Ідентифікація зразків пшениці м’якої озимої харківської селекції за білковими маркерами

  • З. В. Усова
  • О. Ю. Леонов
  • Н. О. Козуб
  • І. О. Созінов
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v29.1406

Анотація

Мета. Ідентифікація селекційного матеріалу пшениці озимої харківської селекції за електрофоретичними спектрами запасних білків із метою виділення найбільш перспективних ліній. Методи. Фракціонування білків проводили за допомогою APAG- та SDS-електро­форезу. Результати. Досліджено генотипи зразків пшениці озимої конкурсного сортовипробування за сімома локусами запасних білків: Gli-A1, Gli-B1, Gli-D1, Gli-A3, Glu-A1, Glu-B1, Glu-D1. Ідентифіковано 8 алелей локусу Gli-A1, 7 – Gli-B1, 5 – Gli-D1, 4 – Gli-A3, 5 – Glu-B1, 3 – Glu-A1, 2 – Glu-D1. Більшість встановлених алелей характерні для українських сортів пшениці озимої. Водночас виділено лінії, в генотипах яких наявні інтрогресовані алелі – маркери пшенично-житніх транслокацій 1AL/1RS та 1BL/1RS. Біотип лінії Erythrospermum 484-19 у локусі Gli-D1 має інтрогресований алель від Ae. tauschii. Висновки. За даними польових та лабораторних досліджень не виявлено значних переваг чи недоліків ліній із пшенично-житніми транслокаціями порівняно з лініями без транслокацій (з алелями запасних білків, типовими для зони Східного Лісостепу). Перспективу використання транслокацій (1AL/1RS, 1BL/1RS) локусів Gli-А1 та Gli-В1 у селекційних дослідженнях необхідно розглядати у поєднанні в одному генотипі генів стійкості до хвороб та шкідників на 1RS з алеллю Glu-B1al, яку пов’язують із надвисокою якістю зерна.

Ключові слова: пшениця озима, запасні білки, алелі, транслокації.

Посилання

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

Novoselskaya-Dragovich A.Yu. Genetics and genomics of wheat: Storage proteins, ecological plasticity, and immunity. Russian Journal of Genetics. 2015. Vol. 51 (5). Р. 476–490. doi: 10.1134/S102279541505004X.

Morgun B.V. State and perspectives of wheat-rye translocations use in winter wheat breeding. Plant Physiology and Genetics. 2016. Vol. 48 (4). Р. 324–343. [in Ukrainian]

Rabinovich S.V. Importance of wheat-rye translocations for breeding modern cultivars of Triticum aestivum L. Euphytica. 1998. Vol. 100. P. 323–340. doi: 10.1023/A:1018361819215.

Howell T., Hale I., Jankuloski L., Bonafede M., Gilbert M., Dubcovsky J. Mapping a region within the 1RS.1BL translocation in common wheat affecting grain yield and canopy water status. Theor. Appl. Genet. 2014. Vol. 127. P. 2695–2709. doi: 10.1007/s00122-014-2408-6.

Purnhauser L., Bóna L., Láng L. Occurrence of 1BL.1RS wheat-rye chromosome translocation and of Sr36/Pm6 resistance gene cluster in wheat cultivars registered in Hungary. Euphytica. 2011. Vol. 179. Р. 287–295. doi: 10.1007/s10681-010-0312-y.

McIntosh R.A. Catalogue of Gene Symbols. Gene Catalogue 2013. Retrieved from: https://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/macgene/2013/GeneSymbol.pdf.

Pretorius Z.A. Detection of virulence to wheat stem rust resistance gene Sr31 in Puccinia graminis f. sp. tritici in Uganda. Plant Disease. 2000. Vol. 84 (2). P. 203. doi.org/10.1094/PDIS.2000.84.2.203B.

Kozub N.O., Bidnyk G.Ya., Demyanova N.O., Sozinov I.O., Sozinov O.O. Identification of common wheat varieties that are potentially resistant to stemrust race Ug99 using biochemical markers. Plant Protection and Quarantine. 2010. Vol. 56. Р. 71–81 [in Ukrainian]

Lytvynenko N., Topal N. Genetic factor of positive effect on quality of grain at lines of soft winter wheat with a rye transloca-tion of 1AL/1RS. Bulletin of Agricultural Science. 2014. № 5. Р. 36–42. [in Ukrainian]

Kozub N.A., Sozinov I.A., Sobko T.A. Variation at storage protein loci in winter common wheat cultivars of the Central For-est-Steppe of Ukraine. Cytology and Genetics. 2009. Vol. 43 (1). P. 55–62.

Sobko T.A., Poperelya F.A. The frequency of alleles of gliadin coding loci in common winter wheat cultivars. Visnyk Sil-skogospod. naukі. 1986. Vol. 5. P. 84–87. [in Ukrainian]

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. Cytol Genet. 2020. Vol. 54 (4). Р. 305–317. doi: 10.3103/S0095452720040076.

Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970. Vol. 227 (5259). P. 680–685.

Payne P., 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 Res. Communs. 1983. Vol. 11 (1). P. 29–34.

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