Consortional main: Study of the effect of barley chromosome regions incorporated into the wheat genome on earliness, quality and drought tolerance  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
75381
Type K
Principal investigator Lángné dr. Molnár, Márta
Title in Hungarian Konzorcium, fő p.: A búza genomba beépült árpa kromoszóma-régiók hatásának vizsgálata a koraiságra, a minőségre és a szárazságtűrésre
Title in English Consortional main: Study of the effect of barley chromosome regions incorporated into the wheat genome on earliness, quality and drought tolerance
Keywords in Hungarian búza, árpa, citogenetika, minőség, koraiság, szárazságtűrés
Keywords in English wheat, barley, cytogenetics, quality, earliness, drought tolerance
Discipline
Plant breeding (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Panel Plant and animal breeding
Department or equivalent Department of Genetic Resources (Centre for Agricultural Research)
Participants Molnár, István
Sepsi, Adél
Szakács, Éva
Starting date 2008-10-01
Closing date 2012-10-31
Funding (in million HUF) 18.539
FTE (full time equivalent) 3.72
state closed project
Summary in Hungarian
Pályázatunkban a Martonvásáron előállított búza/árpa addíciós, szubsztitúciós és transzlokációs vonalak segítségével vizsgálni kívánjuk, hogy az egyes árpa kromoszómák (régiók) hogyan befolyásolják a koraiságot, a minőségi paramétereket és a szárazságtűrést. A kísérletek során várható a korábbi géntérképezési adatok megerősítése vagy a koraiságért, a kedvező minőségi paraméterekért és a szárazságtűrésért felelős új kromoszómarégiók meghatározása. A genetikai anyagok tesztelése során tervezzük a Martonvásáron előállított búza × árpa hibridek utódai közül a búza szülőpartnernél korábbi kalászolású és szárazságtűrőbb vonalak kiválogatását.
Az árpa kromoszómák térképezésében várható új eredmények bővíteni fogják a gabonafélék genetikája területén elért eddigi ismereteinket. A “prebreeding program” során értékes agronómiai tulajdonságokkal rendelkező vonalak szelektálhatók. A koraiságért, a kedvező minőségi paraméterekért és a szárazságtűrésért felelős géneket hordozó addíciós vonalakból új, értékes transzlokációs vonalak állíthatók elő.
A búza × árpa hibridek származékai különböző nemzetközi kooperációkba bevonhatók, amelyekben az egyes árpa kromoszóma-szegmentumok hatása a fontosabb agronómiai tulajdonságokra eltérő környezeti feltételek közt vizsgálhatók. A legjobb vonalak felhasználhatók a búza nemesítési programokban, különösen száraz területeken.
Ezeknek a genetikai anyagoknak a felhasználása a nemesítésben, majd a termesztésben a pályázat befejezése utáni öt éves periódusban várható.
Summary
The present project aims to use the wheat/barley addition, substitution and translocation lines developed in Martonvásár to determine how the added barley chromosome (segments) influence various agronomic traits (earliness, quality, drought tolerance) in wheat. It is planned to confirm the results achieved by earlier mapping data or to find new chromosome regions responsible for parameters connected with earliness, various nutritional quality parameters and drought tolerance. It is intended to select lines with earlier flowering time or better drought tolerance compared to the wheat parent by screening the genetic materials produced from wheat × barley hybrids in Martonvásár.
It is hoped to obtain new results on barley genome mapping which will increase our knowledge on cereal genetics. In this “prebreeding programme” new genetic stocks with valuable agronomic traits can be selected. New valuable translocation lines can be developed from addition lines, carrying useful genes for early heading date, quality parameters or drought tolerance.
The wheat × barley derivates can be used in several international cooperation for analysing the effect of various barley chromosome segments on useful agronomic traits under different environmental conditions. The best lines could be used in wheat breeding programmes, especially in dry areas. The use of these genetic material in breeding and consequently in wheat production is expected in five years term after the project finished.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Új búza/árpa diszómás addíciós vonalakat hoztunk létre az Igri német 2-soros és a Manasz ukrán 6-soros őszi árpafajtákkal, amelyek lehetővé tették az egyes árpa kromoszómák hatásának tanulmányozását a búza genomban. Megállapítottuk, hogy a 7H árpa kromoszómát hordozó vonalak virágoznak a legkorábban és 4H addíciós vonalak a legkésőbben mindkét fajtakombinációban. A két vonal közti különbség a két fajtakombinációban (Asakaze/Manasz, Mv9kr1/Igri) a szántóföldön megfigyelt 6 és 7 napról fitotronban rövid napos megvílágitás mellett 44 és 52 napra növekedett. Kiválogattunk egy 4BS.7HL búza/árpa transzlokációs vonalat, amelyben a β- glukántartalom a búzához képest a kétszeresére növekedett. Az Asakaze/Manasz 7H addíciós vonal sótűrése kiemelkedőnek bizonyult. Jellemeztük a 4HL.5DL transzlokációs vonal morfológiai tulajdonságait. Elemeztük a 3HS.3BL, a 7D-5HS, 6BS.6BL-4H transzlokációs vonalak koraiságát, minőségi tulajdonságait és sótűrését. A 6BS.6BL-4H transzlokációs vonal kiemelkedő fehérje és sikértartalommal rendelkezik. A szárazságtűrési kísérletben a 3HS.3BL transzlokációs vonal vízhasznosítási hatékonysága megfelelő értékeket mutatott. A gametocid rendszerrel megkezdtük nagy hatékonysággal új búza/árpa transzlokációk előállítását, amely révén a kedvező agronómiai tulajdonságokat a búzába beépítjük. A 4H Asakaze/Manasz addíciós vonal × 2C addíciós vonal F2 utódaiban az eddig vizsgált 50 szemből 6-ban mutattunk ki transzlokációt.
Results in English
New wheat/barley disomic addition lines have been developed using Igri (German 2-rowed) and Manas (six-rowed Ukrainian) winter barley cultivars which made it possible to study the effect of barley chromosomes in the wheat genome. The 7H wheat/barley addition lines had the earliest flowering time and the 4H additions were the latest in both cultivar combination. The difference between the 7H and 4H addition lines in the two cultivar combinations (Asakaze/Manas, Mv9kr1/Igri) were 6 and 7 days in the field and it increased into 44 and 52 days under short day illumination in the phytotron. A 4BS.7HL wheat/barley translocation line was selected, which had two times higher β- glucan content (dietary fiber) than the wheat parent. The 7H Asakaze/Manas addition line had a very good salt tolerance under laboratory conditions. The morphological parameters of the 4HL.5DL translocation line were described. The earliness, nutritional parameters and drought- and salt tolerance of the 3HS.3BL, 7DL.7DS-5HS and 6BS.6BL-4H translocation lines were analysed. The 6BS.6BL-4H translocation line has very high protein and gluten content. The water use efficiency of the 3HS.3BL translocation line was good. The efficient production of wheat/barley translocation lines using gametocid system has been started. Six wheat/barley translocations have been detected out of 50 F2 seeds analysed from the cross of 4H Asakaze/Manas addition × 2C CS/Ae. cylindrica addition..
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=75381
Decision
Yes





 

List of publications

  
Megyeri M., Mikó P., Kovács G., Molnár-Láng M., Molnár I.: Cytomolecular analysis of individual chromosome pairing in wheat-alien hybrids, In: Z. Bedő and L. Láng (eds). Plant Breeding for Future Generations. EUCARPIA 19th General Congress. 21-24 May 2012. Budapest, Hungary. MTA ATK, p. 261, 2012, 2012
M. Molnár-Láng, G. Linc, É. Szakács, I. Molnár, A. Cseh, A. Schneider, K. Kruppa: Wheat-alien introgression programme in Martonvásár, N.I. Vavilov's Ideas in the Modern World. III Vavilov Int. Conference 6-9 November 2012, Vavilov Society of Geneticists and Plant Breeders of St. Petersburg. pp. 239-240, 2012
Dulai, S., Molnár, I. és Molnár-Láng, M.: Kecskebúza fajok hőmérsékleti toleranciájának összehasonlító vizsgálta, In.: Hagyomány és haladás a növénynemesítésbe (szerk.: Veisz, O.) pp. 91-95., 2009
Dulai, S., Molnár, I. és Molnár-Láng, M.: Photosynthesis in 7H wheat/barley ‘Asakaze komugi’/’Manas’ addition line during salt stress, Acta Agronomica Hungarica 58(4): 367-376., 2010
Georgieva M, Sepsi A, Tyankova N, Molnár-Láng M.: Molecular cytogenetic characterization of two high protein wheat-Thinopyrum intermedium partial amphiploids, J Appl Genetics, 52: 269-277. DOI 10.1007/s13353-011-0037-1., 2011
Cseh, A., Kruppa, K., Molnár, I., Rakszegi, M., Doležel, J., Molnár-Láng, M..: Characterization of a new 4BS.7HL wheat/barley translocation line using GISH, FISH and SSR markers and its effect on the β-glucan content of wheat., Genome, 2011, 54:(10) 795-804, DOI: 10.1139/g11-044, 2011
Molnár-Láng, Márta, Klaudia Kruppa, András Cseh, Julianna Bucsi, Gabriella Linc: Identification and phenotypic description of new wheat - six-rowed winter barley disomic additions, Genome 55: 302-311, DOI: 10.1139/G2012-013, 2012
Molnár-Láng M., Szakács É., Kruppa K., Linc G., Cseh A., Molnár I., Farkas A., Dulai S., Darkó É., Hoffmann B.: . Production and characterization of wheat-barley introgression lines, In: Veisz O. (ed.) Climate Change: Challenges and Opportunities in Agriculture: AGRISAFE Final Conference. Budapest, Magyarország, 2011.03.21-2011.03.23. Agricultural Res, 2011
Szakács É., Kruppa K., Türkösi E., Cseh A., Molnár I., Molnár-Láng M.: Development of new wheat/barley translocation lines from cytogenetic materials produced in Martonvásár., Veisz O. (ed.) Climate Change: Challenges and Opportunities in Agriculture: AGRISAFE Final Conference. Budapest, Magyarország, 2011.03.21-2011.03.23. Agricultural Researc, 2011
Cseh, A., Kruppa, K., Molnár, I., Rakszegi, M., Doležel, J., Lángné Molnár M.: A 4BS.7HL búza/árpa transzlokáció hatása a búza (1,3; 1,4) b-D-glukán tartalmára, XVII. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar, Budapest, pp 132, 2011
Szakács É., Kruppa K., Türkösi E., Cseh A., Molnar I., Lángné Molnár M.: Új búza/árpa transzlokációs vonalak előállítása martonvásári citogenetikai alapanyagokból, XVII. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest Corvinus Egyetem, Kertészettudományi Kar, Budapest, pp. 146., 2011
Uhrin, Andrea, Éva Szakács, László Láng, Zoltán Bedő, Márta Molnár-Láng: Molecular cytogenetic characterization and SSR markers analysis of a leaf rust resistant wheat line carrying a 6G(6B) substitution from Triticum timopheevii (Zhuk), Euphytica 186: 45-55, DOI 10.1007/s 10681-011-0483-1, 2012
Kruppa Klaudia, Edina Türkösi, Éva Szakács, András Cseh, Márta Molnár-Láng: Development and identification of a 4HL.5DL wheat/barley centric fusion using GISH, FISH and SSR markers, Cereal Research Communications online DOI: 10.1556/CRC.2012.0038, 2012
Megyeri, M., Molnár-Láng, M., Molnár, I.: Cytomolecular identification of individual wheat-wheat chromosome arm associations in wheat-rye hybrids., Cytogenetic and Genome Research, in press, 2012
Molnár-Láng, M., Linc, G., Szakács, É., Molnár, I., Cseh, A., Schneider, A., Kruppa, K.: Molecular cytogenetics techniques in prebreeding., In: Z. Bedő and L. Láng (eds). Plant Breeding for Future Generations. EUCARPIA 19th General Congress. 21-24 May 2012. Budapest, Hungary. MTA ATK, pp. 81-85, 2012
Kruppa, K., É. Szakács, A. Sepsi, Molnár-Láng, M.: Detection of J, Js and S chromosomes in Agropyron glael, and wheat × Agropyron glael hybrid progenies using multicolour genomic in situ hybridization., In: Z. Bedő and L. Láng (eds). Plant Breeding for Future Generations. EUCARPIA 19th General Congress. 21-24 May 2012. Budapest, Hungary. MTA ATK, p. 255., 2012
Szakács, É., Molnár-Láng, M.: Winter wheat/winter barley introgression lines as tools to improve genetic diversity in bread wheat., In: Z. Bedő and L. Láng (eds). Plant Breeding for Future Generations. EUCARPIA 19th General Congress. 21-24 May 2012. Budapest, Hungary. MTA ATK, p. 272, 2012
Kruppa K., Szakács É., Sepsi A., Lángné Molnár M.: Az Agropyron glael és búza × Aa. glael hibrid utódvonalak genomösszetételének vizsgálata mcGISH technikával, XVIII. Növénynemesítési Tudományos Napok, 2012. március 6., p. 41., 2012
Türkösi E., Kruppa K., Cseh A., Lángné Molnár M.: Búza / árpa diteloszómás addíciós vonalak azonosítása GISH technikával és SSR markerekkel, XVIII. Növénynemesítési Tudományos Napok, 2012. március 6., p. 130., 2012
Molnár I., Lángné Molnár M., Dolezel J.: Kecskebúza fajok kromoszómáinak azonosítása, izolálása és szekvenálása, I. ATK Tudományos Nap, 2012. november 14., Martonvásár, p 16. ISBN: 978-963-8351-40-1, 2012
Farkas A., Megyeri M., Molnár-Láng M., Molnár I.: The use of simple sequence repeats for the karyotypic analysis of wild relatives of wheat, Plant Breeding for Future Generations. In: Z. Bedő and L. Láng (eds). 19th EUCARPIA General Congress 21-24 May 2012 Budapest, Hungary, MTA ATK, p. 250, 2012
Sepsi, A., Molnár, I., Molnár-Láng, M.: Physical mapping of a 7A.7D translocation in the wheat- Thinopyrum ponticum partial amphiploid BE-1 using multicolour genomic in situ hybridisation.., Genome 52: 748-754, 2009
Hoffmann, B., Aranyi, N., Hoffmann, S., Molnár-Láng, M.: Possibilities to increase stress tolerance of wheat., Cereal Res. Commun. 37 Suppl.: 93-96, 2009
Cseh A., Kruppa K., Molnár I.: Incorporation of a winter barley chromosome segment into cultivated wheat and its characterization with GISH, FISH and SSR markers, Cereal Res Commun 37: Suppl.: 321-324., 2009
Sepsi A., Bucsi J.: Physical mapping of the 7D chromosome using a wheat/barley translocation line (5HS.7DL) produced in a Martonvásári wheat background using microsatellite markers, Cereal Res. Commun. 37 Suppl.: 297-300., 2009
Kruppa K. Cseh A., Lángné Molnár M.: Árpa kromoszómák azonosítása új búza x árpa hibridek utódvonalaiban in situ hibridizáció és SSR markerek segítségével,, Hagyomány és haladás a növénynemesítésben. XV. Növénynemesítési Tudományos Napok, 2009. március 17. (szerk: Matuz J, Veisz O), pp 277-281., 2009
Szakács É., Lángné Molnár M.: A búza citogenetikai alapanyagok fenntartása során létrejött kromoszóma-átrendeződések kimutatása in situ hibridizációval, In: Hagyomány és haladás a növénynemesítésben. XV. Növénynemesítési Tudományos Napok, 2009. március 17. (szerk: Matuz J, Veisz O), pp 452-456., 2009
Molnár-Láng M., Cseh A., Szakács É., Molnár I.: Development of a wheat genotype combining the recessive crossability alleles kr1kr1kr2kr2 and the 1BL.1RS translocation, for the rapid enrichment of 1RS with new allelic, Theor. Appl. Genet 120(8):1535–1545., 2010
Szakács É., Molnár-Láng M.: Identification of new winter wheat – winter barley addition lines (6HS and 7H) using fluorescence in situ hybridization and stability of the whole ‘Martonvásári 9 kr1’-‘I, Genome 53(1): 35-44., 2010
Szakács É., Kruppa K., Molnár I., Molnár-Láng M.: Induction of wheat/barley translocations by irradiation and their detection by in situ hybridization, Acta Agronomica Hungarica 58(3): 203–209., 2010
Cseh András, Molnár István, Lángné Molnár Márta: Új 1BL.1RS búza-rozs rekombinánsok előállítása és kimutatása molekuláris markerekkel., XVI. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest, 2010. március 11. (Ed: Veisz O) MTA Agrártudományok Osztályának Növénynemesítési Bizottsága, Budapest p. 62., 2010
Molnár István, Marie Kubaláková, Lángné Molnár Márta, Jaroslav Dolezel: Az áramlásos citometria alkalmazásának lehetőségei az Aegilops fajok egyedi kromoszómáinak izolálására, XVI. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest, 2010. március 11. (Ed: Veisz O) MTA Agrártudományok Osztályának Növénynemesítési Bizottsága, Budapest p. 30., 2010
Szakács Éva, Kruppa Klaudia, Molnár István, Lángné Molnár Márta: Búza/árpa transzlokációk indukálása besugárzással és kimutatása genomi in situ hibridizációval, XVI. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest, 2010. március 11. (Ed: Veisz O) MTA Agrártudományok Osztályának Növénynemesítési Bizottsága, Budapest p. 28., 2010
Molnár-Láng M., Szakács É., Sepsi A., Cseh A., Kruppa K., Linc G., Molnár I.: Development, molecular cytogenetic characterisation, physical mapping and phenotyping of wheat/barley introgression lines, EUCARPIA Cereals Section Meeting, 6-8 April, 2010, Cambridge, pp 5. National Institute of Agricultural Botany (NIAB), Cambridge, UK, pp 5., 2010
Szakács, É., Molnár-Láng, M.: Molecular cytogenetic evaluation of chromosome instability in Triticum aestivum - Secale cereale disomic addition lines, Journal of Applied Genetics, 51: 149-152., 2010
Molnár-Láng, M, Szakács, É, Sepsi, A, Cseh, A, Kruppa K, Linc, G, Molnár, I.: Molecular cytogenetic characterisation and physical mapping of wheat/barley introgression lines, In: Dzyubenko, N.I. (ed) Proc. 8th International Wheat Conference. 1-4 June 2010. St. Petersburg, Russia VIR, pp. 458-459, 2010




 

Events of the project

  
2010-08-19 10:01:57
Kiegészítő támogatás beolvasztása
2009-08-31 15:04:11
Kiegészítő támogatás beolvasztása
2009-04-03 09:17:50
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Növényi Sejtbiológiai Osztály (MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete), Új kutatóhely: Génmegőrzési és Organikus Nemesítési Osztály (MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete).



Back »