Різноманіття сортів ярої та озимої пшениці твердої (Triticum durum Desf.) за алелями гена Ppd­А1 | Varieties of spring and winter durum wheat (Triticum durum Desf.) by alleles of the Ppd-A1 gene

Ukrainian. Мета. Ідентифікувати та оцінити частоти домінантних і рецесивних алелів гена Ppd-A1 в озимих та ярих сортів пшениці твердої різного географічного походження. Методи. Під час досліджень використовували методи виділення ДНК, алель-специфічної ПЛР, електрофорезу в агарозному й поліакриламідному гелях, статис­тичного аналізу. Результати. Завдяки застосуванню діагностичних молекулярних маркерів ідентифіковано генотипи 81 сорту твердої пшениці ярого та озимого типів розвитку різного географічного походження за алелями гена Ppd-A1, що визначає відмінності за фотоперіодичною чутливістю. В ярих сортів виявлено чотири алелі, в озимих – три (відсутній домінантний алель Ppd-А1a.2). В жодного сорту незалежно від типу розвитку не ідентифіковано рецесивного алеля Ppd-A1_del303. Висновки. Істотних відмінностей між озимими та ярими генотипами за час­тотою того чи іншого алеля не встановлено. Серед озимих і ярих сортів найпоширенішим є рецесивний алель Ppd-A1_del2ex7 (68,5 і 47,9% відповідно). Значно йому поступається в озимих сортів і майже однаковий з ним за частотою розповсюдження в ярих рецесивний алель Ppd-A1b. Меншими за дві вищевказані й загалом дуже малими є частоти домінантних алелів Ppd-А1a.2 і Ppd-А1а.3. Алель Ppd-А1a.2 виявлено лише у грузинського сорту ‘Мерліурі’ (ярий тип розвитку); Ppd-А1а.3 – в українських сортів ‘Луганська 7’, ‘Метиска’ (ярі) та ‘Кораловий’ (озимий). Натепер обговорюють можливість використання сортів-носіїв домінантних алелів Ppd-А1a.2 і Ppd-А1а.3 як донорів у програмах селекції пшениці твердої озимої з метою підвищення її адаптивного потенціалу в умовах посухи та високих температур і для збільшення врожаю зерна. Застосування маркерного аналізу дасть змогу забезпечити добір селекційного матеріалу з оптимальною комбінацією алелів гена Ppd-А1a.

English. Purpose. Identification and evaluation of the frequencies of dominant and recessive alleles of the Ppd-A1 gene in winter and spring durum wheat varieties of different geographical origins. Methods. DNA isolation, allele-specific PCR, electrophoresis in agarose and polyacrylamide gels and statistical analysis were used in the research. Results. Using diagnostic molecular markers, the genotypes of 81 spring and winter durum wheat varieties from different geographical origins were identified by alleles of the Ppd-A1 gene, which determines differences in photoperiodic sensitivity. Four alleles were found in spring varieties and three in winter varieties (the dominant allele Ppd-A1a.2 was absent). The recessive allele Ppd-A1_del303 was not found in any of the examined varieties. Conclusions. No significant differences were found between winter and spring genotypes in the frequency of one or the other allele. In winter and spring varieties, the recessive allele Ppd-A1_del2ex7 is the most frequent (68.5 and 47.9%, respectively). The recessive allele Ppd-A1b is significantly lower in winter varieties and almost identical in spring varieties. The frequencies of the dominant alleles Ppd-A1a.2 and Ppd-A1a.3 are lower than the two above and generally very low. The Ppd-A1a.2 allele was detected only in the Georgian variety ‘Merliuri’ (spring type); Ppd-A1a.3 – in the Ukrainian varieties ‘Luhanska 7’, ‘Metyska’ (spring) and ‘Koralovyi’ (winter). The possibility of using varieties carrying the dominant alleles Ppd-A1a.2 and Ppd-A1a.3 as donors in hard winter wheat bree­ding programmes is currently being discussed, in order to increase their adaptive potential in conditions of drought and high temperatures and to increase grain yield. The use of marker analysis will ensure the selection of breeding material with the optimal combination of alleles of the Ppd-A1a gene.