Фізіологія рослин і генетика 2017, том 49, № 3, 229-236, doi: https://doi.org/10.15407/frg2017.03.229

ГЕНЕТИЧНЕ РІЗНОМАНІТТЯ ПУРОІНДОЛІНОВИХ ГЕНІВ СЕРЕД ЛІНІЙ ПШЕНИЦІ М’ЯКОЇ, НОСІЇВ Gpc-B1 ІЗ TRITICUM TURGIDUM SPP. DICOCCOIDES

Моргун Б.В., Похилько С.Ю., Починок В.М., Дуплій В.П., Дуган О.М., Христан О.О., Степаненко А.І.

Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України 03022 Київ, вул. Васильківська, 31/17
Інститут клітинної біології та генетичної інженерії Національної академії наук України 03143 Київ, вул. Академіка Заболотного, 148
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» 03056 Київ, просп. Перемоги, 37

Однією з основних характеристик, що визначає якість зерна пшениці, є текстура ендосперму зернівки. Проаналізовано 90 ліній покоління F5, отриманих від схрещування ярого гексаплоїдного донора, пшениці з заміщеною 6В хромосомою Triticum turgidum spp. dicoccoides з м’якою озимою пшеницею сорту Куяльник, на наявність гена Gpc-B1 від Т. turgidum spp. dicoccoides. Відібрані 44 лінії, гомозиготні за геном Gpc-B1, перевірено за алельним складом пуроіндолінових генів Pina-D1, Pinb-D1, які контролюють текстуру ендосперму зернівки. Виявлено широке різноманіття комбінацій алелів цих генів. Методом інфрачервоної спектроскопії проаналізовано 16 ліній. Встановлено, що всі вони в основному належать до групи м’якозерних сортів пшениці за складом крохмалю. Статистичним аналізом доведено пряму залежність між твердозерністю ядра та алельним складом пуроіндолінових генів.

Ключові слова: твердозерність пшениці, ген Gpc-B1, гени Pina-D1, Pinb-D1, молекулярні маркери, біофортифікація

Фізіологія рослин і генетика
2017, том 49, № 3, 229-236

Повний текст та додаткові матеріали

У вільному доступі: PDF

Цитована література

1.Pohilko, S.Yu., Troyanovska, A.V., Stepanenko, A.I. & Morgun, B.V. (2016). Investigation of genotypes of soft wheat genotype transmitted by Gpc-B1 from Tritticum turgidum ssp. Dicoccoides. Experiment Factors the evolution of organisms, Iss. 18, pp.132-135 [in Ukrainian].

2. Pochynok, V.M. & Radchenko, O.M. (2011). Current state of research of wheat spare wheat. Fiziologiya i biohimiya kulturnyih rasteniy, 43, No. 3, pp. 255-266 [in Ukrainian].

3. Chebotar, S.V., Kurakina, K.O. & Hohlov, O.M. (2012). Phenotypic manifestations of puroindoline genes of soft wheat. Cytology and Genetics, 46, No. 4, pp. 9-18 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.3103/S0095452712040056

4. Bauer David, F. (1972). Constructing confidence sets using rank statistics. Journal of the American Statistical Association, 67 (339), pp. 687-690. https://doi.org/10.1080/01621459.1972.10481279

5. Beecher, B., Bettge, A. & Smidansky, E.M.J. (2002). Giroux Expression of wild-type pinB sequence in transgenic wheat complements a hard phenotype .Theor. Appl. Genet, 105, pp.870-877. https://doi.org/10.1007/s00122-002-1034-x

6. Distelfeld, A., Uauy, C., Fahima, T. & Dubcovsky, J. (2006). Physical map of the wheat high-grain protein content gene Gpc-B1 and development of a high-throughput molecular marker. New Phytologist., 169, pp. 753-763. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2005.01627.x

7. Gautier, M.-F., Aleman, M.-E., Guirao, A., Marion, D. & Joudrier, P. (1994). Triticum aestivum puroindolines, two basic cystine-rich seed proteins: cDNA sequence analysis and developmental gene expression. Plant Molecular Biology, 25, pp. 43-57. https://doi.org/10.1007/BF00024197

8. Hollander, M. & Wolfe, D.A. (1973). Nonparametric Statistical Methods. New York: John Wiley & Sons, pp. 115-120.

9. Iftikhar, A., Sardar, Z., Rasheed, A. & Mahmood, T. (2015). Molecular characterization of the puroindoline-a and b alleles in synthetic hexaploid wheats and in silico functional and structural insights into Pina-D1. Journal of Theoretical Biology, 367, pp. 1-7.

10. Lillemo, M., Chen, F., Xia, X., William, M., Roberto, J., Trethowan, R. & He, Z. (2006). Puroindoline grain hardness alleles in CIMMYT bread wheat germplasm. J. Cereal Sci., 44, pp. 86-92. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2006.03.004

11. Matus-Cadiz, M. A., Pozniak, C.J. & Hucl, P.L. (2008). Matus-Cadiz M.A. Puroindoline allele diversity in Canadian and northern US hard spring wheat varieties differing in kernel hardness. Canad. J. Plant Sci., 88, pp. 873-883. https://doi.org/10.4141/CJPS07168

12. Mohammadi, M., Mehrazar, E., Izadi-Darbandi, A. & Najafian, G. (2014). Genotype diversity of puroindoline genes (Pina-D1 and Pinb-D1) in bread wheat cultivars developed in Iran and CIMMYT. Journal of Crop Improvemental, No. 27, pp.361-375.

13. Pasha, I., Anjum, F.M. & Morris, C.F. (2010). Grain hardness: a major determinant of wheat quality. Food Sci Tech Int., 16 (6), pp. 511-522. https://doi.org/10.1177/1082013210379691

14. R Core Team. A lanquage and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https:// www.R-project.org/

15. Stewart, C.N. & Via, L.E. (1993). A rapid CTAB DNA isolation technigue useful for RAPD fingerprinting and other PCR applications. Bio Techniques.,14, No. 5, pp. 748-749.

16. Uauy, C.A., Distelfeld, A. & Fahima, T. (2006). NAC gene regulating senescence improves grain protein, zinc and iron content in wheat. Science, No. 314, pp. 1298-1301. https://doi.org/10.1126/science.1133649