Использование генетических ресурсов тетраплоидной пшеницы Triticum aethiopicum для создания линий фиолетовозерной мягкой пшеницы с повышенным содержанием антоцианов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье рассмотрены результаты работы по созданию и изучению генетического разнообразия фиолетовозерной мягкой пшеницы. Среди пшениц только вид Triticum aethiopicum Jakubz. 2n = 28 несет гены фиолетовой окраской зерновки, сопровождающиеся повышенным содержанием антоцианов. В результате двухэтапной межвидовой гибридизации фиолетовозерной формы T. аethiopicum k-19068 с образцами T. aestivum k-14333 (Иран) и сортом Лиза (НИИСХ ЦРНЗ, РФ) выделены линии мягкой пшеницы с фиолетовой окраской зерна и с повышенным содержанием антоцианов. Показано невысокое генетическое разнообразие полученных линий (H = 0.410) и преобладание аллелей глиадина, полученных от высокопродуктивного родителя – сорта Лиза. Не выявлено аллелей глиадина, которые можно было бы идентифицировать, как принадлежащие T. aethiopicum. Сравнение группы фиолетово- и светлозерных линий показывает, что они достоверно не различаются между собой по урожайности и элементам ее структуры, что указывает на отсутствие отрицательной корреляции между высоким содержанием антоцианов в зерне и зерновой продуктивностью.

Об авторах

А. В. Фисенко

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: fisenko800@mail.ru
Россия, 119991, Москва

А. Ю. Драгович

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: dragova@mail.ru
Россия, 119991, Москва

Список литературы

  1. He J., Giusti M.M. Anthocyanins: Natural colorants with health-promoting properties // Ann. Rev. Food Sci. Technol. 2010. V. 10. № 1. P. 163–187. https://doi.org/10.1146/annurev.food.080708.100754
  2. Khoo H.E., Lim S.M., Azlan A. Evidence-based therapeutic effects of anthocyanins from foods // Pak. J. Nutr. 2019. V. 18. № 1. P. 1–11. https://doi.org/10.3923/pjn.2019.1.11
  3. Bagchi D., Sen C.K., Bagchi M. et al. Anti-angiogenic, antioxidant and anti-carcinogenic properties of a novel anthocyanin-rich berry extract formula // Biochem. (Mosc.) 2004. V. 69. № 1. P. 75–80. https://doi.org/10.1023/b:biry.0000016355.19999.93
  4. Cui J., Li X.Y. Progress on anti-tumor mechanisms of anthocyanins (Chinese) // Food Sci. 2014. V. 35. P. 310–315.
  5. Chen W.C., Liu H.M., Liu J.S. Progress in the research on anticarcinogenic activities of anthocyanins (Chinese) // Food Res. Dev. 2016. V. 37. P. 211–215.
  6. Guo Z., Zhang Z., Xu P. Analysis of nutrient composition of purple wheat // Cereal Res. Commun. 2012. V. 41. № 2. P. 293–303. https://doi.org/10.1556/CRC.2012.0037
  7. Kaur S., Pandey A.K., Kumari A., Garg M. Physiological and molecular response of colored wheat seedlings against phosphate deficiency is linked to accumulation of distinct anthocyanins // Plant Physiology and Biochemistry. 2022. V. 170. P. 338–349. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2021.12.017
  8. Gupta P.K., Balyan H.S., Sharma S., Kumar R. Biofortification and bioavailability of Zn, Fe and Se in wheat: Present status and future prospects // Theor. Appl. Genet. 2021. V. 134. № 1. P. 1–35. https://doi.org/10.1007/s00122-020-03709-7
  9. Тихвинский С.Ф., Доронин С.В. Антоциановые пигменты растений и их роль в адаптивной селекции сельскохозяйственных культур // Теор. и прикладная экология. 2007. № 3. С. 15–19.
  10. Гордеева Е.И. Генетическая регуляция фиолетовой окраски перикарпа зерна мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.). Автореф. дис. канд. биол. наук. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2014. 16 с.
  11. Khlestkina E.K., Tereshchenko O.Yu., Salina E.A. Flavonoid biosynthesis genes in wheat and wheat-alien hybrids: Studies into gene regulation in plants with complex genomes // Radiobiology and Environmental Security. Dordrecht, Netherlands: Springer, 2012. P. 31–41.
  12. Jiang W., Liu T., Nan W. et al. Two transcription factors TaPpm1 and TaPpb1 co-regulate anthocyanin biosynthesis in purple pericarps of wheat // J. Exp. Bot. 2018. V. 69. № 10. P. 2555–2567. https://doi.org/10.1093/jxb/ery101
  13. Garg M., Chawla M., Chunduri V. et al. Transfer of grain colors to elite wheat cultivars and their characterization // J. Cereal Sci. 2016. V. 71. P. 138–144. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2016.08.004
  14. Sharma S., Kapoor P., Kaur S. et al. Changing nutrition scenario: Colored wheat – a new perspective // Physiological, Molecular, and Genetic Perspectives of Wheat Improvement. Cham, Switzerland: Springer, 2021. (eBook). https://doi.org/10.1007/978-3-030-59577-7_4
  15. Martinek P., Jirsa O., Vaculova K. et al. Use of wheat gene resources with different grain colour in breeding // Conference. Tagungsband der 64. Jahrestagung der Vereinigung der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs. 25–26 November 2013. Raumberg-Gumpenstein. 2014. V. 1. P. 75–78.
  16. Metakovsky E.V., Novoselskaya A.Yu. Gliadin allele identification in common wheat. I. Methodological aspects // J. Genet. Breed. 1991. V. 45. P. 319–323.
  17. Metakovsky E.V. Gliadin allele identification on common wheat. II. Catalogue of gliadin allele in common wheat // J. Genet. Breed. 1991. V. 45. P. 325–344.
  18. Nei M. Molecular Population Genetics and Evolution. Amsterdam: Holland Press, 1975. 278 p.
  19. Central Statistical Agency of Ethiopia. Area and Production of Major Crops, Agricultural Sample Survey. Statistical Bulletin 586. Ethiopia: Addis Ababa, 2018.
  20. Мурашев В.В., Морозова З.А. Особенности морфогенеза пшеницы эфиопской T. aethiopicum Jacubz. (1974) в ЦРНЗ России; секция Dicoccoides; 2n = 28, геномы AuB // Научный альманах. Биологические науки. 2018. № 10-2(48). С. 163–173. https://doi.org/10.17117/na.2018.10.02.163

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© А.В. Фисенко, А.Ю. Драгович, 2023