izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.34677/0021-342X-2019-2-136-141izvestiiatimacad-69Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF MESSAGESВозникновение ogura-подобной ЦМС в растениях Brassica при отдаленной гибридизацииInterspecific hybridization as an inducing factor of ogura-type cms in Brassica plantsЗубкоОльга НиколаевнаZubkoOlga N.Zubkoolga21@mail.ruМонахосСократ ГригорьевичMonakhosSokrat G.s.monakhos@rgau-msha.ruМонахосГригорий ФедоровичMonakhosGrigoriy F.breedst@mail.ruРГАУ-МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationООО «Селекционная станция имени Н.Н. Тимофеева»РоссияLLC “Breeding station after N.N. Timofeev“Russian Federation20191711202202136141Copyright © Зубко О.Н., Монахос С.Г., Монахос Г.Ф., 20222022Зубко О.Н., Монахос С.Г., Монахос Г.Ф.Zubko O.N., Monakhos S.G., Monakhos G.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/69

В ранее нами проведенном исследовании в потомстве BC1 от межвидового скрещивания тетраплоидной фертильной B. oleracea с аллотетраплоидной фертильной B. carinata было обнаружено одно растение с мужской стерильностью, БКБю3. Мужская стерильность проявлялась в формировании аномально развитых тычинок и отсутствии фертильной пыльцы, остальные части цветка развивались и функционировали нормально. Единообразное проявление мужской стерильности у растений второго беккроссного поколения (BC2) от скрещивания растения BC1 с фертильной линией диплоидной капусты белокочанной указывало на стабильность проявления и цитоплазматический характер ее наследования. Для установления типа спонтанно возникшей цитоплазматической мужской стерильности потомства BC1 и BC2 проведен молекулярно-генетический анализ с использованием orf138-маркера и установлено, что данная ЦМС является ogura-подобной. В результате ПЦР-анализа фертильных линий B. carinata, B. oleracea, а также фертильных растений BC2-потомства и частично фертильного межвидового гибрида (B. oleracea х B. carinata) выявлено наличие амплифицируемого фрагмента размером около 600 п.н. Присутствие данного фрагмента у фертильных генотипов может свидетельствовать о химерности их митохондриальных геномов и сопряжено с появлением ogura-подобной ЦМС в цитоплазме С генома B. oleracea потомства от межвидовой гибридизации.

In our recent study the one male sterile plant BKBu3 has been found in BC1-progeny from interspecific crossing of tetraploid fertile B. oleracea and allotetraploid fertile B. carinata lines. The flowers of male sterile plant had reduced, necrotic anthers, and no fertile pollen was observed. However, other organs of flowers were phenotypically and functionally normal. No segregation in sterility/fertility morphology of the BC2 progeny plants indicated a cytoplasmic mode of male sterility inheritance. To determine the type of the found cytoplasmic male sterility (CMS), the authors conducted a molecular-genetic analysis using orf138-specific primers. The PCR analysis indicated that the found cytoplasmic male sterility is of an Ogura-type. Screening the fertile lines of B. carinata, diploid B. oleracea, and fertile plants of BC2 progeny of interspecific cross and a partially fertile B. oleracea-carinata hybrid revealed ~600 bp amplicons that are not matched to the orf138-marker fragment. It was suggested that the presence of ~600 bp amplicons could be an outcome of chimeric cytoplasm of male fertile plants, and it could also be a reason why CMS plants are formed in a progeny of interspecific hybrids.

цитоплазматическая мужская стерильностьЦМСОguraмежвидовая гибридизацияBrassicaПЦР-анализcytoplasmic male sterilityCMSOgurainterspecific hybridizationBrassicaPCR-analysisReferencesЗубко О.Н., Монахос С.Г. Отдаленная гибридизация для передачи устойчивости к сосудистому бактериозу // Картофель и овощи, 2016, № 11. С. 39-40.Зубко О.Н., Монахос С.Г. Отдаленная гибридизация для передачи устойчивости к сосудистому бактериозу // Картофель и овощи, 2016, № 11. С. 39-40.Нгуен М.Л., Монахос Г.Ф., Комахин Р.А., Монахос С.Г. Новый локус устойчивости к киле в хромосоме А05 капусты пекинской (Brassica rapa L.) // Генетика, 2018, т. 54, № 3. С. 306-315.Нгуен М.Л., Монахос Г.Ф., Комахин Р.А., Монахос С.Г. Новый локус устойчивости к киле в хромосоме А05 капусты пекинской (Brassica rapa L.) // Генетика, 2018, т. 54, № 3. С. 306-315.Hirata Y, Motegi T, Takeda Y, Moriwaki K. Induction of sterility in the seed progeny derived from artificially synthesized interspecific chimera in Brassica // Euphytica, 2001, № 117. P. 143-149.Hirata Y, Motegi T, Takeda Y, Moriwaki K. Induction of sterility in the seed progeny derived from artificially synthesized interspecific chimera in Brassica // Euphytica, 2001, № 117. P. 143-149.Motegi T., Nou I., Zhou J., Kanno J., Kameya A., Hirata Y. Obtaining an Ogura-type CMS line from asymmetrical protoplast fusion between cabbage (fertile) and radish (fertile) // Euphytica, 2003, № 129. P. 319-323.Motegi T., Nou I., Zhou J., Kanno J., Kameya A., Hirata Y. Obtaining an Ogura-type CMS line from asymmetrical protoplast fusion between cabbage (fertile) and radish (fertile) // Euphytica, 2003, № 129. P. 319-323.Murray M.G., Thompson W.F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucleic Acids Research, 1980, № 19. P. 4321-4325.Murray M.G., Thompson W.F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucleic Acids Research, 1980, № 19. P. 4321-4325.Yamagishi H., Bhat S.R. Cytoplasmic male sterility in Brassicaceae crops // Breeding Science, 2014, № 64. P. 38-47.Yamagishi H., Bhat S.R. Cytoplasmic male sterility in Brassicaceae crops // Breeding Science, 2014, № 64. P. 38-47.Yamagishi H., Terachi T. Molecular and biological studies on male sterile cytoplasm in the Cruciferae. III. Distribution of Ogura-cytoplasm among Japanese wild radishes and Asian radish cultivars // Theor Appl Genet, 1996, № 93. P. 325-332.Yamagishi H., Terachi T. Molecular and biological studies on male sterile cytoplasm in the Cruciferae. III. Distribution of Ogura-cytoplasm among Japanese wild radishes and Asian radish cultivars // Theor Appl Genet, 1996, № 93. P. 325-332.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.