Вміст розчинниого білку в проростках та калюсах ізогенних за генами PPD ліній м’якої пшениці

  • О. О. Авксентьєва Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Україна, 61022, м. Харків, майдан Свободи, 4 https://orcid.org/0000-0002-3274-3410
Ключові слова: Triticum aestivum L., система генів PPD, розчинний білок, проростки, органоспецифічність, калюсна культура in vitro

Анотація

Мета. Вивчення впливу системи генів PPD – фотоперіодичної нечутливості пшениці м’якої на ростову та синтетичну активність і вміст розчинного білка в проростках і калюсах різного походження ізогенних ліній пшениці за умов in vivo та in vitro. Методи. Як рослинний матеріал використовували проростки та калюси майже ізогенних за системою генів PPD ліній Triticum aestivum L., створені в генофоні сорту Миронівська 808. Проростки аналізували за ростовою реакцію та накопиченням легкорозчинного білка в осьових органах. Первинні калюси отримували, використовуючи як експланти зрілі зародки, первинні асептичні листки та апікальні ділянки коренів. Проводили морфофізологічну характеристику калюсів, аналізували частоту проліферації та вміст розчинного білка. Результати. Встановлено, що ізолінії Ppd 1 та Ppd 3, які проявляють фотоперіодичну нейтральність, характеризуються максимальними показниками лінійного росту, накопичення біомаси та вмісту білка на ранніх етапах онтогенетичного розвитку за умов in vivo. За умов культури in vitro ізолінії Ppd 2 та Сорт характеризувались максимальними показниками частоти проліферації калюсів і мінімальним вмістом розчинного білка, що обумовлює знижену потенційну морфогенетичну активність. Висновки. Система генів PPD детермінує ростову реакцію та синтетичну активність проростків ізогенних ліній за умов in vivo й процеси проліферації первинних калюсів, синтезу та накопичення в них розчинного білка за умов in vitro.

Посилання

Pérez-Gianmarco T. I., Severini A. D., González F. G. Photoperiod-sensitivity genes (Ppd-1): quantifying their effect on the photoperiod response model in wheat. Journal of Experimental Botany. 2020. Vol. 71 (3). P. 1185–1198. doi: 10.1093/jxb/erz483.

Yong-ying Z., Xiang W., Li W., Jing-xuan W., Jun Y. Characterization of Ppd-D1 alleles on the developmental traits and rhythmic expression of photoperiod genes in common wheat. Journal of Integrative Agriculture. 2016. Vol. 15 (3). P. 502–511. doi: 10.1016/S2095-3119(15)61129-7.

Brasier K. G., Tamang B. G., Carpenter N. R., Fukao T., Reiter M. S., Pitman R. M., Sneller C. H., Thomason W. E., Griffey C. A. Photoperiod Response Gene Ppd-D1 Affects Nitrogen Use Efficiency in Soft Red Winter Wheat. Crop science. 2018. Vol. 58 (6). P. 2593–2606. doi: 10.2135/cropsci2018.03.0207.

White W., Herndil M., Hunt L. et al. Simulation-based analysis of effects of VRN and PPD loci on flowering in wheat. Crop Science. 2008. Vol. 48. P. 678–687.

Dubrovna O. V., Morhun B. V., Bavol A. V. Wheat biotechnologies: wheat selection and genetic engineering. Kyiv : Lohos, 2014. 375 р. [in Ukrainian]

Kyriienko A. V., Parii, M. F., Kuchuk M. V., Symonenko Yu. V., Shcherbak N. L. Development of an effective technique for callus formation from mature embryos of Triticum spelta L. and Triticum aestivum L. Plant Varieties Studying and protection. 2019. Vol. 15 (3). P. 259–265. doi: 10.21498/2518-1017.15.3.2019.181084.

Kumar R., Mamrutha H. M., Kaur A., Venkatesh K., Grewal A., Kumar R., Tiwari V. Development of an efficient and reproducible regeneration system in wheat (Triticum aestivum L.). Physiol Mol Biol Plants. 2017. Vol. 23 (4). P. 945–954. doi: 10.1007/s12298-017-0463-6.

Yu H., Wang W., Wang Y., Hou B. High frequency wheat regeneration from leaf tissue explants of regenerated plantlets. Advances in Bioscience and Biotechnology. 2012. Vol. 3. P. 46–50. doi: 10.4236/abb.2012.31008.

Avksentieva O. O., Chumakova V. V. Biotechnology of higher plants: culture in vitro. Educational and methodological manual. The second edition. Kharkiv : KHNU named after V. N. Karazin, 2021. 88 p. [in Ukrainian]

Zhang Z., Wei-long Cheng W., Li X., Wang X., Yang F., Xiao J., Li Y., Zhao G. Extraction, bioactive function and application of wheat germ protein/peptides. Current Research in Food Science. 2023. Vol. 6. P. 100512. doi: 10.1016/j.crfs.2023.100512.

Song X., Ni Z., Yao Y., Xie C., Li Z., Wu H, Zhang Y., Sun Q. Wheat (Triticum aestivum L.) root proteome and differentially expressed root proteins between hybrid and parents. Proteomics. 2007. Vol. 7 (19). P. 3538–3557. doi: 10.1002/pmic.200700147.

Oropeza M., Marcano A., García E. Proteins Related with Embryogenic Potential in Callus and Cell Suspensions of Sugarcane (Saccharum Sp.). In Vitro Cellular & Developmental Biology. Plant. 2001. Vol. 37 (2). P. 211–216. Retrieved from: http://www.jstor.org/stable/4293446.