Физиология растений и генетика 2017, том 49, № 3, 229-236, doi: https://doi.org/10.15407/frg2017.03.229

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ПУРОИНДОЛИНОВЫХ ГЕНОВ СРЕДИ ЛИНИЙ ПШЕНИЦЫ МЯГКОЙ, НОСИТЕЛЕЙ Gpc-B1 ИЗ TRITICUM TURGIDUM SPP. DICOCCOIDES

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

  • Институт физиологии растений и генетики Национальной академии наук Украины, Киев
  • Институт клеточной биологии и генетической инженерии Национальной академии наук Украины, Киев
  • Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», Киев

Одной из основных характеристик, определяющей качество зерна пшеницы, является текстура эндосперма зерновки. Проанализированы 90 линий поколения F5, полученных от скрещивания ярого гексаплоидного донора, пшеницы с замещенной 6В хромосомой Triticum turgidum spp. dicoccoides с мягкой озимой пшеницей сорта Куяльник, на наличие гена Gpc-B1 от Т. turgidum spp. dicoccoides. Отобранные 44 линии, гомозиготные по гену Gpc-B1, проверены по аллельному составу пуроиндолиновых генов Pina-D1 и Pinb-D1, контролирующих текстуру эндосперма зерновки. Обнаружено широкое разнообразие комбинаций аллелей данных генов. Методом инфракрасной спектроскопии проанализированы 16 линий. Установлено, что все они в основном относятся к группе мягкозерных сортов пшеницы по составу крахмала. Статистическим анализом доказана прямая зависимость между твердозерностью ядра и аллельным составом пуроиндолиновых генов.

Ключевые слова: grain hardness of wheat, gene Gpc-B1, genes Pina-D1, Pinb-D1, molecular marker, biofortification

Физиология растений и генетика
2017, том 49, № 3, 229-236

Полный текст и дополнительные материалы

В свободном доступе: PDF  

Цитированная литература

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