Характеристика нових сортів і селекційних ліній пшениці, створених в ІФРГ НАН України, за локусами високомолекулярних субодиниць глютенінів

  • 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
  • Л. Г. Великожон Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0000-0002-5935-9363
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v38.1804
Ключові слова: Triticum aestivum L., локуси високомолекулярних глютенінів, частота алелів

Анотація

Мета. Визначити алельний склад локусів високомолекулярних субодиниць глютенінів та їх частоту у нових сортах і селекційних лініях пшениці, створених з 2020 р. та у сортах, отриманих до 2015 р. в Інституті фізіології рослин і генетики Національної академії наук України. Методи. Високомолекулярні субодиниці глютеніну аналізували електрофорезом у присутності додецилсульфату натрію (SDS) за методикою Леммлі. Для визначення алелів локусів Glu-A1, Glu-B1, Glu-D1 використовували ПЛР-аналіз. Результати. Визначено склад та частоту алелів локусів Glu-A1, Glu-B1, Glu-D1 у сортах і селекційних лініях, створених в Інституті фізіології рослин і генетики Національної академії наук України у різні періоди. Результати електрофоретичного та ПЛР-аналізу дозволили виявити три, шість і два алелі у локусах Glu-A1, Glu-B1 і Glu-D1, відповідно. Висновки. Найчастіше серед сортів і селекційних ліній пшениці, отриманих з 2020 р., виявлені алелі локусів Glu-A1b (45,5%), Glu-B1al (45,4%), Glu-D1d (90,9%). При порівнянні сортів, створених у різні роки, встановлено зниження частоти алеля Glu-A1a та збільшення частоти алеля Glu-A1b. Особливістю сортів, створених з 2020 р. є зростання частоти алеля Glu-B1al до 45,4%, який пов’язують з високою хлібопекарською якістю, порівняно із сортами, отриманими до 2015 р., у яких його частота була на рівні 6%.

Посилання

Altınsoy B., Aydın N., Karaduman Y. The effect of high molecular weight glutenin subunit encoded by Glu-B1k allele on breadmaking quality of near-ısogenic lines of bread wheat. International Journal of Agriculture and Wildlife Science. 2023. Vol. 9, No 3. P. 416–435. https://doi.org/10.24180/ijaws.1293214.

Bekes F., Wrigley C. W. Gluten alleles and predicted dough quality for wheat varieties worldwide: a great resoursce – free on the AACC international website. Gereal Foods World. 2013. Vol. 58, No 6. P. 325–328. https://doi.org/10.1094/CFW-58-6-0325.

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.

Espí A., Giraldo P., Rodriguez-Quijano M., Carrillo J. M. A PCR-based method for discriminating between high molecular weight glutenin subunits Bx7 and Bx7* in Triticum aestivum L. Plant Breeding. 2012. Vol. 131. P. 571–573. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2012.01961.x.

Gao Z., Tian G., Wang Y., Li Y., Cao Q., Han M., Shi Z. Allelic variation of high molecular weight glutenin subunits of bread wheat in Hebei province of China. Journal of Genetics. 2018. Vol. 97. P. 905–910. https://doi.org/10.1007/s12041-018-0985-x.

Kozub N. O., Sozinov I. O., Chaika V. M., Sozinova O. I., Janse L. A., Blume Ya. B. Changes in allele frequencies at storage protein loci of winter common wheat under climate change. Cytology and Genetics. 2020. Vol. 54 (4). P. 305–317. https://www.doi.org/10.3103/S0095452720040076. [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.

Liu S., Chao S., Anderson J. A. New DNA markers for high molecular weight glutenin subunits in wheat. Theoretical and Applied Genetics. 2008. Vol. 118. P. 177–183. https://doi.org/10.1007/s00122-008-0886-0.

Payne P. I. Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread-making quality. Annual Review of Plant Biology. 1987. Vol. 38. P. 141–153.

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.

Sandetska N. V., Radchenko O. M., Sheheda I. M. Allele frequency of reserve protein loci in Ukrainian breeding varieties. Factors in Experimental Evolution of Organisms. 2025. Vol. 36. P. 87–92. https://doi.org/10.7124/FEEO.v36.1718. [in Ukrainian]

Shao H., Liu T.-H., Ran C.-F., Li L. Q., Yu J., Gao X., Li X.-J. Isolation and molecular characterization of two novel HMW-GS genes from Chinese wheat (Triticum aestivum L.) landrace Banjiemang. Genes & Genomics. 2015. Vol. 37. P. 45–53. https://doi.org/10.1007/s13258-014-0228-3.

Shewry P. R., Hey S. J. The contribution of wheat to human diet and health. Food and Energy Security. 2015. Vol. 4, No 3. P. 178–202. https://doi.org/10.1002/fes3.64.

Utebayev M., Dashkevich S., Kunanbayev K., Bome N., Sharipova B., Shavrukov Y. Genetic polymorphism of glutenin subunits with high molecular weight and their role in grain and dough qualities of spring bread wheat (Triticum aestivum L.) from Northern Kazakhstan. Acta Physiologiae Plantarum. 2019. Vol. 41, No 71. Р. 1–11. https://doi.org/10.1007/s11738-019-2862-5.

Wrigley C. W., Asenstorfer R., Batey I. L., Cornish G. B., Day L., Mares D., Mrva K. The biochemical and molecular basis of wheat quality. Chapter 21. In : Carver B. F. (Ed.), Wheat: Science and Trade. Oxford, UK : Wiley-Blackwell, 2009. P. 495–520.