ПОЛІМОРФІЗМ МІКРОСАТЕЛІТНОГО ЛОКУСУ TAGLGAP ТА ЙОГО ЗВ’ЯЗОК З АЛЕЛЬНИМИ ВАРІАНТАМИ ГЛІАДИНІВ ПШЕНИЦІ М’ЯКОЇ

Автор(и)

  • Ю. A. Попович Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6576-7606
  • O. M. Благодарова Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, , Ukraine
  • С. В. Чеботар Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насінництва та сортовивчення, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-9130-7272

DOI:

https://doi.org/10.18524/2077-1746.2021.2(49).246889

Ключові слова:

алельні варіанти гліадинів, Taglgap, мікросателіт, поліморфізм, Gli-B1 локус, пшениця м’яка

Анотація

Проблема. Гліадини – мономерні та високополіморфні запасні білки ендосперму пшениці, які разом з глютенінами формують глютеновий комплекс, що визначає хлібопекарські властивості. Алельні варіанти гліадинів є важливою ознакою при відборі матеріалу для селекції, проте визначення їх методом електрофорезу в кислому ПААГ є досить складним.

Мета. Метою даної роботи було дослідити поліморфізм мікросателітного локусу Taglgap та проаналізувати його зв’язок з поліморфізмом алельних варіантів гліадинів визначених методом електрофорезу в кислому ПААГ.

Методика. У роботі досліджували 140 сортів та ліній пшениці м’якої української та зарубіжної селекції. Електрофорез запасних білків проводили в кислому ПААГ за методикою Ф. О. Поперелі (1989), алельні варіанти позначали за міжнародною номенклатурою (Metakovsky et al., 2018). ДНК виділяли СТАВ методом та проводили ПЛР з праймерами до мікросателіту Taglgap (Devos et al., 1995). Продукти ПЛР фракціонували в 7 % ПААГ та фарбували за допомогою аргентум нітрату. Нуклеотидні послідовності аналізували за допомогою BLAST та вирівнювали MAFT  методами.

Основні результати. Виявлено 19 алельних варіантів гліадинів та 11 алелів локусу Taglgap. В колекції українських сортів зустрічалися Gli-B1b, Gli-B1c, Gli-B1d, Gli-B1e, Gli-B1f, Gli-B1g, Gli-B1h, Gli-B1l та Gli-B1o алельні варіанти і алелі Taglgap 216 п.н, 237 п.н., 246 п.н, 248 п.н, 252 п.н, 267 п.н, 270 п.н. та null. У зарубіжній колекції сортів − Gli-B1a, Gli-B1b, Gli-B1c, Gli-B1d, Gli-B1e, Gli-B1f, Gli-B1g, Gli-B1h, Gli-B1i, Gli-B1j, Gli-B1k, Gli-B1l, Gli-B1m, Gli-B1n, Gli-B1o, Gli-B1p, Gli-B1q, Gli-B1r, Gli-B1s та 213 п.н., 216 п.н, 237 п.н., 246 п.н, 248 п.н, 250 п.н, 252 п.н, 270 п.н., 285 п.н. та null. Аналіз нуклеотидних послідовностей в базі даних NCBI показав наявність ряду інших алелів мікросателіту Taglgap не тільки у пшениці м’якої, але й в деяких видів родів Triticum L. та Aegilops L.

Висновки. Виявлений поліморфізм корелює з поліморфізмом алельних варіантів гліадинів Gli-B1 локусу та дозволяє розділити Gli-B1a, Gli-B1d, Gli-B1h та Gli-B1l алельні варіанти, а для українських сортів з високою імовірністю ще й Gli-B1b алельний варіант. Проте, даний маркер не дозволяє ідентифікувати Gli-B1с, що є важливим для селекції

Посилання

  1. Гончаров Н. П. Сравнительная генетика пшениц и их сородичей / Н. П. Гончаров– Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2012. – 523 с.
  2. Коваль С. Ф. Что такое модель сорта / С. Ф. Коваль, В. С. Коваль, В. М. Чернаков. – Омск: ФГОУ ВПО ОМГАУ, 2005. – 280 с.
  3. Козуб Н. О. Різноманітність та ефекти кластерів проламінових генів Тriticum aestivum L. та споріднених видів : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня, докт. біол. наук: 03.00.22 «Молекулярна генетика» / Н. О. Козуб. – К., 2021. – 47 с.
  4. Созинов A. A. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции / A. A. Созинов, Л. И. Корочкин. – М: Наука, 1985. – 270 с.
  5. Чеботар С. В. Молекулярно-генетичний аналіз генофонду озимої м’якої пшениці України: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня, докт. біол. наук: 03.00.22 «Молекулярна генетика» / С. В. Чеботар. – К., 2009. – 41 с.
  6. Alamerew S. Genetic diversity in Ethiopian haxaploid and tetraploid wheat germplasm assessed by microsatellite markers / S. Alamerew, S. Chebotar, X. Huang, M. Roder, A. Borner // Genetic Resourses and Crop Evolution. – 2004 – Vol. 51. – P. 559–567.
  7. Anderson O. D. The α-gliadin gene family: DNA and protein sequence variation, subfamily structure, and origins of pseudogenes / O. D. Anderson, F. C. Greene // Theor. Appl. Genet. – 1997. – Vol. 95. – P. 59–65.
  8. Anderson O.D. A new class of wheat gliadin genes and proteins / O. D. Anderson, L. Dong, N. Huo, Y. Q. Gu // PLoS One. – 2012. – Vol. 7. – P. e52139.
  9. Devos K. Application of two microsatellite sequences in wheat storage proteins as molecular markers / K. M. Devos, G. J. Bryan, A. J. Collins, P. Stephenson, M. D. Gale // Theor. Appl. Genet. – 1995 – Vol. 90. – P. 247–252.
  10. Doyle J. J. Isolation of plant DNA from fresh tissue / J. J. Doyle, J. L. Doyle // Focus. – 1990. – Vol. 12. – P. 13–15.
  11. Hafeez A. N. Creation and judicious application of a wheat resistance gene atlas / A. N. Hafeez, S. Arora, S. Ghosh, D. Gilbert, R. L. Bowden, B. B. H. Wulff // Zenodo. – 2021. http://doi.org/10.5281/zenodo.4469514
  12. Hsia C. C. Isolation and characterization of wheat gliadin genes / C. C. Hsia, O. D. Anderson // Theor. Appl. Genet. – 2001. – Vol. 103. – P. 37–44.
  13. Kozub N. O. Changes in allele frequencies at storage protein loci of winter common wheat under climate change / N. O. Kozub, I. O. Sozinov, V. M. Chaika, O. I. Sozinova, L. A. Janse, Ya. B. Blume // Cytol. Genet. – 2020. – Vol. 54. – P. 305–317.
  14. Metakovsky E. A catalog of gliadin alleles: Polymorphism of 20th-century common wheat germplasm / E. Metakovsky, V. Melnik, M. Rodriguez-Quijano, V. Upelniek, M. Carrillo // The Crop Journal. – 2018. – Vol. 6. – P. 628–641.
  15. Metakovsky E. Heteroalleles in common wheat: Multiple differences between allelic variants of the Gli-B1 locus / E. Metakovsky, L. Pasqual, P. Vaccino, M. Rodrigues-Quijano, Yu. Popovych, S. Chebotar, W. Rogers // Int. J. of Molecular Sciences. – 2021. – Vol. 22. – P. 1832.
  16. Okita T. W.Evolution and heterogeneity of the α-/β-type and γ-type gliadin DNA sequences / T. W. Okita, V. Cheesbrough, C. D. Reeves // J Biol Chem. – 1985. – Vol. 260. – P. 8203–8213.
  17. Payne P.I. The genetics of gliadin and glutenin, the major storage proteins of the wheat endosperm / P.I. Payne, L.M. Holt, G.J. Lawrence, C. N. Law // Plant Food Hum Nutr. – 1982. – Vol. 31. – P. 229–241.
  18. Poperelya F. A. Gliadin polymorphism and its association with grain quality, productivity and adaptation properties of winter bread wheat varieties. Breeding, seed production and intensive technology of wheat cultivation / F. A. Poperelya. – Мoscow: Agropromizdat, 1989. – P. 138–150.
  19. Popovych Yu. Congruity of the polymorphisms in the expressed and noncoding parts of the Gli-B1 locus in common wheat / Yu. Popovych, S. Chebotar, V. Melnik, M. Rodriguez-Quijano, L. Pascual, W. J. Rogers, E. Metakovsky // Agronomy. – 2020. – Vol. 10. – P. 1510.
  20. Popovych Yu. A. Genetic variation of Gli-B1 locus in Ukrainian bread wheat varieties and lines / Yu. A. Popovych, O. M. Blagodarova, S. V. Chebotar // Biopol. and Cell. – 2021. – in printing.
  21. Promega Technical Manual. – USA: Gene Print. STR Systems. 1999. – P. 52.
  22. Roder M. S.Construction and analysis of microsatellite-based database of European wheat varieties / M. S. Roder, K. Wendehake, V. Korzun, G. Bredemeijer, D. Laborie, L. Bertrand, P. Isaac, S. Rendell, J. Jackson, R. J. Cooke, B. Vosman, M. V. Ganal // Theor. Appl. Genet. – 2002 – Vol. 106. – P. 67–73.
  23. Sozinov A. A. Genetic classification of prolamins and its use for plant breeding / A. A. Sozinov, F. A. Poperelya // Ann. Technol. Agric. – 1980. – Vol. 29. – P. 229–245.
  24. Urade R. Gliadins from wheat grain: an overview, from primary structure to nanostructures

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-29

Як цитувати

Попович . Ю. A., Благодарова O. M. ., & Чеботар, С. В. . (2021). ПОЛІМОРФІЗМ МІКРОСАТЕЛІТНОГО ЛОКУСУ TAGLGAP ТА ЙОГО ЗВ’ЯЗОК З АЛЕЛЬНИМИ ВАРІАНТАМИ ГЛІАДИНІВ ПШЕНИЦІ М’ЯКОЇ. Вісник Одеського національного університету. Біологія, 26(2(49), 73–85. https://doi.org/10.18524/2077-1746.2021.2(49).246889

Номер

Том 26 № 2(49) (2021)

Розділ

ГЕНЕТИКА І МОЛЕКУЛЯРНА БІОЛОГІЯ

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).

Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.