Russian Journal of GeneticsRussian Journal of GeneticsГенетика0016-67583034-5103The Russian Academy of Sciences66682110.31857/S001667582307007XQKKYPQГЕНЕТИКА РАСТЕНИЙChromosomal Location of the b-Amy-A1 Gene and Distribution of Its Alleles in Winter Common Wheat CultureХромосомная локализация гена b-Amy-A1 и распространение его аллелей в культуре озимой мягкой пшеницыNetsvetaevV. P.НецветаевВ. П.netsvetaev@yandex.ruKozeletsYa. O.КозелецЯ. О.netsvetaev@yandex.ruAscheulovaA. P.АщеуловаА. П.netsvetaev@yandex.ruPetrenkoA. V.ПетренкоА. В.netsvetaev@yandex.ruAkinshinaO. V.АкиншинаО. В.netsvetaev@yandex.ruBelgorod Federal Agrarian Scientific Center, Russian Academy of SciencesБелгородский федеральный аграрный научный центр Российской академии наукBelgorod State UniversityБелгородский государственный национальный исследовательский университет0108202359892993726022025Copyright ©; 2023, В.П. Нецветаев, Я.О. Козелец, А.П. Ащеулова, А.В. Петренко, О.В. АкиншинаCopyright ©; 2023, В.П. Нецветаев, Я.О. Козелец, А.П. Ащеулова, А.В. Петренко, О.В. Акиншина2023В.П. Нецветаев, Я.О. Козелец, А.П. Ащеулова, А.В. Петренко, О.В. АкиншинаВ.П. Нецветаев, Я.О. Козелец, А.П. Ащеулова, А.В. Петренко, О.В. Акиншинаhttps://transsyst.ru/0016-6758/article/view/666821

The analysis of the chromosomal location of the b-Amy-A1 gene, which controls the synthesis of wheat beta-amylase isoenzymes, was carried out by assessing the linkage with the B1 (Awnless) marker gene located in the long arm of chromosome 5A. Results based on F2 and F→∞ Delta × Selection 2092 study. The b-Amy-A1 locus showed 6.55 ± 2.10% linkage to the B1 gene. In parallel, alleles of the Rht8 locus, which causes dwarfing of plants, were identified and its linkage to the C gene (Compact spike) was established in 22.59 ± 6.28% (F2) and 24.22 ± 1.18% (F→∞) of recombination in chromosome 2D. The Delta variety carries the Rht8a allele, and the Selection 2092 accession carries the Rht8c allele. A collection of winter common wheat varieties created and released in the Russia was studied. The selected cultivars carried identical b-Amy-B1a and b-Amy-D1a alleles of the 4B and 4D chromosome loci. At the same time, the most common b-Amy-A1a and b-Amy-A1b alleles of chromosome 5A differed. It was found that in the direction from south to north of European part, the frequency of the b-Amy-A1a allele increases from 24.2% (Northern Caucasus) to 72.50% (Moscow–Ulyanovsk regions). Accordingly, the frequency of the alternative allele b-Amy-A1b decreased from 75.8% (Northern Caucasus) to 25.0% (Moscow–Ulyanovsk regions). In the Rostov region, the ratio of the occurrence of alleles b-Amy-A1a to b-Amy-A1b was 42.5 to 57.5%. At the same time, already in the Central Chernozem region+, a significant dominance of the b-Amy-A1a allele over b-Amy-A1b was manifested. Using the collection of varieties as a population of F→∞ demonstrated the linkage of b-Amy-A1 with B1 value in 5.56 ± 1.90% recombination.

Проведен анализ хромосомной локализации гена b-Amy-A1, контролирующего синтез изоферментов бета-амилазы пшеницы, путем оценки сцепления с маркерным геном В1 (безостость), расположенным в длинном плече хромосомы 5А. Результаты получены на основе исследования F2 и F→∞ Delta × Selection 2092. Локус b-Amy-A1 показал сцепление с геном В1 величиной в 6.55 ± 2.10% рекомбинации. Параллельно идентифицированы аллели локуса Rht8, обусловливающего низкорослость растений, и установлено его сцепление с геном С (плотноколосость) в 22.59 ± 6.28% (F2) и 24.22 ± 1.18% (F→∞) рекомбинации в хромосоме 2D. Сорт Delta несет аллель Rht8a, а образец Selection 2092 – аллель Rht8c. Исследовали коллекцию сортов озимой мягкой пшеницы, созданных и районированных в России. Отобранные сорта несли идентичные аллели b-Amy-B1a и b-Amy-D1a локусов хромосом 4В и 4D. В то же время сорта отличались наиболее распространенными аллелями b‑Amy-А1a и b-Amy-А1b хромосомы 5А. Установлено, что в направлении с юга на север европейской части России увеличивается частота аллеля b-Amy-А1a с 24.2% (Северный Кавказ) до 75.0% (Московская–Ульяновская области). Соответственно частота альтернативного аллеля b-Amy-А1b уменьшалась с 75.8% (Северный Кавказ) до 25.0% (Московская–Ульяновская области). В Ростовской обл. соотношение встречаемости аллеля b-Amy-А1a к b-Amy-А1b составляло 46.7 : 53.3%. В то же время уже в Центрально-Черноземном регионе проявилось значительное доминирование аллеля b‑Amy-А1a над b-Amy-А1b. Использование коллекции сортов как популяции F→∞ продемонстрировало сцепление b-Amy-А1 с В1 величиной в 5.56 ± 1.90% рекомбинации.

common wheatbeta-amylaseisoenzymesgenetic controlchromosomal locationmarker genes.мягкая пшеницабета-амилазаизоферментыгенетический контрольхромосомная локализациямаркерные гены.Нецветаев В.П., Акиншина О.В., Бондаренко Л.С., Моторина И.П. Полиморфизм по бета-амилазе зерна озимой мягкой пшеницы // Генетика. 2012. Т. 48. № 2. С. 168–174.McIntosh R.A., Yamazaki Y., Dubcovsky J. et al. Catalogue of Gene Symbols for Wheat: 12th Intern. Wheat Genetics Symp. 8–13 September 2013. Japan: Yokohama, 2013. P. 1–167.Ainsworth C.C., Gale M.D., Baird S. The genetics of beta-amylase isozymes in wheat. Allelic variation among hexaploid varieties and intrachromosomal gene locations // Theor. Appl. Genet. 1983. V. 66. P. 39–49.Dabrowska T. Studies on chromosomal location of genes involved in beta-amylase isozymes in wheat kernels (Triticum aestivum L.) // Genetica Polonica. 1983. V. 24. P. 9–19.Joudrier P., Cauderon Y. Localisation chromosomique de genes controlant la synthese de certains constituants beta-amylasique du grain de Ble tendre // Comptes Rendus Ac. Sc. Paris, D. 1976. V. 282. P. 115–118.Нецветаев В.П., Акиншина О.В., Козелец Я.О., Ащеулова А.П. Хромосомная локализация генов, контролирующих изоферменты бета-амилазы мягкой пшеницы // Актуальные проблемы функционирования устойчивых агроценозов в системе адаптивно-ландшафтного земледелия: Матер. Всерос. научно-практ. конф. с междунар. участием и Всерос. школы молодых ученых 15–17 сентября 2020. Белгород, 2020. С. 284–293.Sears E.R. The aneuploids of common wheat // Missouri Agricultural Experiment Station Res. Bull. 1954. 572. P. 59.Chalmers K.J., Campbell A.W., Kretschmer J. et al. Construction of three linkage maps in bread wheat, Triticum aestivum // Austr. J. Agricultural Res. 2001. V. 52. P. 1089–1119.Rao M.V.P. Mapping of the compactum gene C on chromosome 2D of wheat // Wheat Information Service. 1972. № 35. P. 9.Unrau J. The use of monosomes and nullisomes in cytogenetic studies in common wheat // Scientific Agriculture. 1950. V. 30. P. 66–89.Нецветаев В.П. Расположение β-амилазного локуса (Bmy 1) в хромосоме 4 ячменя // Цитология и генетика. 1993. Т. 27. № 5. С. 74–78.Рокицкий П.Ф. Введение в статистическую генетику. Минск: Выш. шк., 1974. 442 с.Persson G. An attempt to find suitable genetic markers for dense ear loci in barley I // Hereditas. 1969. V. 62. P. 25–96.Allard R.W. Formulas and tables to facilitate the calculation of recombination values in heredity // Hilgardia. 1956. V. 24. № 10. P. 235–278.Нецветаев В.П., Образцов И.С., Созинов А.А. Картирование локуса Hrd G в хромосоме 5 ячменя // Мол. механизмы генет. процессов (V Всес. симп. Тезисы). М.: Наука, 1983. С. 110.Netsvetaev V.P., Sozinov A.A. Location of a hordein G locus, Hrd G, on chromosome 5 of barley // Barley Genetics Newsletter. 1984. V. 14. P. 4–6.Korzun V., Rӧder M.S., Ganal M.W. et al. Genetic analysis of the dwarfing gene (Rht8) in wheat. Part I. Molecular mapping of Rht8 on the short arm of chromosome 2D of bread wheat (Triticum aestivum L.) // Theor. Appl. Genet. 1998. V. 96. P. 1104–1109.Worland A.J., Korzun V., Roder M.S. et al. Genetic analysis of the dwarfing gene Rht8 in wheat. Part II. The distribution and adaptive significance of allelic variants at the Rht8 locus of wheat as revealed by microsatellite screening // Theor. Appl. Genet. 1998. V. 96. P. 1110–1120.Дубовец Н.И., Сычева Е.А., Дробот Н.И. и др. Пребридинговая оценка рекомбинантных и интрогрессивных пшенично-ржаных гибридов по аллельному составу генов короткостебельности Rht-B1, Rht-D1, Rht8 и Ddw1 // Весці Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. 2018. Т. 63. № 2. С. 146–154.Электронный реестр ФГБУ “Госсорткомиссии” (вход доступа 22.12.2022) https://reestr.gossortrf.ruНецветаев В.П., Календарь Р.Н. Использование коллекции сортов самоопылителя для оценки эффекта сцепления между генами // Генетика. 1999. Т. 35. № 4. С. 474–483.