Створення вихідного матеріалу для маркування та картування QTL морозостійкості озимого ячменю | Creation of source for marking and mapping of frost resistance QTL in winter barley

Ukrainian. Мета. Створити набори рекомбінантно-інбредних ліній для маркування та картування QTL морозостійкості озимого ячменю. Методи. Гібридизація, штучна яровизація, вирощування рослин в умовах подовженого дня світлих камер фітотрона та на вегетаційному майданчику за природної тривалості дня, виділення ДНК за допомогою ЦТАБ-буфера, спектрофотометричне визначення концентрації ДНК, полімеразна ланцюгова реакція з направленими праймерами, електрофорез в агарозному та поліакриламідному гелях, метод математичної статистики хi-квадрат (χ2). Результати. Методом НОН (SSD) – нащадки однієї насінини (single seed descent) – з максимальним уникненням дії добору створено набір з 265 рекомбінантно-інбредних ліній F9 комбінації схрещування сортів ‘Хуторок’ / ‘Grabe’, що різняться за рівнем морозостійкості, типом розвитку та іншими ознаками. Триває створення рекомбінантно-інбредних ліній від схрещування сортів ʽАкадемічний’ / ʽLuran’ (170 ліній F4) і ʽТимофей’ / ʽСнігова королева’ (145 ліній F5). Оцінено поліморфізм батьківських генотипів за 14 мікросателітними локусами хромосоми 5Н, зокрема локалізованих в області ключових генів QTL морозостійкості Fr-H1 і Fr-H2. Виявлено алельні відмінності між батьківськими сортами в декількох комбінаціях схрещування за низкою проаналізованих мікросателітних локусів. Досліджено характер успадкування алелів поліморфних МС-локусів у гібридів F1 трьох комбінацій схрещування та рослин популяцій F2 ʽАкадемічний’ / ʽLuran’. Висновки. Створені рекомбінантно-інбредні лінії придатні для використання у генетичних дослідженнях з метою ідентифікації, маркування, картування головних генів та QTL якісних і кількісних ознак ячменю, передусім морозостійкості. Визначено поліморфні мікросателітні локуси, що можуть бути застосовані для подальшого аналізу популяції рекомбінантно-інбредних ліній, маніпулювання генетичним різноманіттям, простеження успадкування, визначення ефектів їхніх алелів або генів, тісно зчеплених з ними за рівнем морозостійкості, та інших ознак ячменю.

English. Purpose. Creation the sets of recombinant-inbred lines for marking and mapping of frost resistance QTL in winter barley. Methods. Hybridization, artificial vernalization, growing plants under long-day conditions in phytotron light chambers and on a plot of land under natural daylight duration condition, DNA isolation with use CTAB-buffer, spectrophotometric determination of DNA concentration, polymerase chain reaction with direct primers, agarose and polyacrylamide gels electrophoresis, method of mathematical statistics chi-square test (χ2). Results. Using the SSD (single seed descent) method with maximum avoidance of selection, a set of 265 recombinant inbred lines F9 from the cross combination of the varieties ‘Khutorok’ / ‘Grabe’ was created, differing in the level of frost resistance, type of development and other traits. The creation of RIL from the crossing of the varieties ‘Akademichnyi’ / ‘Luran’ (170 lines F4) and ‘Tymofei’ / ‘Snihova Koroleva’ (145 lines F5) continues. The polymorphism of parental genotypes for the 14 microsatellite loci of chromosome 5H, including those localized in the region of the Fr-H1 and Fr-H2 key genes of the main frost resistance QTL. The allelic differences between parental varieties in several cross combinations were detected for a number of the studied microsatellite loci. The inheritance pattern of polymorphic microsatellite loci alleles in F1 hybrids from three cross combinations and individual plants from F2 populations ‘Akademichnyi’ / ‘Luran’ was investigated. Conclusions. The created RILs are suitable for use in barley genetic studies for identification, labeling, mapping of the main genes and QTL of qualitative and quantitative traits, primarily frost resistance. Polymorphic microsatellite loci were identified, which can be used for further analysis of recombinant-inbred lines, manipulation of genetic diversity, tracing inheritance and studying the effects of their alleles by the level of frost resistance and other traits of barley.