Комплексний аналіз вмісту загального білка в зерні м’якої пшениці, яка містить ген GPC-B1 від Triticum turgidum SSP. dicoccoides

  • С. Ю. Похилько Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститутімені Ігоря Сікорського»Україна, 03056, м. Київ, пр. Перемоги, 37
  • С. В. Швартау Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17
  • В. В. Починок Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17
  • Л. М. Михальська Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17
  • О. М. Дуган Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна, 03056, м. Київ, пр. Перемоги, 37
  • Б. В. Моргун Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148Інститут фізіології рослин і генетики НАН УкраїниУкраїна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17
DOI: https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.15.1.712

Анотація

Мета. Метою дослідження було достовірне визначення вмісту загального білка в зерні покоління F5, носіях гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides двома методами, що в свою чергу б підтвердило успішну експресію даного гена в генетичному оточенні української м’якої озимої пшениці. Методи. Визначення вмісту білка проводили методом К’єльдаля та методом інфрачервоної спектрометрії (NIR). Результати. Проаналізовано 44 гібридні лінії, гомозиготні за геном Gpc-B1 від T. turgidum ssp. dicoccoides. Встановлено, що для обох методик «в середньому» вміст білка у зерні гібридних ліній спостерігається на 14 % вище у порівнянні з вихід ним сортом Куяльник. Особливу увагу привертають лінії № 10, № 12 і № 35, у яких вміст білка перевищує 15 % за методом К’єльдаля. Висновки. Вперше отримані результати свідчать, що перенесений ген Gpc-B1 з дикої полби в нове генетичне оточення українського високопродуктивного районованого сорту пшениці Куяльник функціонує, позитивно впливаючи на накопичення запасного білка в зернівках.

Ключові слова: біофортифікація, вміст білка, Triticum aestivum, ген Gpc-B1, методи К’єльдаля та NIR.

Посилання

Zilic S., Barac M., Pesic M. et al. Characterization of proteins from grain of different bread and durum wheat genotypes. Int. J. Mol. Sci. 2011. Vol. 12(9). P. 5878–5894. doi: 10.3390/ijms12095878

Tarasyuk O.I., Pochinok V.M. Leaves nitrogen content and productivity of winter wheat lines unique in baking quality. Fiziol. rast. genet. 2015 Vol. 47(1). P. 66–73.

Atabaeva Kh. N., Massino I. V. Biologiia zernovykh kultur. Tashkent: Uzbekiston milliy entsiklopediiasi, 2005. P. 204.

Kasarda D. D., Bernardin J. E., Nimmo C. C. Wheat proteins. Advances in Cereal Science and Technology. (Y. Pomeranz, ed.). St. Paul, Minnesota: Am. Assoc. Cereal Chem., 1976. P. 158-236.

DSTU 3768–2010. Wheat. Technical Specifications. Derzhspozhyvstandart Ukrainy. 2010. P. 14.

Polianetska I. O., Liubych V. V., Sukhomud O. H. Vmist bilka ta yoho vykhid z urozhaiem zerna pshenytsi ozymoi zalezhno vid sortu. Naukovi pratsi instytutu bioenerhetychnykh kul'tur i tsukrovykh buriakiv. 2014. No 21. P. 235–239.

Simmonds N. The relation between yield and protein in cereal grain. Journal of the Science of Food and Agriculture. 1995. Vol. 67. P. 309–315. doi: 10.1002/jsfa.2740670306

Olmos S., Distelfeld A., Chicaiza O., Schlatter A. R., Fahima T., Echenique V., Dubcovsky J. Precise mapping of a locus affecting grain protein content in durum wheat. Theoretical and Applied Genetics. 2003. Vol. 107. P. 1243–1251. doi: 10.1007/s00122-003-1377-y

Joppa L. R., Du C., Hart G. E., Hareland G. A. Mapping gene(s) for grain protein in tetraploid wheat (Triticum turgidum L.) using a population of recombinant inbred chromosome lines. Crop Science. 1997. Vol. 37. P. 1586–1589. doi: 10.2135/cropsci1997.0011183X003700050030x

Uauy C., Brevis J. C., Dubcovsky J. The high grain protein content gene Gpc-B1 accelerates senescence and has pleiotropic effects on protein content in wheat. J. Exp. Bot. 2006. Vol. 57. P. 2785–2794. doi: 10.1093/jxb/erl047

Tabbita F., Lewis S., Vouilloz J., Ortega M., Kade M., Abbate P., Barneix A. J. Effects of the Gpc-B1 locus on high grain protein content introgressed into Argentinean wheat germplasm. Plant Breeding. 2013. Vol. 132. P. 48–52. doi: 10.1111/pbr.12011

Pokhylko S.Yu., Troyanovska A.V., Stepanenko A.I., Urbanovich O.Yu., Dugan O.M., Rybalka O.I., Morhun B.V. Studies of bread wheat genotypes with transferred gene Gpc-B1 of Triticum turgidum ssp. dicoccoides. Faktori eksperimental'noi evolucii organizmiv. 2016. Vol. 18. P. 132–135.

GOST 10846-91 Zerno i produkty ego pererabotki. Metod opredeleniia belka Mezhgosudarstvennyy standart. 2009. P. 8.

DSTU 4117:2007 Grain and its products. Definition of quality indicators by infrared spectroscopy. Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 2007 C. 8.

Student B. The probable error of a mean. Biometrika. 1908. Vol. 6(1). P. 1–25. Access mode: https://www.york.ac.uk/depts/maths/histstat/student.pdf