Алелі локусу Gli-A3 у групах українських сортів пшениці м’якої озимої різного походження

  • Н. О. Козуб Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; ДУ «Інститут харчової біотехнології і геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2а https://orcid.org/0000-0002-3572-1786
  • І. О. Созінов Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33 https://orcid.org/0000-0002-3621-5746
  • Г. Я. Бідник Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; ДУ «Інститут харчової біотехнології і геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2а
  • Н. О. Дем’янова Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; ДУ «Інститут харчової біотехнології і геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2а
  • О. І. Созінова Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; ДУ «Інститут харчової біотехнології і геноміки НАН України», Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2а https://orcid.org/0000-0002-0981-3433
  • Я. Б. Блюм Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2А https://orcid.org/0000-0001-7078-7548
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v33.1561
Ключові слова: Triticum aestivum, гліадин, різноманітність, мінорний гліадиновий локус, зміни клімату

Анотація

Мета. Метою роботи був аналіз різноманітності та частот алелів мінорного гліадинового локусу Gli-A3 у групах сортів пшениці м`якої озимої, створених у різних селекційних установах України в різні періоди часу. Методи. Проводили електрофорез гліадинів у поліакриламідному гелі в кислому середовищі. Для ідентифікації алеля локусу Gli-A3 у сорту Миронівська сторічна аналізували розщеплення у вибірці зерен F2 від схрещення цього сорту з сортом Безоста 1. Результати. Ідентифіковано алелі локусу Gli-A3 у 511 українських сортів. Крім чотирьох відомих алелів a-d ідентифіковано новий алель у сорту Миронівська сторічна, позначений Gli-A3e, що кодує два омега-гліадини. Переважними алелями в загальній групі сортів є a та b. Виявлено відмінності між певними групами сортів за складом і частотами алелів. Для сортів Cелекційно-генетичного інституту (СГІ) та сортів Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр`єва (ІР), зареєстрованих після 2010 р., виявлено істотне зниження частоти Gli-A3b. Висновки. У групах сортів зони Центрального Лісостепу частоти переважних алелів a та b є близькими в різні періоди селекції. Для груп сортів СГІ (зони Степу) та ІР (Східного Лісостепу) відмічено зростання частоти алеля a, що може вказувати на його адаптивне значення в умовах підвищення середньорічної температури в даних зонах.

Посилання

Shewry P. What is gluten – why is it special? Frontiers in Nutrition. 2019. Vol. 6. e. 101. doi: 10.3389/fnut.2019.00101.

Pronin D., Börner A., Weber H., Scherf K. A. Wheat (Triticum aestivum L.) breeding from 1891 to 2010 contributed to increasing yield and glutenin contents but decreasing protein and gliadin contents. J. Agric. Food. Chem. 2020. Vol. 68 (46). P. 13247–13256. doi: 10.1021/acs.jafc.0c02815.

Masci S., Lafiandra D., Porceddu E., Lew E. J. L., Tao H. P., Kasarda D. D. D-glutenin subunits: N-terminal sequences and evidence for the presence of cysteine. Cereal Chemistry. 1993. Vol. 70. P. 581–585.

Metakovsky E. V., Chernakov V. M., Upelniek V. P., Redaelli R., Dardevet M., Branlard G., Pogna N. E. Recombination mapping of omega-gliadin-coding loci on chromosome 1A of common wheat: A revision. J. Genet. Breed. 1996. Vol. 50. P. 277–286.

McIntosh R. A. Catalogue of Gene Symbols. Gene Catalogue. 2013. Retrieved from: http: www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/download.jspMacGene.

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 (6). P. 628–641. doi: 10.1016/j.cj.2018.02.003.

Rodriguez-Quijano M., Carrillo J. M. Linkage map of prolamin loci Gli-D4 and Gli-D5 in hexaploid wheat. Plant Breeding. 1996. Vol. 115. P. 189–191. doi: 10.1111/j.1439-0523.1996.tb00899.x.

Sobko T. A. Identification of a locus controlling synthesis of alcohol-soluble proteins of winter wheat endosperm, Visnyk Silsko-hospodarskoi Nauki. 1984. No. 7. P. 78–80. [in Ukrainian]

Sozinov A., Sozinov I., Kozub N., Sobko T. Stable gene associations in breeding and evolution of grasses. Evolutionary Theory and Processes: Modern Perspectives. Papers in Honor of Eviatar Nevo. Wasser S. P. (ed.). Kluwer Academic Publishers, 1999. P. 97–113. doi: 10.1007/978-94-011-4830-6_7.

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. Cytol. Genet. 2009. Vol. 43 (1). P. 55–62. doi: 10.3103/S0095452717020050.

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 (2). P. 117–129. doi: 10.3103/S0095452717020050.

Kozub N. O., Sozinov I. O., Chaika V. M., Sozinova O. I., Janse L. A., Blume Ya. B. Changes in allele frequencies at storage proteins of winter common wheat under climate change. Cytol Genet. 2020. Vol. 54 (4). P. 305–317. doi: 10.3103/S0095452720040076.

Perrier X., Jacquemoud-Collet J. P. DARwin Software. 2006. Retrieved from: http://darwin.cirad.fr/.

Quraishi U. M., Pont C., Ain Q. U., Flores R., Burlot L., Alaux M., Quesneville H., Salse J. Combined genomic and genetic data integration of major agronomical traits in bread wheat (Triticum aestivum L.). Front Plant Sci. 2017. Vol. 8. e1843. doi: 10.3389/fpls.2017.01843.

Soriano J. M., Alvaro F. Discovering consensus genomic regions in wheat for root-related traits by QTL meta-analysis. Sci. Rep. 2019. Vol. 9. e10537. doi: 10.1038/s41598-019-47038-2.