Поліморфізм локусів високомолекулярного глютеніну у місцевих стародавніх пшениць Triticum aestivum L. України

  • Т. О. Собко
  • Г. М. Лісова
  • О. М. Благодарова
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v29.1416

Анотація

Мета. Дослідити алельну мінливість локусів високомолекулярного глютеніну Glu-A1, Glu-B1, Glu-D1 у генетичному пулі українських стародавніх пшениць Triticum aestivum L.
Методи. Досліджено генотип за Glu-1 локусами у 54 колекційних зразків пшениці м’якої озимої, включаючи 41 сортову популяцію місцевих пшениць (Кримка місцева, Банатка, Гірка, Тейка та інш.) та 13 селекційних сортів, що були створені на початку минулого століття добором з місцевих пшениць. Для фракціонування ВМ глютенінів використовували SDS-PAG електрофорез за методикою Laemmli. Результати. Ідентифіковано 11 алельних варіантів глютенінкодуючих локусів, у т. ч. 3 алелі за локусами Glu-A1 (а, b, с) та Glu-D1 (a, b, d), та 5 - за локусом Glu- B1 (c, u, an, aj та субодиниця 9). Виявлено відмінності між алелями локусів за частотою, з якою вони набули розповсюдження серед сортів. Висновки. У генетичному пулі українських озимих місцевих пшениць найбільшого розповсюдження набули алелі Glu-A1а (43,3%), Glu-A1b (40,5 %), Glu-B1с (58 %) , Glu-B1u (23 %), Glu-D1d (48,6 %), Glu-D1а (47,2 %), які (за винятком алелі Glu-D1а) є переважаючими і в сучасному сортовому генофонді українських пшениць. Відмітною ознакою стародавніх українських пшениць є рідкісні алельні варіанти локусу Glu-B1, що кодують субодиниці 1Ву8 (алель Glu-B1aj ) та 1Ву9.

Ключові слова: Triticum aestivum L., озима пшениця, стародавні сорти, високомолекулярний глютенін, алелі.

Посилання

Vavilov N. I. Nauchnye osnovy selektsii pshenitsy. M.-L.: 1935. 244 р. [in Russian]

Rabinovich S. V. Modern wheat varieties and their pedigrees: Kyiv: Urozhay, 1972. 328 p. [in Russian]

Lopes M. S., El-Basyoni I., Baenziger P. S., Singh S., Royo C., Ozbek K., Aktas H., Ozer E., Ozdemir F., Manickavelu A. Exploiting genetic diversity from landraces in wheat breeding for adaptation to climate change. J. Exp. Bot. 2015. Vol. 66 (12). P. 3477–3486. doi: 10.1093/jxb/erv 122.

Shewry P. R., Halford N. G., Belton P. S., Tatham A. S. The structure and properties of gluten: an elastic protein from wheat grain. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 2002. 357. Р. 133–142. doi: 10.1098/rstb.2001.1024.

Payne P. I. Genetics of storage proteins and the effect of allelic variation on bread-making quality. Annual Review of Plant Physiology. 1987. Vol. 38. P. 141–153. http://dx.doi.org/10.1146/annurev.pp.38.060187.001041

Payne P. I., Lawrence G. J. Catalogue of alleles for the complex geneloci,Glu-A1, Glu-B1, and Glu-D1 which code for high-molecular-weight subunits of glutenin in hexaploid wheat. Cereal Res.Commun. 1983. Vol. 11 (1). P. 29–34.

Catalogue of gene symbols. Gene catalogue, 2013. Retrieved from: htpp://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/download.jspMacGene.

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

Lagudah, E. S., Flood R. G., Halloran G. M. Variation in high molecular weight glutenin subunits in landraces of hexaploid wheat from Afghanistan. Euphytica. 1987. Vol. 36. P. 3–9.

Temizgul R., Akbulut M. Allele Frequency of Glutenin subunits and Glu-1 Quality Scores in Turkish Bread Wheat Landraces. Trakya Univ J Nat Sci. 2020. 21 (1). P. 1–11. doi: 10.23902/trkjnat.609487.

Gregová E., Hermunth J., Kraic J., Dotlačil L. Protein heterogenity in European wheat landraces and obsolete cultivars. Genet. Resour. Crop Evol. 1999. Vol. 46. P. 521–528. doi: 10.1023/A:1008751815445.

Gregová E., Hermunth J., Kraic J., Dotlačil L. Protein heterogeneity in European wheat landraces and obsolete cultivars: Additional information. Genet. Resour. Crop Evol. 2004. Vol. 51. P. 569–575. doi: 10.1023/B:GRES.0000024749.04012.ae.

Sobko T. O., Sozinov O. O. Characteristics of the Ukrainian winter common wheat varieties at the storage protein loci. Genetics and breeding in Ukrainian on the border of Millennium. Kyiv: Logos, 2001. Vol. 1. P. 151–159 [in Ukrainian].

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. Tsitologiya i genetika. 2017. Vol. 51 (2). P. 59–73. doi: 10.3103/S0095452717020050 [in Ukrainian].

Békés F., Cavanagh C.R., Martinov S., Bushuk W., Wrigley C.W. The Gluten Composition of Wheat Varieties and Genotypes Part III. Composition table for HMW-GS. 2006. Retrieved from: http://www.aaccnet.org/grainbin/pdfs/II_HMW_Subunits.pdf.