Ви є тут

Головна » 2020 » АГРОБІОЛОГІЯ №1 2020

ПОЛIМОРФIЗМ WX ГЕНІВ У КОЛЕКЦІЙНИХ ЗРАЗКІВ ТРИТИКАЛЕ ОЗИМОГО

Метою дослідження була ідентифікація колекції тритикале озимого за алельним станом генів ваксі та виділення джерел із наявністю ваксі-алелів за цими генами. Дослідження здійснювали впродовж 2017–2019 років у ННЦ «Інститут землеробства НААН». Предмет дослідження – 43 колекційні зразки тритикале озимого, з яких 29 – номери власної селекції, 14 – сорти селекції ННЦ «Інститут землеробства НААН» (9) та наукових установ Польщі (1) і Російської Федерації (4). Як контроль використовували ваксі-сорт пшениці м’якої озимої Софійка і сорт пшениці із звичайним типом крохмалю Оксана селекції Селекційно-генетичного інституту НААН. Для оцінювання колекційного матеріалу застосовували польові, лабораторні (інфрачервона спектрометрія, світлова мікроскопія, метод полімеразної ланцюгової реакції
(ПЛР), вимірювально-вагові та математико-статистичні методи досліджень.
За даними молекулярно-генетичного аналізу поліморфізму генів Wx у колекційних зразків тритикале озимого встановлено, що всі досліджувані зразки мали алелі дикого типу за геном Wx-В1 та характеризувались відсутністю гена Wx-D1. За геном Wx-А1 виявлено зразки як з алелями дикого типу, так і з наявністю у геномі ваксі-алелю. Виділено 8 колекційних зразків із ваксі-алелем за геном Wx-А1: селекційні номери 141, 153, 201, 223, 229 та сорти Любомир, Петрол і Поліський 7.
Виділені зразки значно різнилися між собою за показниками таких ознак як зернова продуктивність, маса 1000 зерен, вміст крохмалю. Встановлено тенденцію зниження розмірів гранул та підвищення вирівняності гранулометричної структури крохмалю у зразків із наявністю ваксі-алелю гена Wx-А1. Зразки із ваксі-алелями гена Wx-А1 є цінним вихідним матеріалом для створення нових сортів тритикале озимого із підвищеним вмістом у крохмалі амілопектину, придатних для переробки на біоетанол.
Ключові слова: тритикале озиме, біоетанол, крохмаль, полімеразна ланцюгова реакція, амілопектин, амілоза, алельний стан ваксі-генів, ваксі-алель, дикий тип.

 

ЛЕВЧЕНКО О.С. https://orcid.org/0000-0003-1639-326X


Посилання: 
1. Song Y., Jane J. Characterization of barley starches of waxy, normal, and high amylose varieties. Carbohydrate Polymers. 2000. № 41. P. 365–377. DOI: https://doi. org/10.1016/S0144-8617(99)00098-3
2. Grant L.A., Vignaux N., Doehlert D.C. Starch сharacteristics of waxy and nonwaxy tetraploid (Triticum turgidum L. var. durum) wheats. Cereal Chemistry Journal. 2001. Vol. 78, No 5. 590 p. DOI: https://doi.org/10.1094/CCHEM.2001.78.5.590.
3. Kim W., Johnson J.W., Graybosch R.A., Gaines C.S. Physicochemical Properties and End-use Quality of Wheat Starch as a Function of Waxy Protein Alleles. Journal of Cereal Science. 2003. No 37. Р. 195–204. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/6 63f/07be109e5c08bb8691e3994c87c1c56495e6.pdf
4. Saito M., Vrinten P., Ishikawa G.A novel codominant marker for selection of the null Wx-Bl allele in wheat breeding programs. Моl. Breed. 2009. No 23. P. 209–217. DOI: https://doi.org/10.1007/s11032-008-9226-y.
5. Генетичні та селекційні критерії створення сортів зернових культур спирто-дистилятного напряму технологічного використання зерна / Рибалка О.І. та ін. Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45, № 1. С. 3–19. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/66448
6. Gago F., Horváthová V., Ondáš V. Assessment of waxy and non-waxy corn and wheat cultivars as starch substrates for ethanol fermentation. Chemical Papers. 2014. Vol. 68, Issue 3. P. 300–307. DOI: https://doi.org/10.2478/s11696-013-0454-1
7. Самборская Е.В. Наследование восковидного (Wx) типа крахмала в зерне проса и создание доноров этого признака. Зернобобовые и крупяные культуры. 2014. № 4 (12). С. 17–20. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/nasledovanie-voskovidnogo-wx-tipa-krah...
8. Comparison of endosperm starch granule development and physicochemical properties of starches from waxy and non-waxy wheat / Xurun Y. et al. 2015. DOI: https://doi.org/10.1080/10942912.2014.980949
9. Yaeel I., Francisco J. Physicochemical characterization of starch from hexaploid triticale (х Triticosecale Wittmack) genotypes. Journal CYTA Journal of Food. 2015. Vol. 13, Issue 3. P. 420–426. URL: https://www.researchgate.net/publication/273164147_ Physicochemical_characterization_of_starch_from_ hexaploid_triticale_X_Triticosecale_Wittmack_genotypes
10. Evžen Š., Dvořáček V. New processing and applications of waxy starch (a review) Journal of Food Engineering. 2017. August. Vol. 206. P. 77–87. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.03.006
11. Xiu-Qiang H., Brûlé-Babel А. Development of genome-specifi c primers for homoeologous genes in allopolyploid species: the waxy and starch synthase II genes in allohexaploid wheat (Triticum aestivum L.) as examples BMC. Res Notes. 2010. No 3 140 p. DOI: https://doi. org/10.1186/1756-0500-3-140
12. Liuling Y., Mrinal B. Characterization of waxy proteins and waxy genes of T. timopheevii and T. zhukovskyi and implications for evolution. Genome. 2001. Vol. 44, No 4. P. 582–588. DOI: https://doi.org/10.1139/g01-036
13. Fujita N., Hasegawa H., Taira T. The isolation and characterization of a Wx mutant of diploid wheat (Triticum monococcum L.). Plant Sci. 2001. № 160. P. 595–602. DOI: https://doi.org//10.1016/S0168-9452(00)00408-8
14. Nakamura T., Vrinten P., Saito M., Konda M. Rapid classifi cation of partial waxy wheats using PCR based markers. Genome. 2002. No 45. P. 1150–1156. DOI: http:// dx.doi.org/10.1139/g02-090
15. Петрова И.В., Чеботарь С.В., Рыбалка А.И. Идентификация Wx-генотипов среди сортов озимой мягкой пшеницы. Цитология и генетика. 2007. Т. 41, № 6. С. 11– 17. URL: http://cytgen.com/ru/2007/11-17N6V41.htm
16. Климушина М.В., Дивашук М.Г., Карлов Г.И. Молекулярно-генетическая характеристика коллекции мягкой пшеницы по генам, отвечающим за хлебопекарные и технологические качества муки. Известия ТСХА. 2009. Вып. 3. с. 81-88. URL: https://cyberleninka. ru/article/n/molekulyarno-geneticheskaya-harakteristikakollektsii-myagkoy-pshenitsy-po-genam-otvechayuschimza-hlebopekarnye-i-tehnologicheskie
17. Абдулина И.Р., Вафин Р.Р., Зайнуллин Л.И., Алимова Ф.К. Выявление аллельного варианта Wx-A1g Waxy-гена у генотипов яровой пшеницы отечественной селекции. Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2012. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vyyavlenieallelnogo-varianta-Wx-a1g-waxy-gena-u-genotipovyarovoy-pshenitsy-otechestvennoy-selektsii
18. Yuangen L., Ganlin Z., Yan L. Identifi cation of two novel waxy alleles and development of their molecular markers in sorghum. Genome. 2013. № 56 (5). P. 283–288. DOI: https://doi.org/10.1139/gen-2013-0047
19. Жирнова И.А., Рысбекова А.Б., Дюсибаева Э.Н., Сейтхожаев А.И. Оценка аллельного состояния Wx генов коллекции проса (Panicum miliaceum L.) на основе молекулярно-генетических маркеров. Вестник Карагандинского университета. Серия биология. медицина. География. 2019. № 1 (93). С. 66–74. URL: https://rep.ksu.kz/bitstream/ handle/data/5822/Zhirnova_I_A_66-74.pdf?sequence=1
20. Yamamori M., Quynh T. Diff erential eff ects of Wx-A1, -B1 and -D1 protein deciencies on apparent amylose content and starch pasting properties in common wheat. Theoretical and Applied Genetics. 2000. No 100. P. 32–38.
21. Rodriguez M., Taladriz M.T., Carrillo J.M. Waxy proteins and amylose content in diploid Triticeae species with genomes A, S and D. Plant Breed. 2004. No 123. P. 294–296. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2004.00883.x.
22. Моргун Б.В., Степаненко О.В., Степаненко А.Л., Рибалка O.I. Молекулярно-генетична ідентифікація поліморфізму генів Wx у гібридах м'якої пшениці за допомогою мультиплексних полімеразних ланцюгових. Физиология растеиий и генетика. 2015, Т. 47, №1 С. 25–35. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/FBKR_2015_47_1_5
23. Juan B., Carlos G. Wheat waxy proteins: polymorphism, molecular characterization and eff ects on starch properties. Theoretical and Applied Genetics. 2016. January. Vol. 129, Issue 1. P. 1–16. DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-015-2595-9
24. Al-Dhaher Sahar. Properties of starch from Australian waxy wheat. 2015. URL: https://ses.library.usyd.edu.au/handle/2123/12896
25. Yaeel I., Oliviert M., Carmen L. Del T., Francisco J. Тhe structural characteristics of starches and their functional properties. CyTA – Journal of Food. 2018. Vol. 16. Р. 1003– 1017. DOI: https://doi.org/10.1080/19476337.2018.1518343
26. Evžen Š., Dvořáček V. New processing and applications of waxy starch (a review). Journal of Food Engineering. 2017. Vol. 206. P. 77–87. DOІ: 10.1016/j.jfoodeng.2017.03.006

 

Завантажити статью: 
ДолученняРозмір
PDF icon levchenko_1_2020.pdf1.07 МБ
Рік: 
2020
АГРОБІОЛОГІЯ №1 2020