Мутанти за гліадиновими локусами на основі сорту пшениці м’якої Безоста 1

  • Н. О. Козуб
  • І. О. Созінов
  • Г. Я. Бідник
  • Н. О. Дем’янова
  • О. І. Созінова
  • А. В. Карелов
  • Я. Б. Блюм
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v24.1088

Анотація

Мета. Метою роботи було виділення і розмноження мутантів за гліадиновими локусами на основі сорту пшениці м’якої Безоста 1. Методи. Вели пошук спонтанних і індукованих гамма-опроміненням мутацій у гліадинових локусах серед потомства рослин F1 і F2 від схрещення майже ізогенних ліній за гліадиновими локусами на основі сорту Безоста 1, у тому числі ліній із пшенично-житньою 1BL.1RS транслокацією. Для ідентифікації мутацій проводили електрофорез запасних білків зерна в кислих умовах та SDS-електрофорез. Результати. На основі сорту пшениці м’якої Безоста 1 виділено і розмножено п’ять мутантів (шість мутацій) за гліадиновими локусами, з яких чотири описано вперше. Три мутації відбулися за локусом Gli-R1 у складі пшенично-житньої транслокації 1BL.1RS (втрата секалінів, підсилення секалінового компонента, збільшення рухомості секалінового компонента). Дві мутації пов’язані з алелем Gli-B1b, одна – нуль-алель за Gli-A2.
Висновки. Матеріал мутантів є важливим для вивчення ролі окремих груп запасних білків та їх компонентів у визначенні якості, а також механізмів регуляції синтезу запасних білків.

Ключові слова: Triticum aestivum, гліадини, секаліни, мутація, 1BL.1RS транслокація.

Посилання

Sozinov A.A. Protein polymorphism and its importance in genetics and breeding. M: Nauka, 1985. 272 p.

Miflin B.J., Field J.M., Shewry P.R. Cereal storage proteins and their effect on technological properties. Seed Proteins / ed. J. Daussant, J. Mosse, J. Vaughan. London Academic Press, 1983. P. 253–319.

Shewry P.R., Halford N.G. Cereal seed storage proteins: structures, properties and role in grain utilization. J. Exp. Botany. 2002. Vol. 53, No. 370. P. 947–958.

Woychik J.H., Boundy J.A., Dimler R.J. Starch gel electrophoresis of wheat gluten proteins with concentrated urea. Arch. Bio-chem. and Biophys. 1961. Vol. 92. P. 277–482.

Žilić S., Barać M, Pešić M., Dodig D., Ignjatović-Micić D. Characterization of proteins from grain of different bread and du-rum wheat genotypes. Int. J. Mol. Sci. 2011. Vol. 12. P. 5878–5894. doi: 10.3390/ijms12095878.

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.

Rybalka A.I., Sozinov A.A. Mapping the GLD 1B locus controlling biosynthesis of common wheat storage proteins. Tsi-tologiya i Genetika. 1979. Vol. 13, No. 4. P. 276–182.

Singh N.K., Shepherd K.W. Linkage mapping of the genes controlling endosperm proteins in wheat. I. Genes on the short arm of group I chromosomes. Theor. Appl. Genet. 1988. Vol. 75. P. 628–641.

McIntosh R.A. Catalogue of Gene Symbols. Gene Catalogue 2013. URL: https://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/macgene/2013/GeneSymbol.pdf (Last accessed: 11.02.2019).

Metakovsky E.V. Gliadin allele identification in common wheat. II Catalogue of gliadin alleles in common wheat. J. Genet. Breed. 1991. Vol. 45. P. 325–344.

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, No. 6. P. 628–641. https://doi.org/10.1016/j.cj.2018.02.003.

Gujral N., Freeman H.J., Thomson A.B.R. Celiac disease: Prevalence, diagnosis, pathogenesis and treatment. World J. Gastro-enterol. 2012. Vol. 18, No. 42. P. 6036–6059. doi: 10.3748/wjg.v18.i42.603.

Scherf K.A., Brockow K., Biedermann T., Koehler P., Wieser H. Wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis. Clinical & Experimental Allergy. 2015. Vol. 46. P. 10–20. doi: 10.1111/cea.12640.

Kopus M.M. About natural gene geography of gliadin alleles in winter common wheat. Selektsiya i Semenovodstvo. 1994. No. 5. P. 9–14.

Kozub N.A., Sozinov I.A., Blume Ya.B., Sozinov A.A. Study of the effects produced by gamma-irradiation of common wheat F1 seeds using gliadins as genetic markers. Cytol Genet. 2013. Vol. 47, No. 1. P. 13–19. doi: 10.3103/S0095452713010040.

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. doi: 10.3103/S0095452717020050.

Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970. Vol. 227, No. 5259. P. 680–685. doi: 10.1038/227680a0.

Chernakov V.M., Metakovsky E.V. Spontaneous mutations at the gliadin-coding loci which have been found during analysis of spikes and families of plants of spring bread wheat cultivars. Russian Journal of Genetics. 1993. Vol. 29, № 1. P. 114–124.

Lafiandra D., Colaprico G., Kasarda D.D., Porceddu E. Null alleles for gliadin blocks in bread and durum wheat cultivars. Theor. Appl. Genet. 1987. Vol. 74. P. 610–616.

Waga J., Zientarski J., Szaleniec M., Obtułowicz K., Dyga W., Skoczowski A. Null alleles in gliadin coding loci and wheat allergenic properties. American Journal of Plant Sciences. 2013. Vol. 4. P. 160–168. http://dx.doi.org/10.4236/ajps.2013.41021.

Naito K., Kusaba M., Shikazono N., Takano T., Tanaka A., Tanisaka T., Nishimura M. Transmissible and nontransmissible mutations induced by irradiation Arabidopsis thaliana pollen with -rays and carbon ions. Genetics. 2005. Vol. 169. P. 881–889.

Kozub N.A., Sozinov I.A., Karelov A.V., Blume Ya.B., Sozinov A.A. Diversity of Ukrainian winter common wheat varieties with respect to storage protein loci and molecular markers for disease resistance genes. Cytol Genet. 2017. Vol. 51, No. 2. P. 117–129. doi: 10.3103/S0095452717020050.