Synthetic intergeneric amphydiploids and genome-substituted wheat forms are an important source for transferring agronomically valuable genes from wild species into the common wheat (Triticum aestivum L.) genome. They can be used both in academic research and for breeding purposes as an original material for developing wheat-alien addition and substitution lines followed by translocation induction with the aid of irradiation or nonhomologous chromosome pairing. The chromosome sets and genome constitutions of allopolyploids are usually verified in early hybrid generations, whereas the subsequent fate of these hybrids remains unknown in most cases. Here we analyze karyotypes of five hexa- (2n = 6x = 42) and octoploid (2n = 8x = 56) amphydiploids of wheat with several species of the Aegilops, Haynaldia, and Hordeum genera, and six genome-substituted wheat-Aegilops forms, which were developed over 40 years ago and have been maintained in different gene banks. The analyses involve C-banding and fluorescence in situ hybridization (FISH) with pAs1 and pSc119.2 probes. We have found that most accessions are cytologically stable except for Avrodes (genome BBAASS, a hexaploid genome-substituted hybrid of wheat and Aegilops speltoides), which segregated with respect to chromosome composition after numerous reproductions. Chromosome analysis has not confirmed the presence of the N genome from Ae. uniaristata Vis. in the genome-substituted hybrid Avrotata. Instead, Avrotata carries the D genome. Our study shows that octoploid hybrids, namely AD 7, AD 7147 undergo more complex genome reorganizations as compared to hexaploids: the chromosome number of two presumably octoploid wheat-Aegilops hybrids were reduced to the hexaploid level. Genomes of both forms lost seven chromosome pairs, which represented seven homoeologous groups and derived from different parental subgenomes. Thus, each of the resulting hexaploids carries a synthetic/hybrid genome consisting of a unique combination of chromosomes belonging to different parental subgenomes.
Синтетические межродовые гибриды (амфидиплоиды) и геномно-замещенные формы пшеницы – важный источник для переноса хозяйственно ценных генов от диких видов в геном Triticum aestivum L. Их используют как для решения теоретических задач, так и в практических целях для получения дополненных или замещенных линий, а также для индукции пшенично-чужеродных транслокаций с помощью облучения или негомологичной конъюгации хромосом. Хромосомный и геномный состав аллополиплоидных форм обычно верифицируется в ранних гибридных поколениях, часто дальнейшая судьба этих гибридов остается неизучен ной. В настоящей работе с помощью методов С-дифференциального окрашивания хромосом по Гимза и флуо ресцентной гибридизации in situ (FISH) с ДНК-зондами pAs1 и pSc119.2 мы провели исследование кариотипов пяти гекса- (2n = 6x = 42) и октаплоидных (2n = 8x = 56) геномно-дополненных амфидиплоидов пшеницы с отдельными видами из родов Aegilops, Haynaldia и Hordeum, а также шести гексаплоидных пшенично-эгилопсных геномно-замещенных форм, полученных более 40 лет назад и поддерживаемых в коллекциях разных научноисследовательских учреждений. Показано, что большинство исследованных форм цитогенетически стабильны, однако Авродес (геном BBAASS) – гексаплоидный геномно-замещенный гибрид пшеницы и Ae. speltoides, расщеплялся по хромосомному составу после многих репродукций. Хромосомный анализ не подтвердил ожидаемого геномного состава геномно-замещенной форма Авротата, у которой вместо заявленного N-генома от Ae. uniaristata Vis. обнаружен D-геном. В данной работе показано, что октаплоидные формы проходят через более сложные преобразования геномов, чем гексаплоидные: в двух исследованных предположительно октаплоидных амфидиплоидах АD 7, АD 7147 произошла редукция числа хромосом до гексаплоидного уровня. У обеих форм были утрачены семь пар хромосом из разных родительских субгеномов, представляющих все семь гомеологических групп. В результате у них сформировался смешанный (гибридный) геном, состоящий из уникальной комбинации хромосом нескольких родительских субгеномов.
Keywords: Aegilops; C-banding; Dasypyrum; Tritordeum; amphydiploid; fluorescence in situ hybridization; genome stabilization; genome-substituted forms; karyotype; wheat.
Copyright © AUTHORS.