Interaction of genes determining the spike shape of wheat and located in 5AL chromosome

A V Simonov,N Watanabe,I F Lapochkina,T A Pshenichnikova

doi:10.18699/vj15.115

Abstract

Spike parameters of hexaploid wheats from the genus Triticum L. are determined by the major genes and play an important role in systematics. Having a strong pleiotropic effect they are also have a practical importance. In this work, the interaction of the dominant genes QS and Q with the dominant gene C17648 determining a spike shape was investigated. The gene Q is situated in 5AL chromosome and determines the formation of elongated lax spike in the species T. spelta L. The homoeoallelic gene QS introgressed into bread wheat from Aegilops speltoides Tausch. and causing the formation of speltoid spike also situated in 5AL chromosome of the line 84/98w. The gene C17648 is analogous in the phenotypic manifestation to the gene C determining the formation of a dense short spike on a short culm like in T. compactum Host. It was mapped to 5AL chromosome in bread wheat line ANBW-5A and the donor of the gene was a mutant of durum wheat. In the present work, spike length, spikelet number, index of spike density and stem length were studied in F1 , F2 and F3 of three different hybrid populations. For the first time it was showed that the gene C17648 is epistatic to the dominant genes QS and Q. It was manifested in the formation of compact spike in F1 hybrids and in numerical prevalence of plants with a compact spike in F2 . At the same time, the gene C17648 showed a smaller effect on stem length and did not affected spikelet number. Using the genetic analysis it was found that the genes QS and Q are independently inherited from the gene C17648 but a substantial linkage was observed between QS or Q and b1 gene.

Highlights

Признаки колоса гексаплоидных пшениц рода Triticum L. опре деляются главными генами и играют важную роль в систематике
The gene C17648 is analogous in the phenotypic manifestation to the gene C determining the formation of a dense short spike on a short culm like in T. compactum Host
It was mapped to 5AL chromosome in bread wheat line ANBW-5A and the donor of the gene was a mutant of durum wheat

Summary

ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Взаимодействие генов, определяющих форму колоса мягкой пшеницы и расположенных в хромосоме 5AL. Цель настоящей работы состояла в том, чтобы выяснить характер взаимодействия двух генов, расположенных в хромосоме 5A и контрастно влияющих на форму колоса и высоту растения пшеницы. Результаты При сравнении гибридов F1 с родительскими линиями было установлено, что отдельные изучаемые признаки колоса и стебля проявляются неодинаково Длина колоса гибридов F1 была меньше родительского среднего и ближе к линии ANBW-5A. Это наиболее ярко демонстрирует комбинация T. spelta Grey × ANBW-5A, у которой колосья гибридов F1 имели колос на 1,3 см длиннее, чем у родителя с компактным колосом, но на 1,8 см короче среднего по длине колосьев обоих родите лей Как зависимый от длины колоса параметр, у гибридов F1 всех трех комбина ций был выше родительского среднего и ближе к индексу линии ANBW-5A. При этом число колосков колоса у гибридов F1 Rodina QS ×

Parental mean

Findings

Spike phenotype