"ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИЗНАКА «ДЛИНА МЕТЕЛКИ

УДК: 633.18:631.524.01
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИЗНАКА «ДЛИНА МЕТЕЛКИ» РИСА
НА ОСНОВЕ ПОЛНЫХ ДИАЛЛЕЛЬНЫХ СКРЕЩИВАНИЙ
Скоркина С.С., кандидат биологических наук
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт риса»
Setka.3S@rambler.ru
В статье представлены данные по генетическому анализу признака «длина метелки» в
гибридах первого поколения, полученных по схеме полного диаллельного скрещивания. В
результате анализа выявлено, что наибольшую концентрацию доминантных генов признака
«длина метелки» имеет сорт Кумир с наименьшей длиной метелки. Австрал, обладающий
большей длиной метелки, - наибольшей концентрацией рецессивных генов.
Ключевые слова: генетический анализ, признак, диаллельные скрещивания, длина метелки,
ген, наследование
Теоретической основой селекции служит генетика – именно она прокладывает пути
эффективного управления наследственностью организма. Сегодня развитие молекулярной
биологии и генетики, биохимии и физиологии открывает совершенно новые перспективы.
Генетика выходит на уровень целенаправленного конструирования организмов с нужными
признаками и свойствами. Ее роль в научно-техническом прогрессе стремительно возрастает
[7]. Генетические ресурсы риса и их банк данных является надежной основой для научноисследовательской работы специалистов многих направлений. По определенным параметрам
любого признака можно выявить образцы с заданной характеристикой. Каждый сорт риса
характеризуется определенными генетически обусловленными величинами линейных
размеров и их соотношением [5].
Длина метелки показывает самую высокую наследуемость среди других признаков
метелки. Данный признак генетически доминантен и определяется одним геном - Lp [6]. В
других исследованиях наследование происходит по типу отсутствия доминирования, при
скрещивании сортообразцов риса Вертикальный и Бахус [4]; промежуточного
доминирования – Арпа-Шалы и К-4613 [1, 2] и сверхдоминирования – К-1634 и Кубань 3 [3].
Во многих гибридных комбинациях возможно проявление эффекта гетерозиса по признаку
длина метелки [1].
Цель исследований. Определить наследование признака «длина метелки» на основе
полных диаллельных скрещиваний.
Материал и методика. Для реализации опыта была проведена гибридизация по схеме
полного диаллельного скрещивания между четырьмя сортами риса: Лидер, Австрал,
Снежинка, Кумир и одного сортообразца КПУ-92-08. Всего получено 20 гибридных
комбинаций. Гибридный материал выращивался на вегетационной площадке ФГБНУ
«ВНИИ риса», который затем анализировался по биометрическим показателям.
Для генетического анализа использовали метод Хеймана, который рассчитывали на
компьютерной программе АГРОС.
Результаты исследований. Между сортами и гибридами наблюдались различия по
длине метелки (табл. 1).
Таблица 1. Средние значения признака «длина метелки» родительских форм и F1, (см) и
координаты графика
Сорта
Лидер Австрал Снежинка КПУ-92-08 Кумир Vr
Wr Парабола b
Лидер
17,3
16,6
14,7
15,6
11,6
4,87
3,69
5,42
Австрал
14,8
21,8
17,2
18,6
13,5 10,51
7,34
7,96
0,77
Снежинка 11,3
16,3
16,7
13,5
12,5
5,72
2,89
5,87
КПУ-92-08 13,1
16,6
15,9
18,0
15,1
3,69
2,39
4,72
Кумир
13,2
13,9
12,3
13,7
15,1
1,11
-0,14
2,58
Аддитивно-доминантная модель адекватна, в ней показатели Wr - Vr стабильны.
Рисунок 1. График Хеймана признака «длина метелки» риса в F1, (см),
г. Краснодар, ФГБНУ «ВНИИ риса», 2013 г.
Из графика видно, что линия регрессии расположена ниже точки начала координат и
свидетельствует о сверхдоминировании признака. Так как линия регрессии отклоняется от
угла 45 º к оси абсцисс, то это указывает на проявление комплементарного действия генов в
контроле признака. Коэффициент регрессии существенно отличается от единицы (b=0,77)
(линия регрессии справа от линии единичного наклона), что говорит о наличии в контроле
признака комплементарного эпистаза. По количеству доминантных генов в порядке
убывания сорта располагаются следующим образом: Кумир, КПУ-92-08, Лидер, Снежинка и
Австрал.
Таблица 2. Результаты дисперсионного анализа диаллельной таблицы по признаку «длина
метелки»
Факторы
Число степеней
Критерий
Критерий
Дисперсия
варьирования
свободы
Фишера, факт.
Фишера, теор.
Общее
450,98
74
а
223,66
4
109,80
2,56
b
151,93
10
29,83
2,02
b1
130,67
1
256,61
4,03
b2
8,55
4
4,20
2,56
b3
12,69
5
4,98
2,40
c
25,11
4
12,32
2,56
d
25,43
6
8,32
2,29
Ошибка
24,44
48
Результаты дисперсионного анализа по Хейману свидетельствует о существенных
различиях между сортами по аддитивным и доминантным эффектам генов (существенность а
и b). Существенность b1 говорит о том, что доминантные эффекты генов однонаправлены.
Гены, проявляющие доминирование, распределены между сортами неравномерно
(существенность b2). Специфичные для комбинации скрещивания аллельные и неаллельные
взаимодействия генов играют важную роль в контроле признака (существенность b3).
Различия между сортами по материнским и реципрокным эффектам также существенны
(существенность c и d).
Таблица 3. Результаты оценки генетических компонентов для признака «длина метелки»
Генетические
Генетические
Оценка
Оценка
компоненты
компоненты
D
5,63
H1/D
2,47
F
-1,35
√H1/D
1,57
H1
13,92
H2/4H1
0,21
H2
11,89
½*F/√(D*(H1-H2))
-0,20
E
0,51
МLJ -MLO
-2,64
Корреляция между выраженностью признака и доминированием r=0,92 (при df=3).
Средняя степень доминирования в экспериментальном материале и в каждом локусе полная
и имеет сверхдоминирование (H1/D˃1и √H1/D˃1). Величина доминирования в разных
локусах варьирует (½*F/√(D*(H1-H2))≠0). Компонента H2/4H1≠0,25, что свидетельствует о
неодинаковом распределении доминантных и рецессивных аллелей в исходных локусах.
Общее представление о направлении отклонений средних родительских форм можно
получить на основании разности МLI - MLO (-2,64). Так как D˂H1 и H2, то в детерминации
признаков преобладают доминантные эффекты. В сортах доминантных аллелей меньше, чем
рецессивных (F˂0). Число групп генов 2,32.
1.
2.
3.
4.
Выводы:
В первом поколении наследование признака «длина метелки» происходило по
принципу отрицательного сверхдоминирования, т. е. наблюдалась депрессия.
Из изученных сортов Кумир обладает наибольшей концентрацией доминантных
генов, которые контролируют меньшую длину метелки.
Из пяти сортов Австрал имеет наибольшее количество рецессивных генов,
контролирующие большую длину метелки.
Сорта Кумир и Австрал можно рекомендовать использовать в качестве родительских
форм для гибридизации либо для уменьшения, либо для увеличения длины метелки.
Литература:
1. Бараев, Х.А. Изучение наследования количественных признаков в топкроссных
скрещиваниях у риса / Х.А. Бараев // Бюлл. НТИ ВНИИ риса. – 1981. – Вып. 29. – С.
19 – 22.
2. Дзюба, В.А. Изучение характера наследования признаков у риса / В.А. Дзюба, Л.П.
Белая // Краткий отчет о научно-исследовательской работе по рису в СССР за 1971 –
1975 гг. – Краснодар. – 1976. – С. 16 – 18.
3. Дзюба, В.А. Наследование ряда признаков у риса / В.А. Дзюба, В.Н. Шиловский //
Бюлл. НТИ ВНИИ риса. – 1974. – Вып. 8. – С. 3 – 8.
4. Костылев, П.И. Направления и методы современной селекции риса / И.П. Костылев //
Рисоводство. – Краснодар. – 2008. – Вып. 13. – С. 7 – 15.
5. Костылев, П.И.Влияние параметров зерновки на продуктивность метелки риса / П.И.
Костылев, Н.Н. Жученко, Л.М. Костылева // Зерновое хозяйство. – 2014. –№4. – С. 1524.
6. Костылев, П.И. Генетический анализ наследования высоты растений риса, длины
метелки и количества зерен в ней / П.И. Костылев, А.А. Редькин, Е.А. Коптева //
Рисоводство. – 2011. – Вып. 19. – С. 21 – 25.
7. Созинов, А.А. Генетика и урожай / А.А. Созинов, Ю.П. Лаптев. – М.: Наука, 1986. –
168 с.