Identification of the semi - dwarfing gene with the use of marker WMS 261 in wheat genotypes of different origin

• Autorzy: Weigt D. , Tomkowiak A. , Kurasiak-Popowska D. , Nawracala J.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja genu półkarłowatości z wykorzystaniem markera WMS 261 u genotypów pszenicy o zróżnicowanym pochodzeniu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The use of semi-dwarfing genes resulted in a significant improvement in wheat breeding. Of the 21 genes that condition straw shortening described in literature, Rht8 is one of the most widely used in wheat breeding programmes. This gene is located on the short arm of chromosome 2D within 0.6 cM from locus 261 Xgwm. Its presence can be identified only with the use of molecular methods, which include, among others, the SSR technique (Single Sequence Repeat). This technique makes it possible to generate products with the length of 165 bp, 174 bp, and 192 bp. Their presence indicates the occurrence of the gene Rht8 in the analyzed genotypes. The product of 192 bp in length is the most strongly associated with the reduction of wheat plant height and decreases height by about 7-8 cm. The aim of the work was to identify the semi-dwarfing genes for the presence of marker WMS 261, 192 bp in length, linked with Rht8, of wheat of different origin. Plant material consisted of 27 cultivars and nine lines of wheat. The study included Polish, Russian, Czech, Austrian, French, and English cultivars and Polish lines from Smolice Plant Breeding and from The Department of Genetics and Plant Breeding of The University of Life Sciences in Poznan. As a result of the conducted analysis, the presence of the specific product was found in 17 out of the 36 tested genotypes. They were Polish cultivars Grana, Kompana, Luna, Małgorzatka Udycka, Ostka Strzelecka, and Turnia and foreign cultivars Alcazar, Besostaja 4, and Ludwig. The presence of marker WMS 261 with the length of 192 bp was also found in three lines from Smolice Plant Breeding and in two lines from The Department of Genetics and Plant Breeding of The University of Life Sciences in Poznan.

PL

Wykorzystanie genów półkarłowatości spowodowało istotny postęp w hodowli pszenicy. Spośród 21 opisanych w literaturze genów warunkujących skrócenie źdźbła, gen Rht8 jest jednym z najczęściej wykorzystywanych w programach hodowlanych pszenicy. Zlokalizowany jest na krótkim ramieniu chromosomu 2D w odległości 0,6cM od locus Xgwm 261. Jego obecność można zidentyfikować jedynie metodami molekularnymi, do których zalicza się między innymi technika SSR (Single Sequence Repeat), pozwalająca na generowanie produktów o długości 165 pz, 174 pz i 192 pz. Ich obecność wskazuje na występowanie genu Rht8 w analizowanych genotypach. Produkt o długości 192 pz jest najsilniej powiązany z redukcją wysokości roślin pszenicy i powoduje skrócenie źdźbła o ok. 7-8 cm. Celem pracy była identyfikacja genów półkarłowatości dla markera WMS 261 o długości 192 pz, sprzężonego z genem Rht 8 form pszenicy zwyczajnej o różnym pochodzeniu. Materiał roślinny stanowiło 27 odmian i 9 linii pszenicy. Analizowano odmiany polskie, rosyjskie, czeską, austriacką, francuską i angielską oraz linie polskie pochodzące z Hodowli Roślin Smolice oraz z Katedry Genetyki i Hodowli Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. W wyniku przeprowadzonych analiz obecność specyficznego produktu stwierdzono u 17 spośród 36 badanych genotypów. Były to odmiany polskie: Grana, Kompana, Luna, Małgorzatka Udycka, Ostka Strzelecka i Turnia oraz zagraniczne: Alcazar, Besostaja 4 i Ludwig. Obecność markera WMS 261 o długości 192 pz stwierdzono także w 3 liniach pochodzących z HR Smolice i 2 wyprowadzonych w Katedrze Genetyki i Hodowli Roślin UP w Poznaniu.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Agricultura
• Rocznik: 2013
• Tom: 12
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.95-103,fig.,ref.

Twórcy

autor

Weigt D.

• Department of Genetics and Plant Breeding, Poznan University of Life Sciences, Dojazd 11, 60-637 Poznan, Poland

autor

Tomkowiak A.

• Department of Genetics and Plant Breeding, Poznan University of Life Sciences, Dojazd 11, 60-637 Poznan, Poland

autor

Kurasiak-Popowska D.

• Department of Genetics and Plant Breeding, Poznan University of Life Sciences, Dojazd 11, 60-637 Poznan, Poland

autor

Nawracala J.

• Department of Genetics and Plant Breeding, Poznan University of Life Sciences, Dojazd 11, 60-637 Poznan, Poland

Bibliografia

• Ahmed M., Sorrells M., 2002. Distribution of microsatellite allels linked to Rht8 dwarfing gene in wheat. Euphytica 123, 235-240.
• Borojevic K, Borojevic K., 2005. Historic Role of the Wheat Variety Akakomugi in Southern and Central European Wheat Breeding Programs. Breed. Sci. 55, 253-256.
• Brandolini A, Vaccino P., 2012. A glimpse into the past: Strampelli’s bread wheats legacy. Genet. Resour. Crop. Evol. 59, 839-850.
• Chebotar S., Korzun V., Sivolap Y., 2001. Allele distribution at locus WMS261 marking the dwarfing gene Rht8 in common wheat cultivars of southern Ukraine. Rus. J. Genet. 37,894-989.
• Dvojković K., Satović Z., Drezner G., Somers D.J., Lalić A., Novoselović D., Horvat D., Marić S., Šarčerić H., 2010. Allelic viability of Croatian wheat cultivars at the microsatellite locusXgwm261. Poljoprivreda 16, 32-37.
• Flintham J.E., Börner A., Worland A.J., Gale M.D., 1997. Optimizing wheat grain yield: effects of Rht (gibberellin-insensitive) dwarfing genes. J. Agric. Sci. Camb. 128, 11-25.
• Gale M.D., Youssefien S., 1985. Dwarfing genes in wheat. Progress in Plant Breeding. I’ ed., G.E. Russel, Butterworths London, 35.
• Knopf C., Becker H., Ebmeyer E., Korzun V., 2008. Occurrence of Three Dwarfing Rht Genes in German Winter Wheat Varieties. Cereal Res. Commun. 36(4), 553-560.
• Korzun V., Rőder M., Ganal M.W., Worland A.J., Law C.M., 1998. Genetic analysis of the dwarfing gene Rht8 in wheat. Part 1. Molecular mapping of Rht8 on the short arm ofchromosome 2d of bread wheat Theor. Appl. Genet. 96, 1104-1109.
• Kowalczyk K., 1997. Wpływ genów Rht1, Rht2, Rht3 na niektóre właściwości fizjologiczne i morfologiczne pszenicy [Effect of the genes Rht1, Rht2, and Rht3 on some physiological andmorphological properties of wheat]. Wiad. Bot. 41(3/4), 27-32 [in Polish].
• Kowalczyk K., 2006a. Geny karłowatości i ich marker DNA w hodowli zbóż [Semi-dwarfing genes and their DNA marker in cereal breeding]. Post. Nauk Rol. 53, 157-170 [in Polish].
• Kowalczyk K., 2006b. Zmienność alleliczna w locus Xgwm 261 w polskich odmianach pszenicy zwyczajnej zarejestrowanych do 1975 roku [Allelic variability in locus Xgwm 261 in Polishcommon wheat cultivars registered before 1975]. Acta Agrophys. 8(2), 415-421 [in Polish].
• Kowalczyk K., Miazga D., Grzesik H., 1997. Identyfikacja genów niewrażliwych na egzogenny kwas giberelinowy w polskich odmianach i rodach pszenicy ozimej oraz karłowatychmutantów pszenżyta ozimego [Identification of genes insensitive to exogenous gibberellicacid in Polish cultivars and strains of winter wheat and dwarf mutants of winter triticale].Biul. IHAR 203, 31-36 [in Polish].
• Kowalczyk K., Okoń S., 2009. Analiza zmienności allelicznej w locus Xgwm261 w odmianach pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.) zarejestrowanych w Polsce w latach 1978-2006[Analysis of allelic variability in locus Xgwm 261 in common wheat (Triticum aestivum L.)cultivars registered in Poland in years 1978-2006]. Biul. IHAR 252, 61-66 [in Polish].
• Leśniowska-Nowak J., 2012. Wpływ nowego genu karłowatości (Tdw) na komponenty plonu roślin krótkosłomych odmian pszenżyta ozimego [Effect of the new semi-dwarfing gene(Tdw) on the yield components of the short-straw cultivars of winter triticale]. Ann. Univ. Mariae Curie-Skłodowska, Sect. E, Agricultura LXVII (3), 22-30 [in Polish].
• Liu Y., Liu D., Zhank K., Wang J., Sun J., Guo X., Zhank A., 2005. Allelic variation, sequence determination and microsatellite screening at the Xgwm261 locus in Chinese hexaploid wheatvarieties. Euphytica 145, 103-112.
• Rebetzke G.J., Richards R.A., Fischer V.M., Mickelson B.J., 1999. Breeding long coleoptile, reduced height wheats. Euphytica 106, 159-168.
• Šip V., Chrpova J., Žofajova A., Pankova K., Užik M., Snape J., 2010. Effects of specific Rht and Ppd allels on agronomic traids in winter wheat cultivars grown in middle Europe. Euphytica172, 221-233.
• Worland A., Sayers E., Korzun V., 2001. Allelic variation at the dwarfing gene Rht8 locus and significance in international breeding programmes. Euphytica 119, 155-159.
• Worland A.J., Korzun V., Röder M.S., Ganal M.W., Law C.N., 1998a. Genetic analysis of the dwarfing gene Rht8 in wheat. Part II. The distribution and adaptive significance of allelicvariants at the Rht8 locus of wheat as revealed by microsatellite screening. Theoret. Appl.Genet. 96( 8), 1110-1120.
• Worland A.J., Petrović S., Law C.N., 1998b. Genetic analysis of chromosome 2D of wheat. II. The importance of this chromosome to Yugoslavian varieties. Plant Breed. 100, 247-259.
• Zhank X., Yang S., Zhou Y., He Z., Xia X., 2006. Distribution of the Rht-B1b Rht-D1b and Rht8 reduced height genes in autumn-sown Chinese wheats detected by molecular markers.Euphytica 152, 106-116.
• Zheleva D., Todorovska E., Jacquemin J., Atanassov A., Christov N., Panayotov I., Tsenov N., 2006. Allele distribution at microsatellite locus Xgwm261 marking the dwarfing gene Rht8 inwheat form Bulgarian and Belgian gene bank collection and its application in breeding programs. Biotechnol. & Biotechnol. Eq. 20, 45-56.