CC BY
19УДК 633.11"321":575.523
ПРОЯВ ПОЛШОРФ1ЗМУ ЗАПАСНИХ Б1ЛК1В У СОРТ1В ПШЕНИЦ1 М'ЯКО1 ЯРО1 (ТгШсиш аезйуиш Ь.)
Г. П. Жемела, доктор сшьськогосподарських наук, С О. Юрченко, асистент кафедри селекцН] наанництва та генетики Полтавська державна аграрна академiя
Створення високояюсних сорпв пшенищ яро! залишаеться одним з головних завдань альськогосподарсько! науки. Виршення питання якосл значною м1рою залежить ввд ефективносп ощнок 1 добору селекцшного матер1алу. На велику увагу заслуговуе електрофорез б1лшв клейковини, який вщкривае перспективу визначення технолопчних властивостей на генетичному р1вш.
Зерно злакових культур, зокрема пшенищ м'яко!' яро!, мютить групи б1лк1в, що в1др1зняються м1ж собою за складом, властивостями 1 функщями. Вмют р1зних фракцш б1лка у зерш пшенищ м'яко! становить: альбумшв - 16,1%, глобулшв - 12,4, гаадишв - 28,3, глютешшв - 23,5, склеропроте!шв - 10,4, небшкового азоту - 8,3% [1].
Нашнформатившшими генетичними маркерами е групи високопол1морфних запасних б1лк1в. У пшенищ вони контролюються ш1стьома основними кластерними локусами - ОИ-1А, Gld-1B, Gld- Ш, вШ-бА, Gld-6B, Gld-6D [2].
Значних успiхiв досягнуто у вивченш компоненпв запасних б1лк1в методом електрофорезу [3,4]. Встановлено, що окремi компоненти глiадину характеризуются високою бiологiчною специфiчнiстю i гетерогеннютю, можуть виконувати роль маркерiв шших ознак та визначати спадковий рiвень якосл борошна. Важливо, що електрофоретичш спектри сортiв генетично детермiнованi i не змiнюються пiд впливом умов вирощування [5, 6].
Застосування бiлкових маркерiв дало можливiсть вирiшити ряд проблем генетики, селекци, насiнництва, еволюци. Було доказано, що алельний склад л оку ав запасних бшшв пов'язаний з рiвнем прояву продуктивности якосл борошна, адаптивностi, стiйкостi проти хвороб [3, 5, 7, 8].
Знання родоводу сорту дае можливють контролювати його чистоту, особливо гетерогеншсть за локусами запасних бiлкiв. Актуальним це питання е в насшнищга, коли не допускаеться засмiчення одного сорту шшим. Установлена iстотна залежшсть спонтанно! гiбридизацi! пшеницi ввд алельних варiантiв блоков
компоненпв глiадину. Сорти, що мають щдвищену схильнiсть до перезапилення, мютять гаадинокодуючий алель 1ВЗ [1].
Мета роботи - за складом запасних бшшв iдентифiкувати джерела господарсько-цiнних ознак для створення сортiв пшеницi м'яко1 яро1. Польовi дослвдження проводили протягом 2004-2006 pp. на дослщному полi навчально-дослщного господарства "Ювшейне" Полгавсько1 державно1 аграрно1 академiï. Попередник - чорний пар. Овбу, облiк та збирання врожаю проводили вiдповiдно до "Методики державного сортовипробування сiльськогосподарських культур"[9]. Повторнiсть -чотириразова. Для аналiзу використовували зерно 30 сортозразшв пшеницi м'якоï яро1.
Класифiкацiю сорив проводили за результатами вмюту бiлка, якостi клейковини, сили борошна, загальноï калориметричноï оцiнки зпдно iз загальноприйнятими методиками.
Результати. Вивчення сортозразк1в показало, що значна ïx частина виявилася полiморфними, тобто в них присутня внутрiшньосортова гетерогеннiсть за локусами запасних бiлкiв. У сумарнш генетичнiй формулi присутнiсть одночасно двох алелiв, що контролюються одним глютеншкодуючим локусом, позначена у сортах знаком
Серед вивчених сортозразшв'п'ять виявилось гетерогенними за глютеншкодуючими локусами (Миронiвська яра, Скоростлка 98, Омська 29, Амир, Скороспiлка 95). Данi сорти е по сутi популяцiями з певною генотипною структурою за локусами запасних бшшв, що пояснюе високу 1'хню пластичнiсть за ознаками якостi зерна.
За глютеншкодуючими локусами було визначено три алелi за локусом Glu 1 А; чотири - за локусом Glu 1В i два - за локусом Glu 1D. При цьому окремi сорти мали однаковий генотип за глютенiнкодуючими локусами (наприклад, Землячка, Харк1вська 28, Харшвська 30, Харк1вська 34, Проxорiвна, Фора). Дослщжена вибiрка сортiв та лшш характеризуеться iстотними вiдмiнностями за частотою прояву алельних варiантiв локусiв запасних бiлкiв. У кожному локусi можна видiлити як найрозповсюдженiшi алелi, так i малорепрезентативш, рiдкiснi.
Рiзноманiття алельних варiантiв локусiв запасних бiлкiв дослвджених сортiв iмовiрно зумовлене рiзною 1'хньою селекцiйною цiннiстю в регiонаx вирощування, а тому напрям селекцiйного добору в регюнах свiту рiзний, адаптований як для специфiчниx умов вирощування, так i ктматичних зон.
Було встановлено вплив окремих алелiв локуав запасних бiлкiв на формування якосп зерна i борошна, а також проведено розподiл алелiв глютенiнкодуючиx локуав за величиною впливу на показники
якосп.
У колекци, де вивчали розподiл алелiв, переважна бiльшiсть сортозразкiв за потенцшними можливостями вiдноситься до цшних пшениць - 46,7%, 20% - ввдповщають вимогам сильних, 33,3% - слабю.
За частотою алельних варiантiв глютенiнкодуючих локуав мав перевагу алель 1А2* (табл.). Вiн широко представлений серед слабких сортiв пшеницi - 50% i оцiнюeться в 3 бала. У групах сильних i цiнних пшениць 1хня кiлькiсть дещо менша i становить 33,3% i 28,6% вiдповiдно. Збiльшення частоти алеля 1А1, що оцiнюeться в 2,5 бала, спостертаеться в групi цшних пшениць. Цей алель мае нижчу бальну оцiнку порiвняно з Glu1A2* та Glu1Al. Важливо вiдмiтити, що в груш сильних пшениць спостертаеться однакова частота вах алелiв (33,3%).
Таблиця
Частота прояву алельних варiаmiв глютенiнкодуючих локусiв у сортiв пшенищ м'якоТ яроТ
Алелi Частота прояву алелiв, %
у загальнш у сильних у цшних у слабких
вибiрцi пшениць пшениць пшениць
Glu 1А
0 30,0 33,3 28,6 20
1 30,0 33,3 35,7 20
1/2* 6,7 7,1 10
2* . 33,3 33,3 28,6 50
Glu 1B
7+9 70 83,3 71,4 60
7+8/7+9 6,7 14,3
7+8 16,7 14,3 30
7 3,3 16,7
7/17+18 3,3 14,7 10
Glu 1D
2 + 12 33,3 33,3 36,7 30
5 + 10 66,7 66,7 64,3 70
Серед алелiв локусу Glu1В найпоширенiший у дослiдженiй колекци алель Glu1B7+9. В умовах Люостепу Укра1ни вiн оцiнюеться в 2 бала. Алель щентифжований у 70% сорпв. Найбiльша к1льк1сть даного алеля спостертаеться у групi сильних пшениць. При цьому
n0Tpi6H0 вщмггати, що i3 зменшенням частоти ввдбуваеться погiршення якостi зерна i борошна. У той же час загальна вибipка на 16,7% представлена апелем Glu1B7+8 (цiннiсть 3 бала), який переважае в rpyni слабких пшениць, де вiн iдентифiкований у 30% сортозразшв.
У гpyпi щнних пшениць к1льк1сть зразк1в з названим алелем дещо менша i становить 14,3%. Пpисyтнiсть iнших алелiв локусу GlulB незначна i не перевищуе 10% загально! вибipки. Таке сшвввдношення алелiв можливо е специфiкою селекцшно! роботи yстаной-оpигiнатоpiв соpтiв. Алель 7+9 набув широкого розповсюдження серед американських пшениць, де вiн представлений на 79% [1].
Локус Glu1D представлений алельними ваpiантами 5+10, 2+12. Висока частка алеля Glu1D5+10 (цiннiсть 4 бала) у загальнш вибipцi -66,7%. Розподш алеля в групах пшеницi був практично однаковим: 66,7% - сильш, 64,3 - цшш, 70% - слабк1. Розподiл алеля 2+12 (цшшсть 2 бала) теж був практично однаковим i знаходився в межах 30-36,7%.
Висновки. 1. Вивчення компонентного складу запасних бiлкiв виявило значний внyтpiшньовидовий i внутршньосортовий полiмоpфiзм вивчено! вибipки пшеницi м'яко! яро! за глютенiнкодyючими локусами. Значна мшливють ознак якостi зерна деяких сортозразк1в зумовлена !хньою гетеpогеннiстю за локусами запасних бшшв. Виявлено широке piзноманiття алельних ваpiантiв локyсiв запасних бшшв, що визначае piзнy !х селекцiйнy цiннiсть.
2. Дослiдження показали, що в процес формування комплексу високих ознак якостi зерна та борошна в груш сильних пшениць найбшьш значимими е алельнi ваpiанти блоков глютенiнy Glu1A2* та Glu1B7+9. Видiленi сорти Землячка, Харк1вська 34, Харшвська 18, Харк1вська 28, Пpохоpiвка, Харк1вська 30, Фора е нолями одночасно двох цiнних алелiв.
Використана лiтература:
1. Созинов, А. А. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции. / А. А. Созинов. - М.: Наука, 1985. - 272 с.
2. Payne, P.I., Holt, L.M., Law, C.N. Structural and genetic studies
on the high-molecular-weight subunits of wheat glutenin. Part 3; Telocentric mapping of the subunits genes on the long arms of the homoeologous group 1 chromosomes // Theor. and Appl. Genetics. - 1982.-V.63.-P. 129-138.
3. Конарев, В. Г. Белки растений как генетические маркеры. / В. Г. Конарев. - М.: Колос.1983. - 320 с.
4. Пшеница и оценка ее качества. Пер. с англ. К. М. Селивановой, И. Н. Серебренного; под ред. Н. П. Кузьминой, JI. Н. Любарского - М.: Колос, 1967. - 496 с.
5. Конарев, В. Г. Принцип белковых маркеров и его использование при анализе исходного и селекционного материала. /
B. Г. Конарев, И. П. Гаврилюк // С.-х. биология. - 1977. - Т. 12, № 5. -С. 677-686.
6. Созинов, А. А. Генетическое улучшение пшеницы. / А. А. Созинов, А. П. Орлюк, А. А. Корчинский. - К.: УкрИНТЭИ, 1993.-132 с.
7. Князьков, В. В. Компонентный состав глиадина у некоторых сортов озимой пшеницы. / В. В. Князьков, А. Ф. Сухоруков, Ф. А. Попереля И Селекция и семеноводство. - 1994. - № 2. - С. 6-9.
8. Панченко, I. А. Основш результата i напрями технолого-бiохiмiчних дослвджень в УНД1РС1Г. / I. А. Панченко, П. X. Юрченко, Р. Г. Пархоменко, Л. М. Лук'яненко // Селекщя i насшництво. - К.: Урожай, 1992. - Вип. 72. - С. 62-65.
9. Методика державного випробування альськогосподарських культур. - К., 2000. - Вип. 1. - С. 5-13.
УДК 633.11"321":575.523
Жемела Г. П., Юрченко С. О. Прояв полiморфiзму запасних бшшв у сорпв пшениц м'яко! яро! (Triticum aestivum L.) //Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - К., 2007. - № 6. - С. 21-26.
В статт представлеш результати вивчення прояву полiморфiзму запасних бшшв у сорпв пшенищ м'яко! яро!, на основi яких видшеш джерела полшшення якост зерна.
Kro40Bi слова: полiморфiзм внутршньовидовий i
внутрiшньосортовий, яшсть зерна, склад запасних бiлкiв, глютенiнкодуючi локуси, алельнi варiанти. УДК 633.11 "321":575.523
Жемела Г. П., Юрченко С. О. Проявление полиморфизма запасных белков у сортов пшеницы мягкой яровой (Triticum aestivum L.) //Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - К., 2007. - № 6. -
C. 21-26.
В статье представлены результаты использования полиморфизма запасных белков в классификации сортов по качеству зерна. Дана оценка значимости конкретных аллельных вариантов глютенина в формировании комплекса высоких признаков качества зерна и муки. УДК 633.11"321":575.523
Zhemela G., Yurchenko S. Display of storage proteins polymorphism in
spring common wheat (Triticum aestivum Ь.)//Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - К., 2007. - № 6. - С. 21-26.
The paper presents the results on application storage proteins polymorphism in the variety-sample classification for the produces quality. There has been given the evaluation of significance of the specific allelic variants of glutenins in the formation of the complex of high indices for grain and flour quality.
