CC BY
34
УДК 635.656:581.466:577.11
Н.Н. Корниенко, кандидат биологических наук С.В. Бобков, И.В. Кондыков, кандидаты сельскохозяйственных наук Н.А. Бутримова, аспирант ГНУ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур
КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ ЗАПАСНЫХ БЕЛКОВ ЛИНИЙ ГОРОХА С МНОГОЦВЕТКОВЫМ
АПИКАЛЬНЫМ ЦВЕТОНОСОМ
Впервые проведено исследование белковых спектров образцов гороха с многоцветковым апикальным цветоносом «люпиноид» и их родительских форм. Выявлен хорошо выраженный полиморфизм. Составлен каталог зарегистрированных позиций белковых спектров. Для создания линейного материала у образцов Лу-139-2000, ЛуД-115, СВ-52-Л необходимо провести дополнительные отборы в политипных популяциях под контролем компонентного состава электрофоретических спектров. Ключевые слова: горох, Pisum sativum L., образец,
люпиноид, запасные белки семян, SDS-PAGE электрофорез, спектры, белковые компоненты, идентификация образцов.
Электрофорез запасных белков семян сельскохозяйственных культур используется для идентификации сортов, линий, гибридов и выявления скрытой генетической изменчивости в селекционном материале и репродуцируемых сортах [2]. Анализ компон$нтного состава запасных б$лков гороха прим$ня$тся для ид$нтификации г$нотипов и характ$ристики г$н$тич$ского разнообразия исходного селекционного материала [6, 7]. По
электрофоретическим спектрам запасных белков с$мян дана характ$ристика образцов морфотипа «хамелеон» [3]. Предложено использовать
особ$нности компон$нтного состава запасных б$лков в кач$ств$ крит$рия оц$нки сортов гороха на отличимость, однородность и стабильность [4]. При поз$рновом анализ$ запасных б$лков самоопыляющихся культур электрофорез выявляет две категории сортов: монотипные и политипные. П$рвы$ характ$ризуются одним типом б$лкового сп$ктра и пр$дставляют собой гомозиготны$ линии. Вторые состоят из двух и более типов белковых спектров. Обычно у политипных сортов определяющими являются 1...3 спектра, на долю которых приходится 70.90% от общего числа сп$ктров.
Цель настоящего исследования состояла в изучении компонентного состава электрофоретических спектров запасных б$лков у п$рсп$ктивных для с$л$кции образцов гороха с многоцв$тковым апикальным цветоносом (мофотип люпиноид), впервые созданных в ГНУ ВНИИЗБК [1, 5].
Материалы и методика исследований
Исследования проводили с использованием метода эл$ктрофор$за запасных б$лков с$мян в полиакриламидном геле. Для составления каталога использовали таблицу, в которую включали вс$ зарегистрированные типы спектров с указанием частоты встр$ча$мости и инт$нсивности окрашивания. Применяли цифровую оценку интенсивности окрашивания компонентов: 1 - слабо интенсивный; 2 - интенсивный; 3 - очень
интенсивный; 4 - раздвоенный. Анализировали
Electrophoretic spectra of pea accessions with multiflower apical inflorescence “lupinoid” were studied. High level of polymorphism was revealed. The catalog of electrophoretic spectra band composition was composed. To produce lines from accessions Lu-139-2000, Lu-D-115, SV-52-L it is necessary to conduct additional selection under control of electrophoretic spectra band composition.
Key words: pea, Pisum sativum L., accession, lupinoid, storage proteins, SDS-PAGE electrophoresis, spectra, protein components, identification of accessions.
единичные семена из случайных выборок по 100 семян для каждого сорта. Объектом исследования служили пять образцов гороха с многоцветковым апикальным цветоносом - У г-07-320, СВ-52-Л, Лу-139-2000, Лу-Д-115, Лу-268-98, и две родительские формы - А-87-15 (с фасциированным стеблем) и Детерминантный ВСХИ (с детерминантным типом роста луганской модели).
Иссл$дования проводили с использовани$м камеры для вертикального электрофореза белков VE-4 фирмы «Хеликон», универсальный источник питания «Эльф-8», реактивы для SDS-PAGE эл$ктрофор$за.
Результаты и их обсуждение
Линии гороха с многоцв$тковым апикальным цветоносом характеризуются относительно высокой урожайностью и рассматриваются в качестве перспективного селекционного материала (табл. 1). Поэтому описание компонентного состава запасных белков может рассматриваться в качестве критерия их оц$нки на отличимость, однородность и стабильность. Биохимическое маркирование линий является надежным аргументом паспортизации линий как объектов интеллектуальной собственности.
Таблица 1 - Урожайность образцов гороха с многоцветковым апикальным цветоносом
Образец Морфотип Урожайность, т/га
2010 2011 среднее
А-87-15 ср, л, фас, о 1,41 2,02 1,72
Детерминантный всхи ср, л, дет/л, н 2,42 2,60 2,51
Лу-268-98 пк, л, н 2,94 2,44 2,69
СВ-52-Л пк, ус, о 2,72 2,46 2,59
Лу-Д-115 пк, ус, о 2,48 2,69 2,59
УГ-07-320 ср, ус, п, н 2,77 2,28 2,53
Лу-139-2000 к, л, о 2,47 2,06 2,27
Примечание: ср - среднестебельный, пк - полукарлик, к - карлик, фас - фасциированный стебель, дет/л - детерминантный тип роста луганской модели, л - листочковый, ус - усатый, о - с$м$на обычного типа, н - неосыпающиеся семена, п - пелюшка.
Результаты анализа электрофоретических родительских морфотипов А-87-15 и
спектров запасных белков у образцов гороха с Детерминантный ВСХИ позволили провести
многоцветковым апикальным цветоносом У г-07-320, идентификацию и регистрацию по компонентному
СВ-52-Л, Лу-139-2000, Лу-Д-115, Лу-268-98 и составу (табл. 2).
Таблица 2 - Компонентный состав электрофоретических спектров у образцов гороха
Образец Позиции компонентов в спектрах
А-87-15 10 11 18 28 32 34 36 38 40 43 46 48 49 51 54 56 58 60 62 64 65 73 76 78 79 80 85 87 89
Детерминантный ВСХИ (1 тип спектра) 9 10 11 12 13 14 16 18 19 20 22 23 25 26 27 30 32 33 34 36 41 43 45 47 48 50 55 56 69 71 73 75 78 81 82 86 90 95 97 99 100
Детерминантный ВСХИ (2 тип спектра) 9 10 11 12 13 14 16 18 19 20 22 23 25 26 27 30 32 33 34 36 41 43 45 47 48 50 54 57 58 60 61 69 71 73 75 78 81 82 86 90 95 97 99 100
Лу-139-2000 (1 тип спектра) 9 11 13 14 15 17 18 19 21 22 23 24 25 26 28 30 33 34 36 37 39 40 42 43 44 45 46 47 48 49 50 52 56 58 59 61 62 65 66 68 70 74 75 77 80 82 84 86 88 91 93 97
Лу-139-2000 (2 тип спектра) 9 11 13 14 15 17 18 19 21 22 23 24 25 26 28 30 33 34 36 37 39 40 43 45 46 47 48 49 50 54 56 58 59 61 62 65 66 68 70 72 74 75 77 80 82 84 86 88 91 93 97
Лу-Д-115 (1 тип спектра) 9 14 1 6 17 18 19 21 22 2 4 2 5 26 2 7 28 30 31 33 34 36 37 4 0 4 2 43 44 4 6 47 49 58 60 69 71 73 75 76 77 79 81 83 85 86 91 100
Лу-Д-115 (2 тип спектра) 9 14 16 17 18 19 21 22 24 25 26 27 28 30 31 33 34 36 37 40 42 43 44 46 49 58 60 69 71 73 75 76 77 79 81 83 85 86 91 100
СВ-52-Л (1 тип спектра) 9 11 14 18 19 23 24 25 27 28 30 31 32 33 35 37 38 40 41 42 43 44 46 47 49 50 53 54 56 57 64 65 68 69 72 78 81 83 84 85 86 90 92 94 96 98 100
СВ-52-Л (2 тип спектра) 9 11 18 19 24 25 27 28 30 32 34 37 38 42 43 44 46 47 49 50 53 54 56 57 64 65 68 69 72 78 81 83 84 85 86 90 92 94 96 98 100
Уг-07-320 9 10 15 1719 21 23 29 33 34 36 39 42 43 45 47 49 51 53 60 63 67 71 74 76 77 79 85 88 90
Лу-268-98 9 10 12 13 14 18 20 21 22 23 24 26 27 28 30 32 34 37 39 40 41 42 44 45 48 50 53 56 57 59 62 64 67 70 72 79 81 83 88 91 93 96 100
Прим$чани$: жирным шрифтом выд$л$ны оч$нь инт$нсивны$ компон$нты, обычным - инт$нсивны$, курсивом - слабо инт$нсивны$, курсивом с подч$ркивани$м - раздво$нны$.
Все исследованные образцы гороха оказались не идентичными по уровню и характеру изменчивости полипептидных спектров, что, в свою очередь, явля$тся сл$дстви$м полиморфизма б$лковых компонентов. При изучении семи образцов гороха было выявл$но 11 различных б$лковых сп$ктров. Во всех зарегистрированных полипептидных спектрах семян установлены различия по количеству, наличию-отсутствию, инт$нсивности окрашиванияодинаковых по подвижности компонентов, а также по интервалу их распределения в спектре. Установлено, что среди исследованных образцов гороха есть как монотипные, так и политипные по белковым спектрам. У политипных образцов гороха выявлено по 2 типа спектров. Наибольшие различия между образцами установлены в одной зоне полипептидных спектров: 50.100.
Все зарегистрированные белковые спектры характеризуются различными комбинациями из 93-х выявл$нных компон$нтов, отличающихся по интенсивности окрашивания. Компонентный состав запасных белков семян образцов А-87-15, Уг-07-320 и ЛУ-268-98 характеризуется одним типом спектра. Различия между ними состоят в распределении полипептидных спектров и их количестве, а также в инт$нсивности окрашивания одинаковых по подвижности компонентов. В составе запасных белков образцов А-87-15, Уг-07-320 и Лу-268-98 выявлено 37, 30 и 43 компонента, соответственно.
Компон$нты запасных б$лков у образца А-87-15 распр$д$л$ны в инт$рвал$ от 10 до 89 позиции сп$ктра. У образцов Уг-07-320 и Лу-268-98 компоненты распределяются в интервалах от 9 до 90 и от 9 до 100, соответственно. Наличие у иссл$дованных образцов одного типа б$лкового
спектра определяет их как монотипные по данному признаку. Следовательно, они представляют собой гомозиготны$ линии.
По результатам электрофоретического разделения белков семян сорта Детерминантный ВСХИ выявлено два типа спектров, с частотой встречаемости 7 и 33%, соответственно. Диапазон распределения у всех типов спектров одинаков - от 9 до 100 позиции, а колич$ство компон$нтов в б$лковых сп$ктрах колеблется от 40 до 43. Различия между спектрами определяется по наличию-отсутствию 8-ми позиций: 36, 54, 55, 56, 57, 58, 60, 61. В полипептидном спектре II выявлено 43 компонента. В этом спектре отмечено отсутстви$ 36, 55, 56 и наличи$ 54, 57, 58, 60, 61 компонентов. В спектре I типа выявлено 40 компонентов. Для него характерно наличие 36, 55, 56 и отсутстви$ 54, 57, 58, 60, 61 компон$нтов.
В составе полипептидов образца Лу-139-2000 выявлено два типа спектров с частотой встречаемости 73 и 37% от общего числа. Компоненты в белковых сп$ктрах распр$д$л$ны одинаково от 9 до 97 позиции. Количество компонентов в белковых спектрах кол$бл$тся от 54 до 55, что обусловл$но наличи$м-отсутствием пяти из них: 42, 44, 52, 54, 72. Спектр I содержит 55 компонентов. В этом спектре присутствуют три компон$нта: 42, 44, 52. Два компонента 54 и 72 характерны для П-го типа
сп$ктра.
У образца Лу-Д-115 выявлено два типа спектров,
на долю которых приходится 46 и 54%.
Компонентный состав Ьго типа спектра включает в себя 41 полипептид, а П-го типа спектра - 40 полип$птидов, что обусловл$но наличи$м или отсутствием 47 компонента. Оба типа спектров
характеризуется интервалом распределения от 9 до 97 позиции.
Селекционный образец СВ-52-Л характеризуется наличием двух типов спектров. На долю I-го типа спектра приходится 61%, на долю II-го - 39%. Интервал распределения компонентов у них одинаковый - от 9 до 100 позиции. Различия между ними заключаются в наличии-отсутствии с$ми компонентов: 23, 31, 33, 34, 35, 40, 41. Например, для I-го типа спектра характерно отсутствие 34 и наличие 23, 31, 33, 35, 40, 41 компонентов.
Политипный характер электрофоретических спектров у образцов Лу-139-2000, Лу-В-115, СВ-52-Л может свидетельствовать о генетическом расщеплении. Для создания гомозиготных линий необходимо с использованием SDS-PAGE эл$ктрофор$за пров$сти дополнит$льный отбор растений с одним типом спектра запасных белков.
По р$зультатам анализа компон$нтного состава электрофоретических спектров по методу UPGMA [8] была построена дендрограмма (рисунок). Образцы СВ-52-Л, Лу-139-2000, Лу-Д-115, Лу-268-98 и родительская форма Детерминантный ВСХИ сформировали п$рвый класт$р (инд$кс бутстрепа=71,7%). Образцы Лу-139-2000, Лу-Д-115, Лу-268-98 были ближе к этой родительской форме по сравнению с образцом Лу-268-98. Второй кластер образовали люпиноид Уг-07-320 и другая родительская форма А-87-15.
Выводы
1. Вп$рвы$ пров$д$но иссл$довани$ б$лковых сп$ктров г$нотипов гороха с многоцв$тковым апикальным цв$тоносом и их родит$льских форм.
2. Электрофоретическое разделение запасных б$лков с$мян с$ми образцов гороха свид$т$льству$т о наличии хорошо выраженного полиморфизма.
3. Для создания гомозиготных линий у образцов Лу-139-2000, Лу-В-115, СВ-52-Л необходимо пров$сти дополнит$льны$ отборы под контрол$м компон$нтного состава эл$ктрофор$тич$ских сп$ктров.
4. Составл$нный каталог зар$гистрированных позиций белковых спектров рекомендуется использовать для определения оригинальности семян.
5. В р$зультат$ анализа компон$нтного состава электрофоретических спектров была построена д$ндрограмма. Установл$ны различия м$жду образцами по отнош$нию к родит$льским формам.
Литература
1. Амелин, А.В. Скрининг признаковой колл$кции образцов гороха с многоцв$тковым апикальным цветоносом (морфотип люпиноид) /
A.В. Амелин, И.В. Кондыков, В.Н. Уваров, Е.И. Чекалин и др. // Вестник Орел ГАУ. - 2011. -№ 5 (32). - С. 104-108.
2. Ид$нтификация сортов и р$гистрация г$нофонда культурных раст$ний по б$лкам с$мян /
B.Г. Конарев [и др.]; под ред. В.Г. Конарева. - СПб.: ВИР, 2000. - 186 с.
3. Корни$нко, Н.Н. Изм$нчивость фракционного состава водосол$растворимого б$лка с$мян гороха
морфотипа хамелеон / Н.Н. Корниенко // Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов: межрегион. науч. сб. - Воронеж, ВГУ. -2006. - Вып. 8. - С. 93-99.
4. Корни$нко, Н.Н. Компон$нтный состав
запасных б$лков как крит$рий оц$нки сортов гороха на отличимость, однородность и стабильность / Н.Н. Корниенко, С.В. Бобков, И.В. Кондыков // Вестник Орел ГАУ. - 2010. - № 5 (26). - С. 61-63.
5. Уваров, В.Н. Люпиноид - новый тип детерминантности у гороха / В.Н.Уваров // Селекция и семеноводство. - 1993. - № 5-6. - С. 19-20.
6. Gupta, A.J. Seed protein profiles and cultivar identification in garden pea (Pisum sativum L.) / A.J. Gupta., Y.V. Singh, H.H. Ram // Indian J. Gen. -
2008. - V.68. - № 3. - P. 283-287.
7. Nisar, M. First proteomic assay of Pakistani Pisum sativum L. germplasm relation to geographic pattern / M. Nisar, A. Ghafoor, M.R Khan., Asmatullah // Генетика. -
2009. - T. 45. - № 7. - С. 920-925.
8. Sneath, P.H.A. Numerical taxonomy - the principles and practice of numerical classification / P.H.A. Sneath, R.R. Sokal - San Francisco: Freeman. -1973. - 573 p.
Вестник ОрелГ Ay
июнь
№3(36)
2012
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_______________________________________________________
Редакционный совет:
Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Ма%алов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Плыгун С.А. (отв$тств. с$кр$тарь) Золотухина О.А. (редактор)
Адрес редакции:
302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.
Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: [email protected] Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07.2005 г.
Сп$циалист р$гионального методического центра по УДК: Служеникина А.М. Технический редактор: Мосина А.И.
Сдано в набор 4.06.2012 г. Подписано в п$чать 25.06.2012 г. Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 17 усл. печ. л.
Тираж 300 экз. Издат$льство Ор$л ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР №021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное сод$ржани$ кандидатских и докторских дисс$ртаций
Содержание номера
Научное обеспечение развития селекции сельскохозяйственных культур Парахин Н.В., Петрова С.Н. Растительно-микробные взаимодействия как фактор
энергосбережения в растениеводстве (обзор)................................................ 2
Шпилев Н.С., Кулагина Н.А., Лебедько Л.В., Юхневская Л.В. Селекция как инновация в
сельскохозяйственном производстве......................................................... 8
Амелин А.В. Морфофизиологические достоинства и недостатки современных сортов. Дальнейшие
пути их совершенствования у зернобобовых и крупяных культур............................... 10
Сандухадзе Б.И., Кочетыгов Г.В., Рыбакова М.И., Бугрова В.В., Морозов А.А., Сандухадзе Э.К., Коровушкина М.С., Гусева Н.Ю. Сортимент озимой мягкой пшеницы для центрального
региона России с повышенным потенциалом продуктивности и качества......................... 16
Новикова Н.Е., Агаркова С.Н., Беляева Р.В., Головина Е.В., Цуканова З.Р., Сулимова Н.Н., Митькина Н.И. Влияние интрогрессии мутантных генов на формирование урожайности сортов
гороха..
20
Чекалин Е.И., Амелин A.B., Кондыков И.В. Морфофизиологические параметры перспективного
зернового сорта гороха полевого для центральных регионов России............................ 27
Бобков С.В., Сучкова Т.Н. Аминокислотный состав запасных белков у диких подвидов гороха
PISUM SATIVUM L............................................................................ 30
Сокурова Л.Х. Исходный материал для селекции проса на высокую продуктивность в условиях
степной зоны Кабардино-Балкарской Республики............................................... 33
Ковтун В.И., Ковтун Л.Н. Высокопродуктивная сильная озимая пшеница универсального типа
Нива Ставрополья........................................................................... 36
Зверева Н.А., Терехин М.В., Рукосуев Р.В., Мищенко Л.Н., Манзюк О.В. Сравнительная характеристика технологических, биохимических качеств зерна яровой пшеницы дальневосточной
селекции................................................................................... 38
Фесенко А.Н., Бирюкова О.В., Шипулин О.А., Фесенко И.Н. Перспективы использования
мутации DETERMINATE FLORET CLUSTER в селекции гречихи...................................... 41
Зубарева К.Ю., Павловская Н.Е. Связь устойчивости гороха PISUM SATIVUM L. к гороховой
зерновке BRUCHUS PISORUM L. с содержанием фенольных соединений............. 44
Лихачёв Б.С., Якушева А.С., Новик Н.В. Перспективы развития проростковой селекции
люпина..................................................................................... 47
Стебакова Е.Н., Амелин А.В. Морфофизиологические параметры перспективного сорта бобов для
ЦЧР РФ как цели селекции................................................................... 51
Корниенко Н.Н., Бобков С.В., Кондьыков И.В., Бутримова Н.А. Компонентный состав запасных
белков линий гороха с многоцветковым апикальным цветоносом................................. 56
Селихова Т.Н., Бобков С.В. Компон$нтный состав запасных б$лков образцов диких таксонов
гороха.
59
Агаркова С.Н., Беляева Ж.А., Головина Е.В., Беляева Р.В., Коломейченко А.С., Коломейченко В.В. Эколого-генетический контроль формирования корневой системы и надземных
органов различных морфотипов люпина узколистного.............................................. 62
Бирюкова О.В., Фесенко А.Н., Шипулин О.А., Фесенко И.Н. Потенциал ремонтантности и
плодообразования сортов гречихи различного морфотипа.......................................... 65
Петрова С.Н., Моисеенко Ю.В. Эффективность взаимодействия сортов люпина узколистного с
полезной почвенной микрофлорой................................................................ 69
Князев С.Д., Зарубин А.Н, Андрианова А.Ю. Динамика обновления и направления
совершенствования сортимента чёрной смородины в России.................................. 72
Седов Е.Н., Макаркина М.А., Серова З.М. Производственно-биологическая характеристика
иммунных к парше сортов яблони ВНИИСПК........................................................ 78
Корнеева С.А., Седов Е.Н. Выращивание колонновидных сортов яблони при различных
технологиях................................................................................... 82
Красова Н.Г., Галашева А.М., Голышкина Л.В., Янчук Т.В. Влияние низких температур на
некоторые физиолого-биохимические показатели сортов яблони различной зимостойкости............ 86
Долженко Т.В. Метаболиты актиномицетов для защиты сада от вредителей.................. 91
Азаматов М.А. Результаты сортоизучения айвы в степной зоне Кабардино-Балкарии................. 94
Леоничева Е.В., Ветрова О.А., Мотылёва С.М., Мертвищева М.Е. Сортовые особенности накопл$ния свинца и ник$ля раст$ниями з$мляники садовой в условиях т$хног$нного
загрязнения................................................................................... 97
Экономические аспекты развития аграрного производства Попова И.В. Современное состояние и проблемы развития малых форм хозяйствования Иркутской
области....................................................................................... 101
Жаравина О.М. Методика оценки результативности руководителей в сельскохозяйственных
организациях (на примере Кировской области)................................................... 108
Титаренко В.В., Звягинцева Ю.А. Стратегическое управление техническим развитием
предприятий АПК............................................................................... 112
Логвинская Н.М. Экономическое содержание и особенности составления учетной политики
коммерческого банка........................................................................... 116
Соловьев Д.П. Совершенствование отчета о движении денежных средств в сельскохозяйственных
организациях в соответствии с МСФО............................................................ 121
Борисов М.Ю., Новикова Н.Н. Состояние и тенденции развития рынков сельскохозяйственной
продукции на основе математических моделей.................................................... 124
Дерунова Е.А. Развитие планирования и координации фундаментальных и прикладных научных
исследований в аграрном секторе экономики..................................................... 126
Мамаева Г.Н. Влияние законодательных новаций на современное состояние рынка аудиторских услуг в России................................................................................ 131
© ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2012
