Частота алелів локусів запасних білків у сортах української селекції

  • Н. В. Сандецька Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0000-0002-0558-2295
  • О. М. Радченко Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0000-0002-3168-923X
  • І. М. Шегеда Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0009-0000-9115-2867
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v36.1718
Ключові слова: Triticum aestivum L., запасні білки зерна, локуси високомолекулярних глютенінів і гліадинів

Анотація

Мета. Визначити частоту алелів локусів запасних білків у сортах української селекції, створених двома різними селекційними центрами: Інститутом фізіології рослин і генетики HАН України (ІФРГ НАН України) та Селекційно-генетичним інститутом – Hаціональним центром насіннєзнавства і сортовивчення НААН України (СГІ НЦНС НААН України). Методи. Високомолекулярні субодиниці глютеніну аналізували електрофорезом в присутності додецилсульфату натрію (SDS) за методикою Леммлі. Для визначення транслокації використовували ПЛР з праймерами до мікросателітного локусу SCM9 та електрофорез запасних білків. Результати. Визначено склад та частоту алелів локусів Gli-A1, Gli-B1, Gli-D1, Glu-A1, Glu-B1, Glu-D1 у вибірках сортів селекції ІФРГ НАН України та СГІ НЦНС НААН України. Ідентифіковано алелі локусів гліадинів і високомолекулярних глютенінів, які характерні для сортів конкретного селекційного центру. Висновки. Hа основі проведених досліджень алелів локусів запасних білків показано, що групи сортів української селекції, створених у різних селекційних центрах, характеризуються певним набором алелів. Найбільш часто серед сортів селекції ІФРГ НАН України було виявлено алелі локусів високомолекулярних глютенінів Glu-A1a, Glu-B1с, Glu-D1d і гліадинів Gli-A1b, Gli-B1b, Gli-D1b, серед одеських сортів – алелі Glu-A1b, Glu-B1u, Glu-D1d і Gli-A1b, Gli-B1b, Gli-D1g. Встановлено, що майже 50 % сортів  селекції ІФРГ НАН України мають пшенично-житні транслокації 1AL.1RS, 1BL.1RS.

Посилання

Kozub N. A., Sozinov I. A., Chaika V. M., Sozinova I. O., Yanse L. A., Blum Y. B. Changes in allele frequencies at storage proteins of winter common wheat under climate change. Cytology and Genetics. 2020. Vol. 54 (4). P. 30–45. https://doi.org/10.3103/S0095452720040076. [in Ukrainian]

Payne P. I. Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread-making quality. Annual Review of Plant Physiology. 1987. Vol. 38. P. 141–153. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.38.060187.001041.

Metakovsky E., Melnik V., Rodriguez-Quijano M., Upelniek V., Carrillo J. M. A catalog of gliadin alleles: Polymorphism of 20th-century common wheat germplasm. The Crop Journal. 2018. Vol. 6 (6). P. 628–641. https://doi.org/10.1016/j.cj.2018.02.003.

McIntosh R. A. Catalogue of Gene Symbols, Gene Catalogue, 2013. Retrieved from: https://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/download.jspMacGene.

Metakovsky E., Melnik V. A., Pascual L., Wrigley C. W. Gliadin genotypes worldwide for spring wheats (Triticum aestivum L.) genetic diversity and grain-quality gliadin alleles during the 20th century. Journal of Cereal Science. 2019. Vol. 87. P. 172–177. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2019.03.008.

Metakovsky E. V., Gomez M., Vazquez J. F., Carrillo J. M. High genetic diversity of Spanish common wheats as judged from gliadin alleles. Plant Breeding. 2000. Vol. 119 (1). P. 37–42. https://doi.org/10.1046/j.1439-0523. 2000.00450.x.

Vaiciulyte-Funk L., Juodeikiene G., Bartkiene E. The relationship between wheat baking properties, specific high molecular weight glutenin components and characteristics of varieties. Zemdirbyste-Agriculture. 2015. Vol. 102 (2). P. 229–238. https://doi.org/10.13080/za.2015.102.030.

Bekes F., Wrigley C. W. Gluten alleles and predicted dough quality for wheat varieties worldwide: a great resource – free on the AACC international website. Cereal Foods World. 2013. Vol. 58 (6). P. 325–328. http://doi.org/10.1094/CFW-58-6-0325.

Kozub N. A., Sozinov I. A., Sobko T. A., Kolyuchii V. T., Kuptsov S.V., Sozinov A. A. Variation at storage protein loci in winter common wheat cultivars of the Central Forest-Steppe of Ukraine. Cytology and Genetics. 2009. Vol. 43 (1). P. 55–62. http://doi.org/10.3103/S0095452709010101. [in Ukrainian]

Laemmli U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970. Vol. 227. P. 680–685. https://doi.org/10.1038/227680a0.

Saal D., Wricke G. Development of simple sequence repeat markers in rye (Secale cereale L.). Genome. 1999. Vol. 42. P. 964−972. https://doi.org/10.1139/g99-052.

Butov B., Ma W., Gale K., Cornish G., Rampling L., Larroque O., Morel M., Bekes F. Molecular discrimination of Bx7 alleles demonstrates that a highly expressed high-molecular-weight glutenin allele has a major impact on wheat flour dough strength. Theoretical and Applied Genetics. 2003. Vol. 107. P. 1524–1532. https://doi.org/10.1007/s00122-003-1396-8.

Payne P. I., Lawrence G. Catalogue of alleles for the complex gene loci, Glu-A1, Glu-B1, Glu-D1 which code for high-molecular-weight subunits of glutenin in hexaploid wheat. Cereal Research Communications. 1983. Vol. 11. P. 29–34.

Salavati A., Sameri H., Boushehri A. A. S., Yazdi-Samadi B. Evaluation of genetic diversity in Iranian landrace wheat Triticum aestivum L. by using gliadin alleles. Asian Journal of Plant Sciences. 2008. Vol. 7 (5). P. 440–446. https://doi.org/10.3923/ajps.2008.440.446.