УДК 633.1:631.527.53:577.21
Поиск и анализ локусов гликопротеинов, отвечающих за качественные показатели зерна, в сортообразцах яровой тритикале
Пырсиков А. С.1,2, кандидат сельскохозяйственных наук
Петров А. С.1, кандидат биологических наук
Степченко Н. И.3
Милюкова Н. А.2, кандидат биологических наук
1ФГБУ «Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов»
123022, Россия, г. Москва, Звенигородское ш., д. 5
2ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»
127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42
3Региональный центр выявления, поддержки и развития способностей и талантов у детей и молодёжи «ОГМА»
241035, Россия, г. Брянск, ул. Протасова, д. 1
E-mail: andrey.pyrsikov@yandex.ru
Исследования выполнены в 2021–2023 годах в ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии» (г. Москва). В ходе работы был проведён анализ сортобразцов яровой гексаплоидной тритикале и яровой пшеницы с помощью классической ПЦР, фрагментного анализа продуктов амплификации на приборе «НАНОФОР-05» и определения качественных показателей зерна тритикале с помощью прибора «Инфра ЛЮМ ФТ-12» с целью разработки новой эффективной системы молекулярно-генетического анализа для идентификации глиадинкодирующих локусов гена Gli-2. Для тритикале, как и для пшеницы, до настоящего времени актуальна проблема определения компонентного состава клейковинных белков и связь этого показателя с технологическими свойствами культуры. Решение этой проблемы возможно с учётом знаний о генетической составляющей компонентного состава клейковины, а именно о генетическом контроле спектра глиадинов. Кодируются α-глиадины мультигенным семейством, обладают очень высокой аллельной вариабельностью и расположены в Gli-2-локусах (Gli-A2, Gli-B2 и Gli-D2) на коротком плече гомеологичных хромосом 6A, 6B и 6D соответственно. Часто становятся объектом изучения для различных молекулярно-генетических исследований, именно с ними чаще всего связывают растяжимость теста. Так, было идентифицировано 26 уникальных генов α-глиадинов Triticum aestivum Chinese Spring. Эти результаты позволяют предположить, что генотипирование таких генов может облегчить селекционные программы. В настоящем исследовании были разработаны SSR-маркеры на глиадинкодирующие локусы гена Gli-2, с помощью которых был изучен аллельный состав проламинкодирующих генов тритикале, в рамках изучаемой коллекции установлена его взаимосвязь с кормовыми и хлебопекарными качествами зерна тритикале.
Ключевые слова: яровая тритикале, глиадины, молекулярные маркеры, ПЦР, фрагментный анализ.
Identification of glycoprotein loci associated with grain quality in spring triticale genotypes
Pyrsikov A. S.1,2, PhD Agr. Sc.
Petrov A. S.1, PhD Biol. Sc.
Stepchenko N. I.3
Milyukova N. A.2, PhD Biol. Sc.
1The All-Russian State Center for Quality and Standardization of Medicines for Animals and Feed
123022, Russia, Moscow, Zvenigorodskoe shosse (highway), 5
2The All-Russia Research Institute of Agricultural Biotechnology
127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 42
3“OGMA”, the Regional Center for Searching, Support and Developing Skills and Talents of Children and Young People
241035, Russia, Bryansk, Protasova str., 1
E-mail: andrey.pyrsikov@yandex.ru
This research was carried out at the All-Russia Research Institute of Agricultural Biotechnology (Moscow) in 2021–2023. The experiment dealt with the analysis of the genotypes of hexaploid spring triticale and wheat via PCR, amplicon fragment analysis using “NANOFOR-05” as well as testing the grain quality of triticale using “Infra LYuM FT-12” to design a new effective system for the identification of gliadin-encoding loci of the Gli-2 gene. Up to this day both triticale and wheat require thorough description of gene composition of gluten proteins and their association with qualitative traits of the crop. The identification of genes, particularly those taking part in the biosynthesis of the range of gliadins has a potential to provide more insights into gluten properties. The production of α-gliadins are controlled by a multigene family. They show high allelic variation and are located at the Gli-2-loci (Gli-A2, Gli-B2 and Gli-D2) on the short arm of the homeologous chromosomes 6A, 6B and 6D, respectively. The α-gliadins often become the objects of various experiments and are likely to affect dough extensibility. This study identified 26 unique α-gliadin genes of Triticum aestivum Chinese Spring. The results suggest that sequencing such genes are of significant value for different breeding programs. The designed SSR-markers specific for the gliadin-encoding loci of Gli-2 were able to identify the allelic composition of the prolamine-encoding genes of triticale as well as their association with feed and baking qualities of triticale grain.
Keywords: spring triticale, gliadin, molecular markers, PCR, fragment analysis.