Молекулярна характеристика високомолекулярних субодиниць глютеніну 1Bx6.1 і 1By22.1 зразка Triticum spelta К1731

  • О. А. Орловская
  • К. К. Яцевич
  • С. И. Вакула
  • Л. В. Хотылёва
  • А. В. Кильчевский
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v25.1156

Анотація

Мета. Деякі сорти cпельти поряд з алелями гліадинів і високомолекулярних субодиниць глютенінів (HMW-GS), ідентичних м’якій пшениці, містять специфічні аллелі, які є джерелом збагачення генофонду Triticum aestivum. Мета цієї роботи – ідентифікація, молекулярний аналіз HMW-GS зразка європейської cпельти T. spelta К1731 та оцінка його впливу на еластичні властивості клейковини. Методи. Ідентифікацію HMW-GS проводили методом SDS-електрофорезу і ПЛР-аналізу. Нуклеотидні послідовності генів визначали за допомогою секвенування за Сенгером. Вторинну структуру білків передбачали на on-line сервері CFSSP. Результати. У зразка T. spelta К1731 виявлені субодиниці 6.1 + 22.1 локусу Glu-B1, які кодуються специфічним для спельт алелем Glu-В1bе. Визначено нуклеотидні послідовності генів 1Bx6.1, 1By22.1 вивченого зразка спельти, проведено аналіз амінокислотної послідовності і вторинної структури білка пари субодиниць 6.1 + 22.1. Висновки. Молекулярний аналіз HMW-GS 1Bх6.1 і 1By22.1 T. spelta К1731 виявив невисокий внесок у хлібопекарську якість зерна досліджених субодиниць.

Ключові слова: Triticum spelta К1731, HMW-GS, SDS-електрофорез, секвенування, вторинна структура білка, якість клейковини.

Посилання

Shewry P.R., Halford N.G. Cereal seed storage proteins: structures, properties and role in grain utilization. J. Exp. Botany. 2002. Vol. 53. P. 947–958.

Niu Z.X., Klindworth R., Wang R.R.-C., Jauhar P.P., Larkin P.J., Xu S.S. Characterization of HMW glutenin subunits in Thi-nopyrum intermedium, Th. bessarabicum, Lophopyrum elongatum, Aegilops markgrafii, and their addition lines in wheat. Crop Sci. 2011. Vol. 51, № 2. P. 667 677. doi: 10.2135/cropsci2010.04.0235.

Xu S.S., Khan K., Klindworth D.L., Nygard G. Evaluation and characterization of high-molecular weight 1D glutenin subunits from Aegilops tauschii in synthetic hexaploid wheats. J. Cereal Sci. 2010. Vol. 52, № 2. P. 333 336. doi: 10.1016/j.jcs.2010.05.004.

Singh N.K., Shepherd K.W., Cornish G.B. A simplified SDS-PAGE procedure for separating LMW subunits of glutenin. Journal of Cereal Science. 1991. Vol. 14. P. 203–208.

Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970. No. 227 (5259). P. 680–685.

Payne P.I., Lawrence G.J. Catalogue of alleles for the complex gene loci, Glu-A1, Glu-B1, and Glu-D1 which code for high-molecular-weight subunits of glutenin in hexaploid wheat. Cereal Res. Com. 1983. Vol. 11. P. 29–35.

Ma W., Zhang W., Gale K.R. Multiplex-PCR typing of high molecular weight glutenin alleles in wheat. Euphytica. 2003. Vol. 134, № 1. P. 51–60. doi: 10.1023/A:1026191918704.

Ahmad M. Molecular marker-assisted selection of HMW glutenin alleles related to wheat bread quality by PCR-generated DNA markers. Theor. Appl. Genet. 2000. Vol. 101, № 5–6. P. 892–896. doi: 10.1007/s001220051558.

Lafiandra D., Tucci G.F., Pavoni A., Turchetta T., Margiotta B. PCR analysis of x- and y-type genes present at the complex Glu-A1 locus in durum and bread wheat. Theor. Appl. Genet. 1997. Vol. 94. P. 235–240.

Lei Z.S., Gale K.R., He Z.H., Gianibelli C., Larroque O., Xia X.C., Butow B.J., Ma W. Y-type gene specific markers for enhanced discrimination of high-molecular weight glutenin alleles at the Glu-B1 locus in hexaploid wheat. J. Cereal Sci. 2006. Vol. 43, № 1. Р. 94–101. doi: 10.1016/j.jcs.2005.08.003.

Kozub N.A., Boguslavskkii R.L., Sozinov I.A., Tverdokhleb Ye.V., Xynias I.N., Blume Ya.B., Sozinov A.A. Alleles at storage protein loci in Triticum spelta L. accessions and their occurrence in related wheats. Cytology and genetics. 2014. Vol. 48, № 1. P. 33–41.

Yan Y., Hsam S.L.K., Yu J.Z., Jiang Y., Ohtsuka I., Zeller F.J. HMW and LMW glutenin alleles among tetraploid and hexaploid European spelt wheat (Triticum spelta L.) progenitors. Theor. Appl. Genet. 2003. Vol. 107. P. 1321 1330. doi: 10.1007/s00122-003-1315-z.

Wieser H. Chemistry of gluten proteins. Food Microbiology. 2007. Vol. 24, № 2. P. 115–119. doi: 10.1016/j.fm.2006.07.004.

Shewry P.R., Halford N.G., Tatham A.S. High molecular weight subunits of wheat glutenin. J. Cereal Sci. 1992. Vol. 15. P. 105–120.

Shewry P.R., Tatham A.S. Disulphide bonds in wheat gluten proteins. J. Cereal Sci. 1997. Vol. 25. P. 207–227.

Tatham A.S, Miflin B.J, Shewry P.R. The beta-turn conformation in wheat gluten proteins: relationship to gluten elasticity. Cereal Chem. 1985. Vol. 62. P. 405–412.

Guo X.H., Hu J.L., Wu B.H., Wang Z.Z., Wang D., Liu D.C., Zheng Y.L. Special HMW-GSs and their genes of Triticum tur-gidum subsp. dicoccoides accession D141 and the potential utilization in common wheat. Genet. Resour. Crop. Evol. 2016. Vol. 63, № 5. P. 833 844. doi: 10.1007/s10722-015-0287-6.

Morgun V.V., Sichkar S.M., Pochinok V.M., Ninieva A.K., Chugunkova T.V. Characterization of spelt collection samples (Triticum spelta L.) by elements of plant productivity structure and baking quality. Plant physiology and genetics. 2016. Vol. 48, № 2. P. 112–119. [in Ukrainian]