Влияние хромосомы 4Th пырея с геном опушения Hl1th в геноме замещённых линий мягкой пшеницы на адаптацию к засухе | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2025. № 69. DOI: 10.17223/19988591/69/18

Влияние хромосомы 4Th пырея с геном опушения Hl1th в геноме замещённых линий мягкой пшеницы на адаптацию к засухе

Климатические изменения требуют уделить внимание механизмам повышения пластичности культур, помимо прочего, адаптивности к засухе. В работе изучены эффекты замещения хромосом 4B и 4D у мягкой яровой пшеницы засухоустойчивого сорта Саратовская 29 (S29) хромосомой 4Th пырея (Thinopyrum ponticum (Podp.)). У замещённых линий модифицировано опушение листа, что сказывается на параметрах урожайности в условиях оптимального и дефицитного режимов увлажнения, а также на параметрах фотосинтеза и транспирации. На хромосоме 4B пшеницы находится ген Hl1, определяющий рост на листовых пластинках большого числа недлинных трихом, формирующих плотный слой опушения. На хромосоме 4Th пырея расположен гомеологичный ген Hl1th, формирующий опушение листа из длинных разреженных трихом. Замещение пары хромосом 4B на 4Th фенотипически приводит к смене плотного полога трихом редкими длинными трихомами. Замещение пары хромосом 4D на 4Th добавляет редкие длинные трихомы к плотному слою коротких трихом. Модификации опушения листа приводят к изменению уровня испарения воды и поглощения углекислого газа, повышает эффективность использования воды, что в итоге сказывается на урожайном потенциале растений. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ключевые слова

мягкая пшеница, замещённые линии, Thinopyrum Ponticum (Podp.), опушение листа, трихомы, засуха, фотосинтез, урожайность

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Симонов Александр ВладимировичИнститут цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наукканд. биол. наук, н.с. Сектора генетики качества зернаsialexander@bionet.nsc.ru
Гордеева Елена ИвановнаИнститут цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наукканд. биол. наук, н.с. Сектора функциональной генетики злаковelgordeeva@bionet.nsc.ru
Осипова Светлана ВладимировнаСибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наукд-р биол. наукsvetlanaosipova2@mail.ru
Васенина Лелея ЮрьевнаИнститут цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университетлаборант-исследователь Сектора генетики качества зернаv.leleya@mail.ru
Ли ВэньцзяньНовосибирский государственный университетаспирантliw562530@gmail.com
Пшеничникова Татьяна АлексеевнаИнститут цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наукдоцент, канд. биол. наук, с.н.с., зав. cектором генетики качества зернаwheatpsh@bionet.nsc.ru
Всего: 6

Ссылки

Kaur J., Kariyat R. Role of trichomes in plant stress biology // Evolutionary Ecology of Plant-Herbivore Interaction. 2020. PP. 15-35.
Hamaoka N., Yasui H., Yamagata Y., Inoue Y., Furuya N., Araki T., Ueno O., Yoshimura A. A hairy-leaf gene, BLANKET LEAF, of wild Oryza nivara increases photosynthetic water use efficiency in rice // Rice. 2017. Vol. 10, № 1. PP. 1-11.
Schreuder Brewer C.A., Heine C. Modelled Influences of Non-exchanging Trichomes on Leaf Boundary Layers and Gas Exchange // Journal of Theoretical Biology. 2001. Vol. 210, № 1. PP. 23-32.
Pshenichnikova T.A., Doroshkov A.V., Simonov A.V., Afonnikov D.A., Borner A. Diversity of leaf pubescence in bread wheat and relative species // Genetic Resources and Crop Evolution. 2017. Vol. 64, № 7. PP. 1761-1773.
Dobrovolskaya O.B., Pshenichnikova T.A., Arbuzova V.S., Lohwasser U., Roder M.S., Borner A. Molecular mapping of genes determining hairy leaf character in common wheat with respect to other species of the Triticeae // Euphytica. 2007. Vol. 155. PP. 285-293.
Осипова С.В., Рудиковский А.В., Пермяков А.В., Рудиковская Е.Г., Пермякова М.Д., Верхотуров В.В., Пшеничникова Т.А. Физиологические реакции линий пшеница: (Triticum aestivum L.) с генетически различным опушением листа на водный дефицит // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Вып. 24, № 8. С. 813-820.
Pshenichnikova T.A., Doroshkov A.V., Osipova S.V., Permyakov A.V., Permyakova M.D., Efimov V.M., Afonnikov D.A. Quantitative characteristics of pubescence in wheat (Triticum aestivum L.) are associated with the parameters of gas exchange and chlorophyll fluorescence under conditions of normal and limited water supply // Planta. 2019. Vol. 249, № 3. PP. 839-847.
Osipova S.V., Permyakov A.V., Permyakova M.D., Pshenichnikova T.A., Genaev M.A., Borner A. The antioxidant enzymes activity in leaves of inter - varietal substitution lines of wheat (Triticum aestivum L.) with different tolerance to soil water deficit // Acta Physiologiae Plantarum. 2013. Vol. 5, № 8. PP. 2455-2465.
Gordeeva E., Badaeva E., Yudina R., Shchukina L., Shoeva O. and Khlestkina E. Marker-assisted development of a blue-grained substitution line carrying the Thinopyrum ponticum chromosome 4Th(4D) in the spring bread wheat Saratovskaya 29 background // Agronomy. 2019. Vol. 9 (11). 723.
Симонов А.В., Гордеева Е.И., Генаев М.А., Ли Вэньцзянь, Булатов И.О., Пшеничникова Т.А. Новый ген опушения листа Hl1th, ингрогрессированный в мягкую пшеницу от Thinopyrum ponticum, и его фенотипическое проявление при гомеологичных хромосомных замещениях // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2024. Вып. 28, № 6. С. 602-609.
 Влияние хромосомы 4Th пырея с геном опушения <i>Hl1<sup>th</sup></i> в геноме замещённых линий мягкой пшеницы на адаптацию к засухе | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2025. №  69. DOI: 10.17223/19988591/69/18

Влияние хромосомы 4Th пырея с геном опушения Hl1th в геноме замещённых линий мягкой пшеницы на адаптацию к засухе | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2025. № 69. DOI: 10.17223/19988591/69/18