Оцінка ефекту гаплотипів гена NAM-A1 на рівень прояву кількісних ознак і вміст білка в зерні пшениці

  • O. A. Орловська
  • С. І. Вакула
  • Л. В. Хотильова
  • А. В. Кільчевський
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v26.1252

Анотація

Мета. Ген NAM-A1 відіграє важливу роль у регуляції метаболічних процесів, ремобілізації поживних речовин із вегетативних органів рослини пшениці в зерно. Мета пропонованої роботи - генотипування SNP поліморфізмів гена NAM-A1 в інтрогресивних ліній, отриманих від схрещування сортів ярої м’якої пшениці з видами роду Triticum, а також оцінка ефекту впливу гаплотипів NAM-A1 на кількісні ознаки і вміст білка в зерні досліджених генотипів. Методи. Ідентифікація поліморфізмів гена NAM-A1 проводилася з використанням розроблених нами TaqMan маркерів у режимі Real-time PCR. Для статистичної обробки даних застосовували програми MS Excel 2007, Statistica 10.0. Результати. У вивчених видах роду Triticum найчастіше трапляється гаплотип NAM-A1с у сортів T. aestivum L. Результати. У вивчених співродичів T. aestivum найчастіше NAM-A1c, у сортів T. aestivum – NAM-A1d, у інтрогресивних ліній пшениці змішані гаплотипи гена NAM-A1. Виявлено статистично достовірні асоціації гаплотипів гена NAM-A1 з продуктивною кущистістю рослин, довжиною головного колоса, числом колосків у головному колосі і масою 1000 зерен. Висновки. Значний ефект гаплотипов NAM-A1 встановлений для ознак «продуктивна кущистість» і «маса 1000 зерен». Найбільше значення за масою 1000 зернин виявлено для рослин із гаплотипом NAM-A1d.

Ключові слова: T. aestivum L., види роду Triticum, NAM-A1, SNP, кількісні ознаки.

Посилання

Olsen A.D., Ernst H.A., Leggio L.L., Skriver K. NAC transcription factors: structurally distinct, functionally diverse. Trends Plant Sci. 2005. Vol. 10 (2). P. 79–87. doi: 10.1016/j.tplants.2004.12.010.

Puranik S., Sahu P.P., Srivastava P.S., Prasad M. NAC proteins: regulation and role in stress tolerance. Trends Plant Sci. 2012. Vol. 17 (6). P. 369–381. doi:10.1016/j.tplants.2012.02.004.

Pearce S., Tabbita F., Cantu D., Buffalo V., Avni R., Vazquez-Gross H., Zhao R., Conley C.J., Distelfeld A., Dubcovksy J. Regulation of Zn and Fe transporters by the GPC1 gene during early wheat monocarpic senescence. BMC Plant Biology. 2014. Vol. 14. P. 368–391. doi: 10.1186/s12870-014-0368-2.

Podzimska-Sroka D., O’Shea C., Gragersen P.L., Skriver K. NAC transcription factors in senescence: from molecular structure to function in crops. Planta. 2015. Vol. 4 (3). P. 412–448. doi: 10.3390/plants4030412.

Uauy C., Distelfeld A., Fahima T., Blechl A., Dubcovsky J. A NAC gene regulating senescence improves grain protein, zinc, and iron content in wheat. Science. 2006. Vol. 314. P. 1298–1301. doi: 10.1126/science.1133649.

Kade M.A., Barneix J., Olmos S., Dubcovsky J. Nitrogen uptake and remobilization in tetraploid Langdon durum wheat and a recombinant substitution line with the high grain protein gene Gpc-B1. Plant Breeding. 2005. Vol. 124 (4). P. 343–349. doi: 10.1111/j.1439-0523.2005. 01110.x.

Uauy C., Brevis J.C., Dubcovsky J. The high grain protein content gene Gpc-B1 accelerates senescence and has pleiotropic effects on protein content in wheat. J. Exp. Bot. 2006. Vol. 57 (11). P. 2785–2794. doi:10.1093/jxb/erl047.

Hagenblad J., Aspland L., Balfourier F., Ravel C., Leino M.W. Strong presence of the high grain protein content allele NAM-B1 in Fennoscandian wheat. Theor. Appl. Genet. 2012. Vol. 125 (8). P. 1677–1686. doi: 10.1007/s00122-012-1943-2.

Avni R., Zhao R., Pearce S., Jun Y., Uauy C., Tabbita F., Fahima T., Slade A., Dubcovsky J., Distelfeld A. Functional characterization of GPC-1 genes in hexaploid wheat. Planta. 2014. Vol. 239 (2). P. 313–324. doi:10.1007/s00425-013-1977-y.

Cormier F., Throude M., Ravel C., Le Gouis J., Leveugle M., Lafarge S., Exbrayat F., Duranton N., Praud S. Detection of NAM-A1 natural variants in bread wheat reveals differences in haplotype distribution between a worldwide core collection and European elite germplasm. Agronomy. 2015. Vol. 5. P. 143–151. doi: 10.3390/agronomy5020143.

Yang R., Juhasz A., Zhang Y., Chen X., Zhang Y., She M., Zhang J., Maddern R., Edwards I., Diepeveen D., Islam S., Ma W. Molecular characterisation of the NAM-1 genes in bread wheat in Australia. Crop and Pasture Science. 2018. Vol. 69 (12). P. 1173–1181. doi: 10.1071/CP18273

Alhabbar Z., Yang R., Juhasz A., Xin H., She M., Anwar M., Sultana N., Diepeveen D., MaW., Islam S. NAM gene allelic composition and its relation to grain-filling duration and nitrogen utilisation efficiency of Australian wheat. PLoS ONE. 2018. Vol. 13 (10). e0205448. doi: 10.1371/journal.pone.0205448.