Характеристика білоцерківських сортів пшениці м’якої озимої за маркерними локусами

  • 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 https://orcid.org/0009-0002-9521-7618
  • 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 https://orcid.org/0009-0009-4712-8275
  • 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
  • І. І. Кучерявий Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33
  • О. І. Борзих Інститут захисту рослин НААН, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33 https://orcid.org/0000-0002-9802-5622
  • Я. Б. Блюм ДУ «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.v35.1666
Ключові слова: Triticum aestivum L., запасні білки, гени стійкості до хвороб, 1BL.1RS

Анотація

Мета. Досліджували особливості вибірки білоцерківських сортів пшениці м’якої озимої за локусами запасних білків та маркерами деяких генів стійкості до хвороб. Методи. Для ідентифікації алелей локусів гліадинів та високомолекулярних субодиниць глютенінів проводили електрофорез білків зерна у кислому середовищі та SDS-електрофорез. Алелі маркерів генів стійкості до хвороб Lr34, Tsn1, TDF_076_2D визначали за допомогою ПЛР. Результати. Визначено склад та частоти алелей локусів Gli-1, Glu-1, Gli-A3 у вибірках білоцерківських сортів, створених до 2011 р. та після 2010 р.; для сортів останнього періоду ідентифіковано алелі за маркерами вказаних генів стійкості. Спостерігали істотне зростання частоти алелі Gli-A1x(9) та зниження частоти Gli-A1c, а також тенденцію до зростання частоти Gli-A3с. У загальній вибірці білоцерківських сортів виявлено невипадкові асоціації пар певних алелей локусів запасних білків. Висновки. Група білоцерківських сортів за набором і частотами алелей основних проламінових локусів є подібною до раніше досліджених груп сортів зони Центрального Лісостепу України, але відрізняється за частотами алелей проаналізованих генів стійкості. Особливістю групи білоцерківських сортів є висока частота алелі c мінорного локусу Gli-A3 та асоціація алелей Gli-A1x Gli-B1l Gli-A3c.

Посилання

Semagn K., Iqbal M., Alachiotis N., N'Diaye A., Pozniak C., Spaner D. Genetic diversity and selective sweeps in historical and modern Canadian spring wheat cultivars using the 90K SNP array. Sci. Rep. 2021. Vol. 11. P. 23773. doi: 10.1038/s41598-021-02666-5.

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. ed. by Wasser S.P. Kluwer Academic Publishers. 1999. P. 197–113. doi: 10.1007/978-94-011-4830-6_7.

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.

Payne P. I. Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread-making quality. Annu. Rev. Plant Physiol. 1987. Vol. 38. P. 141–153.

Faris J. D., Zhang Z., Lu H., Lu S., Reddy L., Cloutier S., Fellers J. P., Meinhardt S. W., Rasmussen J. B., Xu S. S., Oli-ver R. P., Simons K. J., Friesen T. L. A unique wheat disease resistance-like gene governs effector-triggered susceptibility to necrotrophic pathogens. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010. Vol. 107 (30). P. 13544–13549. doi: 10.1073/pnas.1004090107.

Friesen T. L., Holmes D. J., Bowden R. L., Faris J. D. ToxA is present in the U.S. Bipolaris sorokiniana population and is a significant virulence factor on wheat harboring Tsn1. Plant Dis. 2018. Vol. 102. P. 2446–2452. doi: 10.1094/pdis-03-18-0521-re.

Karelov A. V., Pirko Ya. V., Kozub N. A., Sozinov I. A., Pirko N. N., Litvinenko N. A., Lyfenko S. F., Koliuchii V. T., Blume Ya. B., Sozinov A. A. Identification of the allelic state of the Lr34 leaf rust resistance gene in soft winter wheat cultivars developed in Ukraine. Cytol. Genet. 2011. Vol. 45 (5). P. 271–276. doi: 10.3103/S0095452711050069.

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.

Laemmli U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970. Vol. 227 (5259). P. 680–685. doi: 10.1038/227680a0.

Dakouri A., McCallum B. D., Walichnowski A. Z., Cloutier S. Fine-mapping of the leaf rust LR34 locus in Triticum aestivum (L.) and characterization of large germplasm collections support the ABC transporter as essential for gene function. Theor. Appl. Genet. 2010. Vol. 121. P. 373–384. doi: 10.1007/s00122-010-1316-7.

Diethelm M., Schmolke M., Groth J., Friedt W., Schweizer G., Hartl L. Association of allelic variation in two NPR1-like genes with Fusarium head blight resistance in wheat. Mol. Breeding. 2014. Vol. 34. P. 31–43. doi: 10.1007/s11032-013-0010-2.

Kozub N. A., Sozinov I. A., Karelov A. V., Blume Y. 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.

Kumar S., Singh R. P., Joshi A. K., Röder M. S., Chhuneja P., Mavi G. S., Kumar U. Association of Lr34 gene complex with spot blotch disease resistance at molecular level in wheat (Triticum aestivum L.). Indian J. Genet. Plant Breed. 2018. Vol. 78. P. 302–308. doi: 10.31742/ijgpb.78.3.11.

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