признаки морфологии колоса пшеницы. Установлено, какие гены можно использовать как маркеры определенных хромосом субгенома D. Это гены, контролирующие некоторые морфологические признаки, и биохимические гены. Показана возможность использования генов-маркеров отдельных хромосом в сочетании с результатами генетического анализа растений по количественным признакам для хромосомной локализации главных генов, участвующих в контроле ряда мерных признаков. Определены оптимальные комбинации скрещиваний для картирования QTL. Получены популяции рекомбинантно-инбредных линий F6 от скрещивания геномно-добавленных гексаплоидов по диаллельной схеме. Линии представляют собой ценный материал для генетического анализа субгенома D мягкой пшеницы.
Для создания чужеродно-замещенных линий мягкой пшеницы использовано скрещивание мягкой пшеницы и геномно-замещенных форм с геномами AABBUU (UU – геном Aegilops umbellulata), AABBSS (SS- геном Ae.speltoides), AABBSlSl (SlSl – геном Ae.sharonensis), AABBXX (XX – один из нескольких субгеномов Agropyron glaucum). Доказана эффективность метода “смешивания” хромосом разных геномов в пределах одного субгенома полиплоидного генома для создания чужеродно-замещенных линий. Имеется преимущество перед традиционным методом: кроме линий с одной замещенной хромосомой получены линии с замещением нескольких пшеничных хромосом на чужеродные гомеологичные хромосомы. Факт замещения констатировали по наличию у растений чужеродных признаков в сочетании с результатами изучения мейоза гибридов чужеродно-замещенных линий с мягкой пшеницей. Для идентификации чужеродных хромосом по их гомеологической принадлежности использовали биохимические гены-маркеры разных гомеологических групп Triticinae. Созданы чужеродно-замещенные линии, включающие в свой геном от одной до трех пар чужеродных хромосом любых возможных сочетаниях. Показано, что частота передачи чужеродных хромосом 1, 2 , 3, 4, 6 и 7 гомеологических групп как поодиночке, так и в хромосом в мягкую пшеницу зависит от гомеологической группы и не зависит от вида-донора хромосомы. Среди созданных линий есть обладатели полной устойчивости к мучнистой росе, бурой ржавчине, линии с высоким содержанием белка в зерне и зимостойкостью, превышающей зимостойкость мягкой пшеницы. Линии цитологически стабильны, самофертильны, скрещиваются с мягкой пшеницей, давая фертильное потомство, и могут непосредственно использоваться в селекции мягкой пшеницы как доноры чужеродных генов, контролирующих хозяйственно-ценные признаки пшеницы.
Ключевые слова: мягкая пшеница, гены-маркеры, генетический анализ, морфологические признаки, количественные признаки, интрогрессия генов.

Ternovskaya T.K. Reconstruction of common wheat (Triticum aestivum L.) genome for wheat genetical analysis and genes introgression. – Manuscript. Thesis on a scientific title of the Doctor of Biological Science, specialization 03.00.15 – Genetics. Institute of Cell Biology and Genetical Engineering , National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 1999.
Dissertation is devoted to the elaboration of the lines and methods of genetical analysis of common wheat and enrichment of its genetical pool through useful genes from wild related species using wheat hexaploids sharing the genome reconstructed.
The genetical contribution from subgenomes AB and D to control of some quantitative traits of wheat ear and stem was determined. The dependence of genetical structure of parents population for genes that control different traits from type of traits studied (traits that are the components of productivity or vegetative traits) has been revealed. The families of recombinant-inbred lines F6 from diallel crosses of hexaploids with reconstructed genomes has been derived. The sets of wheat alien substitution lines that share in their genomes from one to three chromosomes of Aegilops species or Agropyron glaucum instead homoeological chromosomes of wheat D genome were developed. These lines are characterized with agriculture useful properties and can be used in common wheat breeding as the donors of useful genes.
Key words: common wheat, marker genes, genetical analysis, morphological characters, quantitative traits, genes introgression.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020