Апробація використання молекулярних маркерів пшениці м’якої для визначення алельного складу гліадинів Triticum spelta L.
Анотація
Мета. Метою цієї роботи була апробація та порівняння методів електрофорезу запасних білків в кислому ПААГ та ПЛР з пшеничними праймерами на зразках спельти та оцінка можливості їх використання для ідентифікації алельних варіантів гліадинів. Методи. Дослідження проводили на зразках восьми різновидів Tr. spelta, використовуючи методи електрофорезу запасних білків у кислому ПААГ та ПЛР з алель-специфічними праймерами, розробленими до Gli-B1 локусу пшениці м’якої. Продукти ПЛР розділяли 7 % ПААГ; гелі фарбували за допомогою аргентум (ІІ) нітрату. Результати. Показана можливість застосування молекулярних маркерів для ідентифікації алельних варіантів гліадинів спельти. За допомогою ПЛР, з використанням алель-сецифічних праймерів до Gli-B1 локусу, виявлено п’ять алелів, дві з яких описано і для виду Tr. аеstivum. За результатами електрофорезу та опираючись на результати ПЛР, було ідентифіковано 6 різних алельних варіантів гліадинів, які можна розділити на дві групи. Висновки. Апробація методики ПЛР для виду Tr. spelta з використанням алель-специфічних праймерів, розроблених для пшениці м’якої, показала наявність поліморфізму та можливість застосування їх для ідентифікації алельних варіантів гліадинів для пшениці спельти. У порівнянні із методом електрофорезу запасних білків у кислому ПААГ, метод ПЛР є значно простішим в інтерпретації результатів, але застосовані в нашому досліджені праймери не дозволяють виявити весь поліморфізм, який виявляється на електрофореграмах запасних білків.
Посилання
Poltoretskyi S., Hospodarenko H., Liubych V., Poltoretska N., Demydas H. Toward the theory of origin and distribution history of Triticum spelta L. Ukrainian Journal of Ecology. 2018. Vol. 8 (2). P. 263–268.
Sichkar S. M., Morgun V. V., Dubrovna O. V. Inheritance of morphological characteristics in hybrids F1–F2 Triticum spelta x T. aestivum. Fiziol. rast. i gen. 2016. Vol. 48 (4). P. 344–355. doi: 10.15407/frg2016.04.344
Bonafaccia G., Galli V., Francisci R., Mair V., Skrabanja V., Kreft I. Characteristics of spelt wheat products and nutritional value of spelt wheat-based bread. Food Chem. 2000. Vol. 68 (4). P. 437–441. doi: 10.1016/S0308-8146(99)00215-0
Dahlstedt L. Spelt Wheat (Triticum aestivum ssp. spelta (L.)): An alternative crop for ecological farming systems. In: “Spelt and Quina” Working Group Meeting (Wageningen, 24–25 October 1997). Wageningen, 1997. P. 3–6.
Ruzhitskaya О. М., Borysova О. V. Nasinnieva produktyvnist’ ta vmіst bilka v zerni pshenytsi spel’ty (Triticum spelta L.) za vyroshchuvannia na riznomu foni mineral’noho zhyvlennia. Selektsiyno-henetychna nauka i osvita (Pariievi chytannia). 2017. 292 p. [in Ukrainian]
Shelepov V. V. Gavriliuk I. N., Vergunov V. A. Pshenitsa: biologiia selektsiia morfologiia semenovodstvo. NNSKhB NAAN. Кyiv : Logos, 2013. 498 p. [in Russian]
Ninieva A.K., Kozub N.O., Sozinov І.O., Leonov O.Yu., Rybalka O.I., Tverdokhleb E.V., Boguslavsky R. L. Characterization of triticum spelta l. Accessions for grain quality and electrophoretic spectra of storage proteins. Visn. ukr. tov. genet. sel. 2013. Vol. 11 (1). P. 96–105. [in Ukrainian]
Schober T.J., Bean S.R., Kuhn M. Gluten proteins from spelt (Triticum aestivum ssp. spelta) cultivars: A rheological and size-exclusion highperformance liquid chromatography study. J. Cereal Sci. 2006. Vol. 44. P. 161–173. doi: 10.1016/j.jcs.2006.05.007
Dong Z., Yang Y., Li Y., Zhang K., Lou H., An X., (2013) Haplotype Variation of Glu-D1 Locus and the Origin of Glu-D1d Allele Conferring Superior End-Use Qualities in Common Wheat. PLoS ONE. 2013. Vol 8 (9). P e74859. doi: 10.1371/journal.pone.0074859.
Wang L., Li G., Peña R. J., Xia X., He Z., Development of STS markers and establishment of multiplex PCR for Glu-A3 alleles in common wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Cereal Science. 2010. Vol. 51 (3). P. 305–312. doi: 10.1016/j.jcs.2010.01.005.
Zhang W., Gianibelli M., Rampling M. L., Gale K. R. Identification of SNPs and development of allele-specific PCR markers for γ-gliadin alleles in Triticum. Theoretical and Applied Genetics. 2003. Vol. 107. P. 130–138. doi: 10.1007/s00122-003-1223-2
Devos K. M., Bryan G. J., Collins A. J., Stephenson P., Gale M. D. Application of two microsatellite sequences in wheat storage proteins as molecular markers. Theor. Appl. Genet. 1995. Vol. 90. P. 247–252. doi: 10.1007/BF00222209
Metakovsky E., Pasqual L., Vaccino P., Rodrigues-Quijano M., Popovych Yu., Chebotar S., Rogers W. Heteroalleles in common wheat: Multiple differences between allelic variants of the Gli-B1 locus. Int. J. of Molecular Sciences. 2021. Vol. 22. P. 1832. doi: 10.3390/ijms22041832
Popovych Yu. A., Blagodarova O. M., Chebotar S. V. Polymorphism of Taglgap microsatelite locus and its connection with allelelic varieties of gliadins of bread wheat. Visnyk ONU. Biologia. 2021. Vol. 49 (2). P. 73–85. doi: 10.18524/2077-1746.2021.2(49).246889 [in Ukrainian]
Poperelia F. O. Try osnovni henetychni systemy iakosti zerna ozymoi m’iakoi pshenytsi. Realizatsiia potentsiynykh mozhlyvostey sortiv ta hibrydiv Selektsiyno-henetychnoho instytutu v umovakh Ukrainy. Zbirnyk naukovykh prats SHI. Odesa, 1996. P. 117–132. [in Ukrainian]
Metakovsky E., Melnik V., Rodriguez-Quijano M., Upelniek V., Carrillo M. A catalog of gliadin alleles: Polymorphism of 20th century common wheat germplasm. The Crop Journal. 2018. Vol. 6. P. 628–641. doi: 10.1016/j.cj.2018.02.003
Syvolap Yu. M. Yspol’zovanye PTsR-analyza v henetyko-selektsyonnykh yssledovanyiakh. Kyev : Ahrarna nauka, 1998. P. 8–33. [in Russian]
Promega Technical Manual. USA : Gene Print. STR Systems, 1999. P. 52.
