Анализ SNP-локусов, ассоциированных с генами качества зерна, у стародавних сортов пшеницы из коллекции ВИР | Analysis of SNP-loci associated with grain quality genes in wheat landraces from the collection of VIR

Russian. В связи с повышением урожайности современных сортов пшеницы отмечается снижение качества зерна и потеря в генофонде пшеницы ценных аллелей генов, контролирующих его питательные и технологические свойства. Стародавние сорта пшеницы (ландрасы) – ценный генетический ресурс для ее селекции. Исследования проведены на опытном поле Омского ГАУ в условиях южной лесостепи Западной Сибири в период 2019–2021 гг. Материалом для исследований служили 94 местных и стародавних сортов пшеницы из коллекции ВИР (Всероссийский институт растениеводства) разных эколого-географических групп. В 2020 г. коллекция стародавних сортов генотипирована с использованием KASP-маркеров, ассоциированных с генами качества зерна, в лаборатории LGC Genomics (Великобритания). Стародавние сорта из Поволжья, Урала, Западной и Восточной Сибири, Казахстана по массе 1000 зерен практически не отличались от современных стандартных сортов (39,8–43,1 г). Сорта из Центрального и Северо-Западного регионов России, Восточной Сибири, Дальнего Востока и Средней Азии рекомендуются в качестве источников высокого содержания белка и клейковины в зерне (19,0–19,2% и 35,9–36,2%). Наибольшая частота встречаемости аллелей генов Glu-D1d и Glu-B1al (Bx7 OE), обусловливающих высокое хлебопекарное качество сортов, отмечена в экологических группах Дальнего Востока (80%), Кубани (50%), Казахстана (25,0%) и Средней Азии (38,5%). Идентифицированы KASP-маркеры Gb3-15318-KASP, S2D_405601286 и S2D_506778844, рекомендуемые для отбора селекционного материала с повышенными массой 1000 зерен, содержанием белка и клейковины в зерне. Выделены образцы стародавней пшеницы с пирамидой генов для повышения хлебопекарного качества и крупности зерна: Лютесценс 5 (к-22471, Ростовская обл.), Белозерская (к-2938, Мордовия), к-30713 (Свердловская обл.), Голоколосая Белоколоска (к-23317, Алтайский край), Тулунка (к-30933, Иркутская обл.), Белотурка (к-25565, Казахстан), Теремок (к-30317, Казахстан), к-35623 (Казахстан) и Красная (к-29619, Таджикистан).

English. In view of an increase in the yield of modern wheat varieties, there has been a decrease in grain quality and the loss in the wheat gene pool of valuable alleles of genes that control its nutritional and technological properties. Traditional wheat varieties (landraces) are a valuable genetic resource for wheat breeding. The studies were carried out on the experimental field of the Omsk State Agrarian University in the conditions of the southern forest-steppe of Western Siberia in the period 2019–2021. The research material was 94 local and traditional wheat varieties from the collection of VIR (All-Union Research Institute of Plant Breeding) of different ecological and geographical groups. In 2020, a collection of traditional varieties was genotyped with the usage of KASP-markers associated with grain quality genes in the LGC Genomics laboratory (UK). The traditional varieties from the Volga region, the Urals, Western and Eastern Siberia, Kazakhstan, in terms of the weight of 1000 grains, practically did not differ from modern standard varieties (39.8–43.1 g). The varieties from the Central and North-Western regions of Russia, Eastern Siberia, the Far East, and Central Asia are recommended as sources of high protein and gluten content in grain (19.0–19.2% and 35.9–36.2%, respectively). The highest frequency of alleles of the Glu-D1d and Glu-B1al (Bx7 OE) genes, which determine the high bread making quality of varieties, was noted in the ecological groups of the Far East (80%), Kuban (50%), Kazakhstan (25.0%) and Central Asia (38.5%). KASP-markers Gb3-15318-KASP, S2D_405601286, and S2D_506778844, recommended for selection of breeding material with increased weight of 1000 grains, protein, and gluten content in grain, were identified. The accessions of traditional wheat with a pyramid of genes to improve the bread making quality and grain size were identified: Lutescens 5 (k-22471, Rostov region), Belozerskaya (k-2938, Mordovia), k-30713 (Sverdlovsk region), Golokolosaya Belokoloska (k- 23317, Altai), Tulunka (k-30933, Irkutsk region), Beloturka (k-25565, Kazakhstan), Teremok (k-30317, Kazakhstan), k-35623 (Kazakhstan) and Krasnaya (k-29619, Tajikistan).