Характеристика генофонда староместных образцов овса посевного (Avena sativa L.) по полиморфизму авенина

Зеленская, Ярославна Григорьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Характеристика генофонда староместных образцов овса посевного (Avena sativa L.) по полиморфизму авенина
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Характеристика генофонда староместных образцов овса посевного (Avena sativa L.) по полиморфизму авенина"

На правах рукописи

ЗЕЛЕНСКАЯ ЯРОСЛАВНА ГРИГОРЬЕВНА

ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНОФОНДА СТАРОМЕСТНЫХ ОБРАЗЦОВ ОВСА ПОСЕВНОГО {AVENA SATIVA L.) ПО ПОЛИМОРФИЗМУ

АВЕНИНА

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Краснодар 2006

Работа выполнена в отделах биохимии и молекулярной биологии и генетических ресурсов овса, ржи и ячменя ГНУ ГНЦ РФ Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова в 2000-2003 гг.

Защита диссертации состоится 23 мая 2006 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д. 006.026.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте риса по адресу: 350921, г. Краснодар, п/о Белозерное.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института риса.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Конарев Алексей Васильевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Скаженник Михаил Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук Кузнецова Тамара Евгеньевна

Ведущая организация: Кубанский Государственный

аграрный университет

Автореферат разослан « ¿У » 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Ю.К. Гончарова

2.0О6&

2Ö&7

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время мировые генетические ресурсы растений являются основным источником исходного материала для улучшения различных сельскохозяйственных культур, выведения новых сортов. Поэтому сохраняемое в генных банках генетическое разнообразие растений должно быть тщательно и всесторонне изучено. Важнейшей задачей генных банков является контроль за генетической целостностью коллекционных образцов, так как в ходе воспроизведения и хранения материала, кроме огромных материальных затрат, существует риск потери части его генетического разнообразия (Конарев А. 1998; Vvedenskaya et al., 1993; Hodgkin, 1997). Серьезной проблемой является поиск и идентификация в коллекциях дублетов и, так называемых, "генетически очень близких образцов" (Kresovich et al., 1997; Karp, Edwards, 1997; Конарев А., 1998). Важной проблемой в работе с генетическими коллекциями является их оптимизация, под которой обычно понимают комплекс мероприятий, включающий всестороннее изучение образцов коллекции, их паспортизацию и идентификацию, познание генетической структуры коллекции (выяснение внутривидовых и межвидовых связей).

В решении этих задач молекулярные маркерные технологии оказались весьма эффективными. Об этом свидетельствует мировой опыт использования белковых и ДНК-маркеров для познания генетического разнообразия растений (Конарев В., 1979, 1983; Hodgkin, 1997; Kresovich et al., 1997). В ВИРе для этих целей, наряду с ДНК-маркерами, в основном, используются белковые маркеры (Конарев В., 1983, 2001; Конарев А. и др, 2000). Возможность использования электрофоретических спектров запасного белка зерна овса - авенина - в сортовой идентификации была показана в целом ряде работ (Конарев В., 1983; Гаврилюк и др., 1973,1984; Салмина и др., 1979; Созинов, 1985; Губарева и др., 1987; Портянко и др., 1986, 1987; Юмагузина и др., 1984, 1987; Kim et al., 1978, 1979; Cooke et al., 1984, 1986).

В качестве объекта исследования нами был взят генофонд староместных сортов овса посевного Avena sativa L. из коллекции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И.Вавилова (ВИР), которые в литературе называют сортами народной селекции, местными, старыми или стародавними, местными популяциями или ландрасами. Их изучение имеет особое значение, так как в ходе длительного отбора среди местного ассортимента вырабатывались наиболее приспособленные экологические типы (Вавилов, 1935).

Староместные сорта, в отличие от современных, обладают более высоким популяционным полиморфизмом, представляют собой сложные популяции, которые являются ценным источником генетического разнообразия для нужд селекции. Задачей генных банков растений является не только сбор, регистрация и изучение таких сортов, но и сохранение их генетического разнообразия, всего богатства генетической изменчивости этих уникальных образцов (Конарев В., 1991; Kleijer et al., 1990; Williams, 1990).

Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение полиморфизма староместных образцов овса посевного с использованием запасных белков - авенинов, оценка биотипного состава образцов, поддерживаемых путем репродукции, характеристика пленчатых и голозерных форм для совершенствования эколого-географической классификации.

В задачи исследования входило:

изучить внутривидовой полиморфизм коллекции образцов староместных сортов овса посевного по запасным белкам - авенинам;

- осуществить идентификацию образцов, составить каталог белковых формул и электронную версию базы данных, как элемент паспортной характеристики;

- оценить с использованием спектров авенина состояние коллекции овса на предмет наличия дублетных и генетически близких образцов;

- дать оценку по спектрам авенина стабильности генетической структуры (генетической целостности) образцов овса в процессе хранения и репродукции;

- выявить закономерности изменчивости биотипного состава образцов овса, проявляющуюся при многократных пересевах;

- показать современное состояние коллекции овса (соответствие биотипного состава репродукций последних лет биотипному составу образцов-оригиналов);

охарактеризовать с использованием данных по белковому полиморфизму и методов многомерной статистики генетическое разнообразие коллекции староместных образцов овса посевного, собранное и поддерживаемое в живом виде, выявить степень и характер генетической дифференциации по спектрам авенина, сравнить полученные данные с существующими внутривидовой и эколого-географической классификациями овса посевного.

Научная новизна. Впервые детально по спектрам авенина изучено 115 староместных образцов овса посевного ВИР, осуществлена их регистрация. Выявлены образцы с идентичными и близкими по составу электрофоретическими спектрами авенина, что указывает на их вероятное дублетное родство или генетическую близость. По спектрам авенина исследован полиморфизм староместных образцов овса посевного и дана характеристика их генетического разнообразия. Выявлено, что при репродукции образцов коллекции в ряде случаев изменяется биотипный состав (соотношение и состав биотипов, идентифицируемых по спектрам авенина). С использованием полиморфизма по спектрам авенина изучена дифференциация генофонда староместных сортов овса посевного и на основании этих данных произведена их группировка, которая в целом соответствует существующей эколого-географической классификации.

Практическая ценность работы. Составлен каталог белковых формул и электронная версия базы данных, которые в дальнейшем могут быть включены

в паспортную характеристику по овсу. Продемонстрирована эффективность использования полиморфизма авенинов для оценки состояния и оптимизации коллекции овса, а именно: получены данные об изменении генетической целостности генофонда староместных образцов овса в ходе многочисленных репродукций; экспериментальные данные свидетельствуют о необходимости контроля за биотипным составом образцов коллекции овса в процессе репродукции и хранения; подтверждена эффективность применения разных методов многомерной статистики для обработки данных по полиморфизму авенина и их интерпретации.

Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены и представлены на научно-технических совещаниях отдела биохимии и молекулярной биологии ВИР (2001-2003гг.), на конференции аспирантов и молодых ученых (ВИР, 2002, 2003гг.), на Ученом Совете ВИР (2003г.), на ГП Международной конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии» (Москва, 2004г.), на Международной научно-практической конференции «Селекция, семеноводство и возделывание полевых культур» (Ростов-на-Дону, 2004г.).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано четыре печатные работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 168 страницах текста в компьютерном исполнении. Состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Результаты исследований представлены в 6 таблицах, 12 рисунках и приложениях. Список литературы включает 128 источников, в том числе 55 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В обзоре литературы приведены общие сведения о коллекции староместных образцов овса посевного Avena sativa L., являющихся объектом исследования в данной работе. Дана биохимическая и генетическая

характеристика запасного спирторастворимого белка зерновки овса - авенина. Обоснована перспективность использования молекулярных маркеров для исследования генетических ресурсов растений.

Объект и методы исследования, постановка эксперимента.

Объектом исследования послужили семена местных и староместных образцов коллекции овса посевного Avena sativa L. Материал был получен из отдела генетических ресурсов овса, ржи и ячменя ВИР, Кубанской опытной станции (ОС) ВИР, филиала ВИР «Кубанский генетический банк семян». В работу включили семена 31 сохранившихся образцов-оригиналов, собранных в 1921-1950 годах, а так же 171 образец репродукции 1963-2002 годов, принадлежащих к различным эколого-географическим группам.

Каждый образец характеризовали по проламиновым спектрам путем позериового анализа. Размер случайной выборки составил 50 зерновок на один образец. Обстоятельством, лимитирующим число изученных семян каждого образца, явилось ограниченное их количество в образце-оригинале.

Электрофорез проламинов проводили в 7,5% полиакриламидном геле в 0,013М уксуснокислом буфере (pH 3,1) по методике, принятой в лаборатории биохимии и молекулярной биологии ВИР (Конарев В. и др., 2000).

Идентификацию компонентов и запись белковых формул проводили по унифицированному эталонному спектру, принятому для злаков триб: Triticeae Dum., Aveneae Dum., Phleeae Dum. и Poeae R. Br. (Конарев А., Введенская, 1986). Интенсивность компонентов оценивали визуально по 5-ти балльной шкале. В качестве стандартов использовали спектры глиадина мягкой пшеницы (сорт Мироновская-808) и авенина овса (сорт Astor).

Построение матрицы исходных данных проводили с использованием компьютерной программы Microsoft Excel-2000. При создании электронной матрицы исходных данных учитывали не только «наличие-отсутствие» компонентов, но и их интенсивность. Обработку результатов проводили двумя независимыми методами многомерной статистики: анализом главных

компонентов (АГК) и кластерным анализом (КА). Статистическую обработку осуществляли в пакетах программ STATISTICA 5,5 и NCSS 2000.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Общая характеристика суммарного электрофоретического спектра проламиновой фракции белков семян овса посевного. Суммарный электрофоретический спектр спирторастворимого белка овса посевного -авенина состоит из трех зон: 6-, в-зон (фракций) и зоны быстрых проламинов -БП. Компоненты г-фракции присутствовали в следовых количествах, а компонентов щ-фракции не выявлено.

Электрофоретический спектр авенина овса имеет следующий вид: БП 7654321 а 1,12234567 р 1,12ь231323з45.

В электрофоретических спектрах исследуемых образцов овса обнаружено от 6 до 15 компонентов. Число компонентов в БП-зоне варьировало от 2 до 6. В БП-зоне найдено 20 различных комбинаций компонентов. Наибольшее разнообразие по количеству сочетаний компонентов отмечено в a-зоне. Число комбинаций компонентов в этой зоне достигло 87. В (J-зоне присутствовало от 1 до 5 компонентов, составивших 70 различных комбинаций спектров. У проанализированных образцов овса выявлено и зарегистрировано 423 типа спектров авенина.

Характеристика спектров авенина образцов-оригиналов коллекции овса посевного. Анализ образцов-оригиналов из коллекции овса посевного Avena sativa L показал, что среди них встречались как мономорфные, так и полиморфные. Староместные оригинальные образцы овса коллекции ВИР обладают значительным разнообразием электрофоретических спектров авенина: для 31 образца-оригинала идентифицирован 51 основной тип спектра, из которых 37 специфичны для отдельных образцов. Количество типов спектра варьирует в образце от 1 до 14, основных типов - от 1 до 4, минорных - от 1 до 12.

Выявлены оригинальные образцы, которые имеют идентичный основной тип спектра авенина: к-1711-1 (100%, Смоленская область, v. ligulata) = к-6526-1 (97%, Воронежская область, v. aurea) = к-2131-1 (84%, Татария, v. volgensis, v. kasanensis) = к-2132-1 (70%, Татария, v. volgensis, v, segetalis). Белковая формула электрофоретического спектра этой группы: БП 753 а 357 ßli32. С определенной долей условности они могут быть предварительно отнесены к дублетным образцам. Идентичность образцов по электрофоретическим спектрам авенина может быть обусловлена либо общностью их происхождения, либо отбором среди местного сортимента наиболее приспособленных экологических типов к определенным условиям в процессе формирования этих сортов. Различия по разновидностям могут быть обусловлены неточностями при их ботаническом определении или свидетельствовать об идентичности по спектрам авенина образцов, различающихся по морфологическим признакам колоса и зерновки.

Характеристика спектров авенина репродуцированных образцов коллекции овса посевного. Для характеристики современного состояния коллекции староместных форм овса посевного были отобраны 115 образцов репродукций последних лет (1989-2002). 21 образец был мономорфен (характеризуется одним типом спектра), 17 - условно мономорфные (встречаемость основного типа спектра 93% и выше). Для остальных образцов обнаружено от 2 до 9 типов спектра авенина. Всего для них выявлено 164 основных типов спектра, из которых специфичными для отдельных образцов являются 146 типов спектра.

Выявление дублетных образцов. Среди образцов овса посевного репродукций последних лет выделено 12 групп образцов, которые имели идентичные или близкие основные типы спектра авенина: две группы мономорфных образцов (№ 1, 2), пять - условно мономорфных (№ 3-7) и пять, которые отнесены нами к генетически близким (№ 8-12) (Таблица 1). С некоторой долей условности данные образцы можно считать дублетами.

Образцы, вошедшие в группы 1,8 и 4,7, имеют одинаковые позиции компонентов электрофоретического спектра авенина, но отличаются интенсивностью компонентов.

При анализе образцов-оригиналов овса посевного выделена только одна группа с идентичными спектрами авенина. При анализе образцов овса репродукций последних лет их число составило 12. Увеличение числа выявленных групп возможных дублетов объясняется тем, что не у всех образцов сохранились семена оригиналов. Кроме того, наблюдали различия между образцами-оригиналами и репродукциями последних лет по количественному и качественному составу авениновых биотипов. Следует отметить, что группы дублирующихся образцов мы выделяем только по одному признаку - сходным спектрам авенина (Таблица 1), поэтому нельзя говорить об их полной идентичности, так как по другим признакам (например, морфологическим) они могут иметь отличия. Для подтверждения дублетной природы данных образцов необходимы дополнительные исследования. После сравнительного изучения по другим признакам, и в случае подтверждения дублетной природы таких образцов, они могут быть переведены в ранг резервных с более редким циклом репродукции (Конарев А., 1998; Романова и др., 2001).

Анализ изменений биотипного состава образцов овса посевного, происходящих при пересевах. Было проведено сравнительное изучение 31 оригинального образца овса посевного, хранящихся в коллекции с 20-х годов прошлого столетия и их репродукций 1963-2000 годов, пересевавшихся до 30 раз в течение 80 лет на различных опытных станциях ВИР. Установлено, что в процессе репродукций изменялась частота встречаемости как основных, так и минорных биотипов.

Основные биотипы (частота встречаемости более 10%) присутствовали в большинстве репродукций; их суммарная доля, как правило, превышала 70%. При пересеве образца содержание основных биотипов менялось. Минорные

Таблица 1. Образцы овса посевного Avena sativa L. с идентичными или близкими спектрами авенина

№ группы № по каталогу ВИР (частота встречаемости, происхождение, разновидность) Белковая формула

Идентичные мокоморфные образцы (частота встречаемости основного биотипа 100%)

1 к-1302 (100%, Московская обл., v. anstata) =к-2131 (100%, Татария, v. volgensis, v. kasanensis) БП 753 а 357 ßl.32

2 к-2606 (100%, Ульяновская обл, v. kasanensis) = к-2612 (100%, Татария, v. kasanensis, v. segetalis) = к-10055 (100%, Удмуртия, v. flava, v. hgulata) БП 753 а 3457 PIA

Идентичные условно мономорфные образцы (частота встречаемости основного биотипа 93% и выше)

3 K-1255 (98%, Саратовская обл, v. aristata) = к-1269 (100%, Пензенская обл, v. aristata) БП 75431 а 1,67 ß 1132

4 к-1705 (93%, Киевская обл., v. flava) = к-1706 (93%, Херсонская обл, v flava) БП 753 а 357 ßl>232

5 к-1712 (96%, Франция, v. ehgulata) = к-1714 (100%, Литва, v. eligulata) БП 76543 1 а 3567 ß 1,23,

6 к-1926 (94%, Китай, v. mongolicä) = к-1927 (95%, Китай, v. chmensis) БП 7531 а 1,45 ß 1|2

7 к-4494 (96%, Грузия, v. anstata) = к-4505 (97%, Грузия, v asiatica) БП 753 а 357 ß 1 i232

Генетически близкие образцы .(частота встречаемости основного биотипа 70% и выше)

8 к-1302 (100%, Московская обл., v. aristatá) = к-2131 (100%, Татария, v. volgensis, v. kasanensis) ~ к-7022 (97%, Дагестан, v. pérsica) ~ к-2680 (90%, Башкирия, v. segetalis) ~ к-6526 (89%, Воронежская обл., v. aurea) БП 753 а 357 ßli32

9 к-2471 (100%, Монголия, v inermis) ~ к-2472 (88%, Монголия, v. mermis) БП 753 а 46 ß 1|2323з

10 к-8096 (89%, Польша, v. aristata) ~ к-8614 (88%, Тамбовская обл., v. mutica) БП 7531 а 1,4 ßl,32

11 к-2165 (74%, Ульяновская обл., v. volgensis, v. kasanensis, v. bashkirorum) = к-6752 (92%, Татария, v. volgensis) ~ к-6793 (81%, Татария, v. volgensis) ~ к-9929 (100%, Латвия, v. mutica) БП 7531 а 1,457 ßli32

12 к-7951 (88%, Омская обл., v. mutica) ~ к-8267 (78%, США, v. aurea) БП 7531 аб ßli32

авениновые биотипы составляли в сумме 2-13% на образец. В процессе репродукции они либо исчезали (при этом появлялись новые биотипы), либо менялась частота их встречаемости.

Изучение изменений биотипного состава в ходе многократных репродукций показало следующее.

Для семи образцов (к-1711, к-2132, к-2195, к-4184, к-4958, к-5537, к-7781) выявлено несоответствие биотипного состава репродуцированного образца таковому образца-оригинала. Репродукция образца к-7781 (1978 г., Московское отделение ВИР) по биотипному составу идентична сорту Аб1ог, который в данной работе использовался в качестве стандарта. Для ряда образцов выявлено несоответствие биотипного состава 1-2 промежуточных репродукций биотипному составу образца-оригинала: к-3446 (репродукция 1976г. Екатерининской ОС ВИР), к-3479 (репродукция 1977г. Устимовской ОС ВИР), к-4718 (репродукция 1978г. Московского отделения ВИР), к-4957 (репродукция 1978г. Устимовской ОС ВИР и репродукция 1992г. Екатерининской ОС ВИР), к-8077 (репродукция 1976г., Украина). Вероятно, отличия в биотипном составе можно объяснить тем, что в процессе пересева произошло механическое или биологическое засорение, либо образцы были перепутаны. В дальнейшей работе эти образцы не участвовали. Для пересевов брали другие образцы (иного года или места репродукции), которые в наибольшей степени соответствовали образцам-оригиналам. И, поэтому, последующие репродукции имели биотипный состав, сходный с таковым образца-оригинала.

Некоторые мономорфные образцы после пересевов стали полиморфными (к-2864, к-3446, к-4718, к-8256, к-10475), при этом появились новые биотипы, отсутствовавшие у соответствующих оригинальных образцов, что привело к значительному снижению частоты встречаемости основного биотипа (на 4090%). У полиморфных образцов к-3479, к-4957, к-5174, к-8485 и к-9938 так же наблюдалось появление новых биотипов, то есть произошло увеличение полиморфизма, при этом частота встречаемости основного биотипа

значительно снизилась (на 10-80%). Исключение составил образец к-3479, у которого частота встречаемости основного биотипа увеличилась на 34%. У образца к-5174 основной биотип стал минорным, а минорный - основным. Образцы (к-2196, к-6526 и к-9141) из условно мономорфных (с частотой встречаемости основного биотипа 96%) стали полиморфными, так как появились новые минорные биотипы. Образец к-8479 из мономорфного стал условно мономорфным. В нем обнаружены два новых минорных биотипа. Появление биотипов, вероятно, связано с тем, что в процессе пересевов создавались благоприятные условия для перекрестного опыления, а следовательно и для возникновения гибридных растений, которые при последующих пересевах расщепляясь, дали начало новым биотипам.

В процессе пересевов некоторые полиморфные образцы стали мономорфными: часть основных и минорных биотипов исчезла, либо частота их встречаемости снизилась настолько, что они не обнаруживались при анализе выборки в 50 семян (к-2131, к-2136, к-2471). У пяти полиморфных образцов (к-1694, к-2680, к-5345, к-8077 и к-2468) часть биотипов исчезла, произошло снижение полиморфизма, то есть образец стремится к мономорфности. Исчезновение биотипов, вероятно, связано с тем, что пересев образцов осуществлялся в неблагоприятных почвенно-климатических условиях, отличающихся от тех, где произрастал исходный образец, поэтому некоторые растения, представляющие отдельные биотипы, погибали. Кроме того, исчезновение биотипов могло произойти из-за конкуренции между растениями, представленными разными биотипами, которая усиливалась при пересеве образцов в неблагоприятных почвенно-климатических условиях. Не исключено, что пересев коллекционного материала осуществляли семенами, имеющими всхожесть ниже 85%. В этом случае, гибель семян, представляющих минорные биотипы, более вероятна.

У образца к-2896 выявлено полное соответствие между образцом-оригиналом и последней репродукцией 1999 года Однако в промежуточных

репродукциях 1977 и 1992 годов обнаружено по одному новому минорному биотипу. Число биотипов (типов спектра авенина) оригинальных и репродуцированных образцов к-2472, к-6526 осталось неизменным, но при этом в поздних репродукциях вместо некоторых минорных биотипов обнаружены новые.

Таким образом, при анализе изменений биотипного состава популяционных образцов овса, происходящих при пересевах, выявлено, что их состав меняется, вплоть до исчезновения одних биотипов и появления новых, что ведет к изменению структуры генофонда.

Классификация коллекции староместных образцов овса посевного Avena sativa L. по спектрам авенина с использованием методов многомерной статистики. Для осуществления дифференциации генофонда староместных образцов овса посевного проводили сравнение спектров авенина. Ранее сравнение спектров белков проводилось с использованием визуальной оценки, которая является несколько субъективной и технически сложной, так как предметом сравнения служит огромный массив информации (типы спектра, частота их встречаемости, интенсивность компонентов). Поэтому было принято решение исследовать разнообразие электрофоретических спектров авенина овса и оценивать дифференциацию генофонда овса посевного по данным анализа полиморфизма авенина двумя независимыми методами многомерной статистики: кластерным анализом (КА) и анализом главных компонент (АГК) (факторный анализ).

На рисунке 1 представлена дендрограмма кластеризации основных биотипов овса с учетом интенсивности компонентов авенина. Дендрограмма состоит из пяти кластеров, которые отделяются друг от друга при расстоянии связывания равном 1,3.

■-CP

8526-1927 2680-1922 2132-1921 2131-1921 1711-1923 -8485-1936

— 5537-1927

— 9938-1950

— 5345-1927

— 8256-1935

— 9141-1939

— 2195-1921

— 4958-1924

— 4718-1926

— 5174-1927

— 3479-1923

— 2896-1922

— 2864-1922

— 10475-1947

— 8479-1920

— 4184-1924

— 3446-1923

— 2472-1920 _I 2471-1920

1 2468-1920

— 8077-1950 _r- 7781-1929

2196-1921

— 4957-1924

-2f36-192t

- 1694-1924

3.00 2.00 1.00

Расстояние связывания кластеров

0.00

Рис. 1. Дендрограмма кластеризации 31 образца-оригинала овса посевного Avena sativa L.: 1, 2, 3, 4, 5 - кластеры; правый столбец - № № по каталогу ВИР и годы репродукции.

Пленчатые образцы овса сформировали три различных кластера - 1, 2 и 5. Кластеры 3 и 4 оказались смешанными и содержали как пленчатые, так и голозерные образцы. В кластер 1 объединились пленчатые образцы с идентичными спектрами: четыре сорно-полевых (к-2680, к-1711, к-2131, к-2132) и один возделываемый (к-6526) (возможно, дублетные образцы). Кластер 2 составили преимущественно пленчатые возделываемые овсы (к-8485, к-9938, к-5345, к-8256, к-9141, к-2195). Исключение составил сорно-полевой образец к-5537. В кластер 3 вошли образцы пленчатого овса: четыре возделываемых (к-4718, к-2864, к-5174, к-3479) и один сорно-полевой (к-2896), а так же один голозерный (к-4958). Кластер 4 составили пленчатые (к-3446, к-4184, к-8479) и голозерные формы (к-2472, к-2471, к-2468). При этом голозерные овсы сформировали отдельную группу. В кластер 5 объединились образцы

пленчатого овса различного происхождения: четыре возделываемых (к-2196, к-7781, к-4957, к-8077) и два сорно-полевых (к-1694, к-2136).

Анализ главных компонент (АГК) позволил разделить все исследованные образцы (по их основным биотипам) по степени сходства электрофоретических спектров авенина на 10 групп, соответствующих 10 значимым главным компонентам со значениями факторных нагрузок от 0,99 до 0,40 (Таблица 2). Восемь групп, включавших от 3 до 6 биотипов, были отнесены к основным.

Формы пленчатого овса сформировали в АГК восемь различных групп: 1, 3,4,6-10 (Таблица 2).

Пять образцов группы 1 со сходными величинами факторной нагрузки относятся к пленчатым овсам, происхождением из России: четыре из них являются сорно-полевыми (к-2131, к-2132, к-2680 к-1711), а один - к-6526 -возделываемым. По составу образцов группа 1 соответствует кластеру 1 на дендрограмме. Исключение составил образец к-2195 происхождением из Норвегии, который относится к возделываемым овсам северо скандинавской группы (имеет величину факторной нагрузки 0,4). В группу 1 объединились формы овса, характеризующиеся примитивными признаками зерновки (опушенность, сдвоенность).

Группа 2 объединила три голозерные формы (к-2468, к-2471, к-2472) происхождением из Монголии (все образцы - A. sativa v. inermis). Эта группа вошла в кластер 4.

Группа 3 (соответствует кластеру 5) состоит из пяти пленчатых образцов различного происхождения. Причем три образца относятся к возделываемым (к-4957, к-7781, к-8077), а два - к сорно-полевым овсам (к-1694, к-2136). Она объединила примитивные (сорно-полевые) формы овса и селекционные сорта, полученные отбором из местных.

Представители групп 1 и 3 - пленчатые формы, а группы 2 - голозерные. И те, и другие засоряли посевы полбы и мягкой пшеницы. Что касается группы 2, то она объединила голозерные местные формы из Монголии, собранные в 20-

Таблица 2. Классификация образцов-оригиналов овса посевного Avena sativa L. по результатам анализа основных типов спектров авенииа методом главных компонент

№ по каталогу ВИР- год сбора Группа по АГК Величина факторной нагрузки Разновидность Происхождение Формы овса*

6526-1927 1 0,99 аигеа Воронежская обл. Пленчатая (в)

2680-1922 1 0,99 bashkirorum Башкирия Пленчатая (с-п)

1711-1923 1 0,99 ligulata Смоленская обл Пленчатая (с-п)

2131-1921 1 0,99 volgensis Татария Пленчатая (с-п)

2132-1921 1 0,99 segetalis Татария Пленчатая (с-п)

2195-1921 1 0,40 aristata Норвегия Пленчатая (в)

2472-1920 2 0,82 mermis Монголия Голозерная

2468-1920 2 0,81 mermis, chinensis Монголия Голозерная

2471-1920 2 0,81 inermis Монголия Голозерная

2136-1921 3 0,80 kasanensis Татария Пленчатая (с-п)

1694-1924 3 0,77 pérsica Иран Пленчатая (с-п)

7781-1929 3 0,64 mutica Польша Пленчатая (в)

4957-1924 3 0,58 aurea, grísea Монголия Пленчатая (в)

8077-1950 3 0,53 muttca Украина Пленчатая (в)

9938-1950 4 0,83 mutwa Румыния Пленчатая (в)

5345-1927 4 0,80 mutica Португалия Пленчатая (в)

4718-1926 5 0,78 aurea Украина Пленчатая (в)

4958-1924 5 0,77 chmensis Монголия Голозерная

2896-1922 5 0,51 segelahs Кировская обл. Пленчатая (с-п)

2864-1922 5 0,34 awea США Пленчатая (в)

8256-1935 6 0,82 mutica Краснодарский край Пленчатая (в)

9141-1939 6 0,73 mutica Иркутская обл. Пленчатая (в)

2196-1921 6 0,66 aurea Норвегия Пленчатая (в)

3446-1923 7 0,84 cinerea Кировская обл Пленчатая (в)

4184-1924 7 0,72 montana Армения Пленчатая (с-п)

8479-1932 7 0,54 flava Амурская обл Пленчатая (в)

5174-1927 8 0,71 cirterea Испания Пленчатая (в)

3479-1923 9 0,83 aurea Украина Пленчатая (в)

5537-1927 10 0,82 aurea Башкирия Пленчатая (с-п)

8485-1936 10 0,66 awea Польша Пленчатая (в)

104751947 10 0,43 aurea Германия Пленчатая (в)

Формы овса* - с-п - сорно-полевые; в - возделываемые.

м году прошлого века экспедицией В. Е. Писарева. Остальные, взятые в исследование голозерные формы, были собраны в разное время другими исследователями. Так, образец голозерного овса к-4958 поступил из Тулунской Государственной селекционной станции. Мы не можем с уверенностью говорить о его происхождении. Таким образом, три изученных образца голозерного овса, о которых достоверно известно, что это местные формы, сформировали соответствующие отдельные группы как на дендрограмме (рис. 1), так и в АГК (Таблица 2, группа 2).

Группа 4 представляет местные и селекционные примитивные формы европейского происхождения (все образцы - A sativa v. muticá). Группу 4 сформировали два пленчатых возделываемых образца овса происхождением из Румынии (к-9938) и Португалии (к-5345), вошедшие в кластер 2 на дендрограмме.

Группа 5 оказалась смешанной, так как в ней объединились два пленчатых возделываемых (к-2864, к-4718), сорно-полевой (к-2896) и голозерный (к-4958) образцы овса (входят в кластер 3).

Группу 6 составили пленчатые возделываемые овсы из России (к-8256, к-9141) и Норвегии (к-2196). Образцы этой группы обнаружены одновременно в двух кластерах - 2 и 5.

В группу 7 объединились пленчатые образцы овса: два возделываемых из России (к-3446, к-8479) и один сорно-полевой из Армении (к-4184). Эти образцы идентифицированы в кластере 4 вместе с голозерными овсами.

В группы 8 и 9 вошли по одному возделываемому овсу из Испании (к-5174) и Украины (к-3479), которые объединились в субкластер в кластере 3.

Неоднородной по происхождению оказалась группа 10, которую сформировали три пленчатых образца (все - A sativa v. aureá): один сорно-полевой овес из Башкирии (к-5537) и два возделываемых - из Польши (к-8485) и Германии (к-10475).

Проведенный анализ распределения биотипов оригинальных образцов овса по группам, определяемым величинами факторных нагрузок, а также по кластерам и субкластерам подтвердил сложность внутривидовой классификации (внутривидовых связей и отношений) генофонда староместных образцов овса посевного. Однако оказалось сложным связать распределение образцов по кластерам (рис. 1) и группам, выявленным в АГК (Таблица 2) с их принадлежностью к систематическим, эколого-географическим или иным группам. В тоже время, как было сказано выше, наблюдается достаточно хорошее соответствие результатов дифференциации образцов овса, полученной в АГК и кластерном анализе.

Для получения более объективной характеристики структуры генетического разнообразия коллекции овса мы провели также группировку образцов более поздних репродукций. Однако при классификации репродуцированных образцов возникли проблемы, связанные с возможными изменениями биотипного состава у некоторых образцов в процессе многократных репродукций. Мы считаем, что при построении классификаций, а также в практической работе с коллекциями необходимо использовать репродуцированный материал, воспроизведенный в оптимальных для культуры условиях и наиболее соответствующий оригинальному материалу, либо сам образец-оригинал.

Представленная в работе группировка образцов по спектрам авенина была проведена только по основным биотипам. Аналогичная классификация может быть осуществлена по полиморфизму авенина с учетом большего числа биотипов.

ВЫВОДЫ

1. Коллекция староместных образцов овса посевного обладает значительным полиморфизмом по спектрам авенина. У проанализированных образцов овса выявлено и зарегистрировано 423 типа спектров авенина.

2. Для 32 образцов-оригиналов идентифицировано 54 основных типов спектра, из которых 40 специфичны для отдельных образцов. 10 образцов были мономорфными, остальные — полиморфные по электрофоретическим спектрам авенина. Выявлена только одна группа оригинальных образцов, которые имеют идентичный основной доминирующий тип спектра авенина (не менее 70%). '

3. Электрофоретический анализ показал, что из 115 образцов репродукций последних лет 21 - мономорфен, 17 - условно мономорфные. < Остальные 77 образцов были полиморфными и содержали от 2 до 9 авениновых биотипа. Среди образцов овса репродукций последних лет обнаружено 12

групп с идентичными или очень близкими спектрами авенина, что указывает на их вероятную дублетную природу или генетическую близость.

4. Выявлено, что в процессе репродукции образцов овса соотношение биотипов, их отсутствие или наличие, может существенно меняться, что ведет к изменению структуры генофонда.

5. Электрофоретические спектры авенина могут служить инструментом для выявления дублетных форм, для анализа генетической стабильности образцов коллекции овса в ходе их репродукции, а так же как дополнительный признак в изучении дифференциации генофонда овса.

6. Составленный каталог белковых формул и электронная версия базы данных могут быть использованы в дальнейшем как элемент паспортной характеристики исследуемых образцов. Регистрация спектров авенина помогает полнее изучить и сохранить все разнообразие староместных образцов овса посевного.

7. На основании проведенного анализа по наличию полиморфизма •

спектров авенина определено, что исследуемые староместные сорта овса посевного обладают богатым генетическим разнообразием.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Созданный каталог белковых формул и электронную версию базы данных спектров авенина рекомендуется использовать в дальнейшем как элемент паспортной характеристики староместных образцов овса посевного.

2. Электрофоретические спектры авенина рекомендуется использовать как дополнительный признак для выявления дублетных форм и генетически близких образцов, для анализа их генетической стабильности в ходе репродукции, а также при изучении дифференциации генофонда овса.

3. Во избежание случаев перекрестного опыления при пересевах коллекционных образцов гексаплоидных видов овса посевного рекомендуется не высевать их в поле большими массивами, а располагать так, чтобы была пространственная изоляция.

4. Для восстановления типичности образца (сохранения его исходного биотипного состава), возможно, полезно было бы организовывать пересевы в течение нескольких лет в той самой или близкой по параметрам эколого-географической зоне, где первоначально он был собран.

5. Во избежание травмирования и образования микротрещин семян при уборке и обмолоте комбайном коллекционных образцов и, вследствие этого, исчезновения некоторых биотипов, рекомендуется ручная уборка образцов.

6. При посгроении классификаций, а также в практической работе с коллекцией, рекомендуется использовать репродуцированный материал, наиболее соответствующий оригинальному, либо сам образец-оригинал.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ

1. Зеленская Я.Г. Характеристика образцов коллекции овса (Avena sativa L.) по белковым маркерам / Я.Г. Зеленская // Научно-информационный бюллетень ВНИИР им. Н.И. Вавилова. - СПб., 2003. - с. 70-73.

2. Зеленская Я.Г. Анализ генофонда староместных форм овса посевного (Avena sativa L.) из коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова / Я.Г. Зеленская // Тезисы

докладов III Международной конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии».- М., 2004. - с. 48-51.

3. Зеленская Я.Г., Конарсв A.B., Лоскутов И.Г., Губарева Н.К., Стрельченко П.П. Характеристика староместных форм овса посевного {Avena sativa L.) из коллекции ВИР по полиморфизму авенина / Я.Г. Зеленская, A.B. Конарев, И.Г. Лоскутов, Н.К. Губарева, П.П. Стрельченко // Аграрная Россия. - № 6, СПБ, 2004. - с. 50-58.

4. Зеленская Я.Г., Конарев A.B., Лоскутов И.Г., Губарева Н.К., Стрельченко П.П. Характеристика генофонда старомесгных форм овса посевного (Avena sativa L.) по полиморфизму авенина / Я.Г. Зеленская, A.B. Конарев, И.Г. Лоскутов, Н.К. Губарева, П.П. Стрельченко // Доклады международной научно-практической конференции «Селекция, семеноводство и возделывание полевых культур». - Ростов-на-Дону, 2004. - с. 53-59.

II \

\ H

II i • i

¿006 ft 83&7

p-8337

Подписано в печать 6.04.2006 г. Формат бумаги 60x84 Печатных листов 1,25 Тираж 100 Заказ 176

Полиграфическое предприятие «Скорина», 352900, Россия, Краснодарский край, г Армавир, ул Халтурина, 144, тел. (8613 7) 7-45-90, тел./факс (86137) 4-67-00, 8 (918) 326-90-26, 8 (928) 421-88-60 E-mail scwork@rambler ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Зеленская, Ярославна Григорьевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Общие сведения об Avena sativa L.

1.2. Характеристика белков зерна овса

1.3. Синтез и локализация авенина

1.4. Биохимическая характеристика авенина

1.5. Генетика авенина (наследование, генетический контроль)

1.6. Полиморфизм авенина и его использование для анализа генофонда овса

1.7. Молекулярные маркеры в изучении генетических ресурсов растений

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Характеристика генофонда староместных образцов овса посевного (Avena sativa L.) по полиморфизму авенина"

В настоящее время мировые генетические ресурсы растений рассматриваются во всем мире как основной источник исходного материала для улучшения различных сельскохозяйственных культур, выведения новых сортов. Поэтому сохраняемое в генных банках генетическое разнообразие должно быть тщательно и всесторонне изучено, а сами коллекции должны быть рационально организованы. Кроме того, важнейшей задачей генных банков является контроль за генетической целостностью коллекционных образцов, так как в ходе воспроизведения и хранения материала, кроме огромных материальных затрат, существует риск потери части его генетического разнообразия (Конарев А., 1998; Vvedenskaya et al., 1993; Hodgkin, 1997). Непременное условие полноценного функционирования генных банков любых организмов - сведение к минимуму возможности изменений, происходящих с образцами в результате мутаций, отбора, случайного дрейфа генов или засорения сохраняемого и периодически пересеваемого материала (Hodgkin, 1997). Серьезной проблемой является поиск и идентификация в коллекциях дублетов и, так называемых, «генетически очень близких образцов» (Конарев А., 1998; Kresovich et al., 1997; Karp, Edwards, 1997).

Важной проблемой в работе с генетическими коллекциями является их оптимизация, под которой обычно понимают комплекс мероприятий, включающий всестороннее изучение образцов коллекции, их паспортизацию и идентификацию, познание генетической структуры коллекции (выяснение внутривидовых и межвидовых связей).

В решении всех этих задач молекулярные маркерные технологии оказались весьма эффективными. Об этом свидетельствует мировой опыт использования белковых и ДНК-маркеров для познания генетического разнообразия растений (Конарев В., 1979, 1983; Hodgkin, 1997; Kresovich et al., 1997). В ВИРе для этих целей, наряду с ДНК-маркерами, в основном, используются белковые маркеры (Конарев В., 1983, 2001; Конарев А. и др., 2000). Возможность использования электрофоретических спектров запасного белка зерна овса - авенина — в сортовой идентификации была показана в целом ряде работ (Салмина, Дягилева, 1979; Гаврилюк и др., 1973, 1984; Конарев В., 1983; Созинов, 1985; Губарева и др., 1987; Портянко, 1987; Портянко и др., 1986, 1987; Юмагузина и др., 1984, 1987; Kim et al., 1978, 1979а, 19796; Cooke et al., 1984, 1986).

В качестве объекта исследования настоящей работы нами был взят генофонд староместных сортов овса посевного из коллекции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И.Вавилова (ВИР), которые в литературе называют сортами народной селекции, местными, старыми или староместными, местными популяциями или ландрасами. Их изучение имеет особое значение, поскольку в ходе длительного отбора среди местного ассортимента вырабатывались наиболее приспособленные экологические типы (Вавилов, 1935). Генотипы местных сортов формировались в течение нескольких тысячелетий под действием как ^ искусственного, так и естественного отборов, причем давление естественного отбора при относительно невысоком уровне земледелия, было очень значительным. Огромное разнообразие почвенно-климатических условий способствовало появлению сортов, которые были наиболее приспособлены к данным условиям (Вавилов, 19266). Сорта народной селекции, в отличие от современных, обладают более высоким популяционным полиморфизмом, представляют собой сложные популяции, которые являются ценным источником генетического разнообразия для нужд селекции. Задачей генных банков и центров генетических ресурсов растений является не только сбор, регистрация и изучение этих образцов, но и сохранение их генетического разнообразия, всего богатства генетической изменчивости этих уникальных форм (Конарев В., 1991; Kleijer et al., 1990; Williams, 1990).

Целью работы явилось изучение полиморфизма староместных образцов * овса посевного с использованием запасных белков — авенинов, оценка биотипного состава образцов, поддерживаемых путем репродукции, характеристика пленчатых и голозерных форм для совершенствования эколого-географической классификации.

В задачи исследования входило:

1. Изучить внутривидовой полиморфизм коллекции образцов староместных сортов овса посевного по запасным белкам — авенинам.

2. Осуществить идентификацию образцов, составить каталог белковых формул и электронную версию базы данных как элемент паспортной базы данных.

3. Оценить с использованием спектров авенина состояние коллекции овса на предмет наличия дублетных и генетически близких образцов.

4. Дать оценку по спектрам авенина стабильности генетической структуры (генетической целостности) образцов овса в процессе хранения и репродукции: выявить закономерности изменчивости биотипного состава образцов овса, проявляющуюся при многократных пересевах;

- показать современное состояние коллекции овса (соответствие биотипного состава репродукций последних лет биотипному составу образцов-оригиналов).

5. Охарактеризовать с использованием данных по белковому полиморфизму и методов многомерной статистики генетическое разнообразие коллекции староместных образцов овса посевного, собранное и поддерживаемое в живом виде, выявить степень и характер генетической дифференциации по спектрам авенина, сравнить полученные данные с существующими внутривидовой и эколого-географической классификациями овса посевного.

Научная новизна. Впервые детально по спектрам авенина изучена коллекция 115 староместных образцов овса посевного ВИР, осуществлена их регистрация. Выявлены образцы с идентичными и близкими по составу электрофоретическими спектрами авенина, что указывает на их вероятное дублетное родство или генетическую близость. По спектрам авенина исследован полиморфизм староместных образцов овса посевного и дана характеристика их генетического разнообразия. Выявлено, что при репродукции образцов коллекции в ряде случаев изменяется биотипный состав (соотношение и состав биотипов, идентифицируемых по спектрам авенина). С использованием полиморфизма по спектрам авенина изучена дифференциация генофонда староместных сортов овса посевного и на основании этих данных произведена их группировка, которая в целом соответствует существующей эколого-географической классификации.

Практическая ценность работы. Составлен каталог белковых формул и электронная версия базы данных, которые в дальнейшем могут быть включены в паспортную характеристику по овсу.

Продемонстрирована эффективность использования полиморфизма авенина для оценки состояния и оптимизации коллекции овса, а именно:

- получены данные об изменении генетической целостности генофонда староместных образцов овса в ходе многочисленных репродукций;

- экспериментальные данные свидетельствуют о необходимости контроля за биотипным составом образцов коллекции овса в процессе репродукции и хранения; подтверждена эффективность применения разных методов многомерной статистики для обработки данных по полиморфизму авенина и их интерпретации.

Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены и представлены на научно-технических совещаниях отдела биохимии и молекулярной биологии ВИР (2001-2003гг.), на конференции аспирантов и молодых ученых (ВИР, 2002, 2003гг.), на Ученом Совете ВИР (2003г.), на III Международной конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии» (Москва, 2004г.), на Международной научно-практической конференции «Селекция, семеноводство и возделывание полевых культур» (Ростов-на-Дону, 2004г.).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано четыре печатные работы. Г 1 т

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Зеленская, Ярославна Григорьевна

выводы

2. Для 31 образца -оригинала идентифицирован 51 основной тип спектра, из которых 37,специфичны для отдельных образцов. 11 образцов были мономорфными, остальные - полиморфные по электрофоретическим спектрам авенина. Выявлена только одна группа оригинальных образцов, которые имеют идентичный основной доминирующий тип спектра авенина (не менее 70%).

3. Электрофоретический анализ показал, что из 115 образцов репродукций последних лет 21 был мономорфен, 17 — условно мономорфные. Остальные 77 образцов были полиморфными и содержали от 2 до 9 авениновых биотипа. Среди образцов овса репродукций последних лет обнаружено 12 групп с идентичными или очень близкими спектрами авенина, что указывает на их вероятную дублетную природу или генетическую близость.

7. На основании проведенного анализа по наличию полиморфизма спектров авенина определено, что исследуемые староместные сорта овса посевного обладают богатым генетическим разнообразием.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

6. При построении классификаций, а также в практической работе с коллекцией, рекомендуется использовать репродуцированный материал, наиболее соответствующий оригинальному, либо сам образец-оригинал.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Зеленская, Ярославна Григорьевна, Краснодар

1. Алексанян С.М. Государство и биоресурсы. - СПб. - 2003. - 180 с.

2. Алпатьева Н.В., Губарева Н.К. Характеристика староместных сортов озимой мягкой пшеницы по электрофоретическим спектрам высокомолекулярного глютенина. //Аграрная Россия. — 2002. — № 3. — с. 28-30.

3. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М. - 1989. - 328 с.

4. Безлюдный Н.И., Беленкевич O.A. Изменение синтеза белковых веществ и углеводов овса в зависимости от возраста и условий питания. //Вестн. АН БССР, серия с.-х. наук. 1972. - № 3. - с. 41-45.

5. Берестов И.И., Мяденец М.Н. Действие доз удобрений на урожай и фракционный состав белка при разной влажности почвы. //Сб. науч. тр. БелНИИ земледелия. - 1974. - т. 18. - с. 38-43.

6. Бороевич С. Принципы и методы селекции растений. — М. 1984. - 344 с.

7. Вавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции //Теор. осн. селекции. 1935.-т. 1.-е. 17-73.

8. Вавилов Н.И. О происхождении культурных растений. М.-Л. - 1926а. -с. 80-81

9. Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений //Тр. по приют, бот. и сел. Л. - 19266. - т. 16. - № 2. - с. 1-138.

10. Введенская И.О. Биохимическая характеристика проламинов и их использование в идентификации сортов ежи (.Dactylis L.). //Автореф. дисс. канд. биол. наук. -Тбилисию. 1986. -24 с.

11. Введенская И.О., Шляпников C.B., Конарев A.B. Характеристика N-концевой аминокислотной последовательности а-проламина Dactylis glomerata L. //Биохимия. 1986. - №9. - с. 1519-1522.

12. Гаврилюк И.П., Губарева Н.К., Конарев В.Г. Электрофоретическая идентификация фатуойдов и гибридов между культурным и диким овсом //Тр. по прикл. бот., ген. и сел. J1. — 1973. - т. 52. - вып. 1.-е. 249-281.

13. Гаврилюк И.П., Губарева Н.К., Конарев В.Г. Электрофоретическое определение фатуойдов и гибридов между культурным и дикими овсами //Селекция и семеноводство. 1984. -№11. - с. 11-12.

14. Гаврилюк И.П., Егги Э.Э. Глобулины как маркеры в решении проблем филогении, отдаленной гибридизации и сортовой идентификации бобовых. //Молекулярно-биологические аспекты прикладной ботаники, генетики и селекции. М. - 1993. - с. 232-287.

15. Гайденкова Н.В. Идентификация и регистрация пшениц «Крымок» по спектрам глиадина. //Бюл. ВИР. JL - 1986. - вып. 165.-е. 7-9.

16. Губарева Н.К., Гайденкова Н.В. Сортовая идентификация и регистрация генофонда мягкой пшеницы. //Тр. по прикл. бот., ген. и сел. 1987.-т. 114.-е. 14-24.

17. Губарева Н.К., Юмагузина Х.А., Павлова Н.Е. Электрофорез авенина в сортовой идентификации овса //Тр. по прикл. бот., ген. и сел. — JI. — 1987.-т. 114.-е. 76-82.

18. Длительное хранение семян. //Методические указания. — Л. 1981.-е. 1-90.

19. Дорофеев В.Ф, Фадеева Т.С., Шмараев Г.Е. Генетика культурных растений: кукуруза, рис, просо, овес. Л. -1988. - с. 229-244.

20. Дубинин Н.П, Глембоцкий Я.Л. Генетика популяций и селекция. М. - 1967.-592 с.

21. Жегалов С.И. Скрещевание пленчатых овсов с голыми. //Науч. агр. журн. 1924. - т. 1. - вып. 2.-130 с.

22. Жученко A.A. Адаптивная система селекции растений (эколого-генетические аспекты). — т. 1. — М. — 2001. — 782 с.

23. Колесова В. М, Резниченко М. С. Об аминокислотном составе гордеина ячменя и авенина овса. //Биохимия. 1956. - т. 21. - № 6. - с. 641-643.

24. Конарев A.B. Использование молекулярных маркеров в работе с генетическими ресурсами растений. //Сельскохозяйственная биология. 1998. - № 5. - с. 3-25.

25. Конарев А. В, Введенская И. О. Идентификация компонентов в электрофоретических спектрах проламинов злаков из триб Aveneae Dum. и Poeae R. Вг. //Докл. ВАСХНИЛ. 1984. - № 11. - с. 16-18

26. Конарев А. В, Введенская И. О, Шляпников С. В. О свойствах проламинов ежи сборной Dactylis glomerata L. //Биохимия. - 1986. -т. 51. -№5. с. 754-761.

27. Конарев A.B., Губарева Н.К., Корнюхин Д.Л., Бернер А. Анализ генетической стабильности образцов коллекции мягкой пшеницы в процессе многолетнего поддержания путем многократных репродукций. //Аграрная Россия. 2004. - № 6. - с. 30-33.

28. Конарев A.B., Конарев В.Г., Губарева Н.К., Пенева Т.И. Белки семян как маркеры в решении проблем генетических ресурсов растений, селекции и семеноводства. //Цитология и генетика. — 2000. — т. 34. № 2.-с. 91-104.

29. Конарев A.B., Перчук И.Н., Накаяма С. Использование полиморфизма проламинов в изучении исходного материала и семеноводстве кормовых злаковых трав. //Аграрная Россия. 2002. - № 3. - с. 63-65.

30. Конарев В.Г. Вавилов и поблемы вида в прикладной ботанике, генетике и селекции. М. - 1991. - 47 с.

31. Конарев В.Г. Белки растений как генетические маркеры. М. - Колос. - 1983.-320с.

32. Конарев В.Г. Белки растений как генетические маркеры в изучении природы и происхождения геномов культурных растений. //Тр. по прикл., бот., ген. и сел. JT. - 1979. - т. 63. - № 3. - с. 3-8.

33. Конарев В.Г. Вид как биологическая система в эволюции и селекции. -СПб.- 1995.-182 с.

34. Конарев В.Г. Морфогенез и молекулярно-биологический анализ растений. СПб. - ВИР. - 2001.-417 с.

35. Кретович B.JI. Основы биохимии растений. — М. Высшая школа. -1971.- 464 с.

36. Левитес Е.В. Генетика изоферментов растений. Новосибирск. — 1986.- 146 с.

37. Лоскутов И.Г. Видовое разнообразие и селекционный потенциал рода Avena L. //Автореф. дисс. докт. биол. наук. СПб. - ВИР. - 2003. - 39 с.

38. Митрофанова К.С. О биологии цветения овса. //Рефер. докл. ТСХА. -1952.-№ 16.-е. 191-195.

39. Мордвинкина А.И. Эколого-географическая классификация культурных и сорно-полевых овсов //Докл. ВАСХНИЛ. 1939. - № 5. с. 3-10.

40. Мордвинкина А.И. Селекция овса. //Теоретические основы селекции растений. 1936. - № 2. - с. 337-378.

41. Навашин М.С., Герасимова Е.М. Изменение сортовых качеств при хранении посевного материала. //Семеноводство. 1935. - № 1.-е. 3646.

42. Насонова Е. А. Проламины во внутривидовой дифференциации и сортовой регистрации плевела многолетнего (Lolium perenne L.). -Автореф. дисс. канд. биол. наук. СПб.-1992. - 24 с.

43. Пенева Т.И., Митрофанова О.П., Конарев A.B. Белковые маркеры в анализе генетической стабильности сортов пшеницы, содержащих хроматин 1R ржи. //Аграрная Россия. 2002. - № 3. — с. 35-40.

44. Перчук И. Н. Полиморфизм проламина и его использование в идентификации и регистрации генетических ресурсов овсяницы. //Автореф. дисс. канд. биол. наук. СПб. — 1992. - 24 с.

45. Перчук И.Н., Лоскутов И.Г., Окуно К. Изучение видового разнообразия овса с использованием RAPD-анализа //Аграрная Россия. — 2002. — № 3. -с. 41-44.

46. Портянко В. А., Генетический контроль и полиморфизм проламинов овса. //Автореф. дисс. канд. биол. наук. М. - 1987. - с. 20.

47. Портянко В. А., Поморцев А. А., Калашник Н. А., Богачков В. И., Созинов А. А., Генетический контроль авенинов и принципы их классификации. // Генетика. 1987. - т. 23. - № 5. - с. 9-17

48. Портянко В. А., Поморцев А. А., Калашник Н. А., Созинов А. А., Наследование и система генетического контроля проламинов овса Avena sativa L. //Доклады АН. 1986. - т. 287. - № 2. - с. 23-27

49. Портянко В. А., Поморцев А. А., Созинов А. А., Внутри- и межсортовой полиморфизм проламинов овса. //Докл. ВАСХНИЛ. -1987.-т.1.-с. 8-10.

50. Родионова H.A., Солдатов В.Н. К истории систематики рода Avena. II Тр. по прикл. бот., ген. и сел. — Л. 1982. - т. 63. - вып. 1.-е. 3-8.

51. Родионова H.A., Солдатов В.Н., Мережко В.Е., Ярош Н.П., Кобылянский В.Д. Овес. Культурная флора,- М.: Колос.— т. 2. — ч. 3 -1994.-367 с.

52. Роберте Е.Г. Цитологические, генетические и метаболические изменения, связанные с потерей жизнеспособности. В кн.: Жизнеспособность семян. М. - 1978. - с. 244-293.

53. Романова Ю.А., Губарева Н.К., Конарев A.B., Митрофанова О.П. и др. Исследование коллекции вида пшеницы Triticum spelta L. по полиморфизму глиадинов. //Генетика. 2001. - т. 37. - № 9. - с. 12581265.

54. Салмина И.С., Дягилева Г.Е. Идентификация овса по электрофоретическим спектрам авенина //Бюлл. ВИР. JI. — 1979. -вып. 92.-с. 41-44.

55. Седова Е. В. Фракционный и аминокислотный состав белков зерна овса. //Автореф. дис. . канд. биол. наук. — М. — 1969. 24 с.

56. Седова Е.В., Плешков Б.П. Состава белков семян овса при различных условиях питания растений в процессе их созревания. // Изв. ТСХА. -1974.-вып. 1. — с. 84-90.

57. Сичкарь Н.М. Изменчивость состава химических веществ в семенах ячменя и овса. //Тр. по прикл. бот., ген. и сел. 1966. - т. 38. - вып. 1. -с. 91-98.

58. Сичкарь Н.М., Лишкевич М.И. Биохимия овса. //Биохимия культурных растений.-Л. 1958.-т. 1.-е. 331-392.

59. Соболев A.M., Бузулукова Н.П., Болякина Ю.П., Прокофьев A.A. Отложение белка в запас в семенах растений. //Биохимические и физиологические исследования семян. — Иркутск. — 1979. — с. 18-28.

60. Созинов A.A. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции. М. - Наука. - 1985. - с. 224.

61. Созинов A.A., Поперелля Ф. А., Стаканова А. И. Гибридологический анализ как метод изучения генетических закономерностей биосинтеза глиадина. //Науч.-техн. бюл. Всес. сел. ген. ин-та. — 1975. вып. 24. - с. 10-15

62. Стрельченко П.П., Митрофанова О.П., Малышев Л.Л., Конарев A.B., Терами Ф. Генетическая дифференциация евразийского подвида мягкой пшеницы по данным RAPD-анализа. //Аграрная Россия. 2002. -№ 3.- с. 11-23.

63. Строна И.Г. Общее семеноведение полевых культур. М. - 1966. - 464 с.

64. Шкварников П.К. Мутационная изменчивость в семенах и ее значение для семеноводства и селекции. //Известия Академии Наук СССР. — 1939.-№6.-с. 1009-1025.

65. Шмидт А., Журек Г. Изменение растительного материала, полученного из семян с пониженной всхожестью. //Долгосрочное хранение генетических ресурсов культурных растений. Прага-Рузыне. - 1990. -с. 159-174.

66. Юмагузина Х.А., Бахтиярова В.В. Электрофоретические спектры спирторастворимых белков зерна видов и подвидов рода Avena. IN Съезд Всесоюзного общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова. Тезисы докладов. M. - 1987. - т. IV. - ч. 4. - с. 322.

67. Юмагузина Х.А., Иштирякова Ф.К. Идентификация сортов овса по электрофоретическим спектрам авенина. //Генетико-селекционные исследования на Урале. Свердловск. - 1984. - с. 100-101.

68. Ярош Н.П., Салмина И.С. Изменчивость биохимических признаков зерна и продуктивности сортов овса при различных условиях-выращивания в Западной Сибири. //Тр. по прикл. бот., ген. и сел. — JL -1978,-т. 63.-вып. 2. с. 175-180.

69. Allard R.W. Genetic basis of the evolution of the adaptedness in plants. Adaptation in plant Breeding (Ed. P.M.A. Tigerstedt). 1997. - p. 1-12.

70. Bietz J. A. Cereal prolamin evolution and homology revealed by sequence analysis.//Biochem. Genet.- 1982.-v. 20.-Nos. 11/12. — p. 1039-1053.

71. Biochemical Identification of Varieties. Materials III Intern. Symp. ISTA (Leningrad, 1987) (Eds. Konarev V., Gavriljuk I.). 1988. - 257p.

72. Borner A., Chebotar S., Korzun V. Molecular characterization of the genetic integrity of wheat (Triticum aestivum L.) germplasm after long-term maintenance. //Theor. Appl. Genet. 2000. - v. 100. - p. 494-497.

73. Chesnut R. S., Shotwell M. A., Boyer S.K., Larkins B. A. Analysis of avenin proteins and the expression of their mRNAs in developing oat seeds. //The Plant Cell. 1989. - 1. - p. 913-924.

74. Cliff E.M., Cooke R.I. The characterization of oat cultivars by electrophoresis. //J. Nat. Inst. Agr. Bot. 1984. - v. 16. - № 3. - p. 415-421.

75. Cooke R.J. The standartizaton of electrophoresis methods for variety identification. In: Biochemical Identification of varieties (Materials III International Symposium ISTA. Leningrad. USSR. 1987). VIR. Leningrad. USSR. - 1988. - p. 14-27.

76. Cooke R.J. Modern methods for cultivar verification and the transgenicthplant challenge. Abstracts of 25 International Seed Testing Congress (Pretoria, April 15-24, 1998). ISTA. - Zurich. - 1998. - p. 9-10.

77. Cooke R.J., Cliff E.M. The characterisation of oat cultivars by electrophoresis. //J. nath. Inst, agric. Bot. 1984. - v. 16. - p. 415-429.

78. Cooke R.J., Draper S.R. The identification of wild oat species by electrophoresis. //Seed science and Technology. 1986. - v. 14. - p. 157-167.

79. Craig R. Lending, Ruth S. Chesnut, Katy L. Shaw, Brian A. Larkins. Immunolocalisation of avenin and globulin storage proteins in developing endosperm of Avena sativa L. //Planta, — 1989. v. 178.-p. 315-324.

80. Gregova E., Longauer I., Zak I., Kraic J. Elektroforeticke rozlisovanie ovsa (Avena sativa L.) pomocou zasobnych semennych bielkovin. // Rostlinna Vyroba. 1996. - 42. - 4. -169-172.

81. Gustafsson A., Gadd J. Mutations and Avena L. //Hereditas. 1965. - v. 53. -№ 3. - p. 327-367.

82. Dice L.R. Measures of the amount ofecologic association between species. //Ecology. 1945. - v. 26. - p. 297-302.

83. Draper S.R. Amino acid profiles of chemical and anatomical fractions of oat grains//J. Sci.Fd. Agr.- 1973. -v. 24-p. 1241-1250.

84. Egorov T.A. The amino acid sequence of the «fast» avenin component (Avena sativa L.). //Journal of Cereal Science. 1988. - v. 8. - p. 289-292.

85. Egorov T.A., Musolyamov A.K., Kochergin A.A., Anderson J.S., Roepstorff P. Isolation, characterization by mass spectrometry and partialamino acid sequencing of avenins. //Journal of Cereal Science. 1994a. - v. 20.-p. 107-117.

86. Egorov T.A., Musolyamov A.K., Anderson J.S., Roepstorff P. The complete amino acid sequence and disulphide bond arrangement of oat alcohol-soluble avenin-3. //European Journal of Biochemistry. 1994b. - v. 224. -p. 631-638.

87. Ewart A J. On the longevity of seeds. //Proc. Roy. Soc. Victoria. -1908. v. 21(1).-p. 1-210.

88. Frey K. J. The relation between alcohol-soluble and total nitrogen content of oats.//Cereal Chem. 1951. - v. 28.-p. 506—509.

89. Hawkes J. G. Zachowanie I wykorzystanie roslinnych zasobow genowych. //Biul. IHAR. - 1978. - № 133-p. 139-145.

90. Hodgkin T. Some current issues in the conservation and use of plant genetic resources. Molecular genetic techniques for plant genetic resources. Report of an IPGRI Workshop. October 1995. Rome, Italy, -1997. p. 3-10

91. International Rules for Seed Testing. Rules 1996. Verification of species and cultivar. //Seed Sci.& Technol. 1996. - v. 24 (Supplement). - p. 253-270.

92. Jones C.J., Edwards K.J., Castaglione S., Winfield M.O., Karp A. Reproducibility testing of RAPD, AFLP and SSR markers in plants by network of European laboratories. //Molecular Breeding. — 1997. v. 3. — p. 381-390.

93. Karp A., Edwards K. Molecular techniques in the analysis of the extent and distribution of genetic diversity. Molecular genetic techniques for plant genetic resources. Report of an IPGRI Workshop. October 1995. Rome. Italy.-1997.-p. 11-22.

94. Kasarda D.D., Autran J. C., Lew E. J.-L., Nimmo C. C., Shewry P. R. N-terminal amino acid sequence of co-gliadins and co-secalins: implications for the evolution of prolamin genes. //Biochim. Biophys. Acta. 1983. -v. 747. -p. 138-150.

95. Kim S. I., Charbonnier L., Mosse J., Heterogeneity of avenin, the oat prolamin. Fractionation, molecular weight and amino acid composition.

96. Biochim. Biophys. Acta. 1978. - v. 537. - № 1. - p. 22-30.

97. Kim S. I., Mosse J., Electrophoretic patterns of oats prolamines and species relationships in Avena. //Can. Cyt. 1979a. - v. 21. - № 3. - p. 309-318.

98. Kim S. I., Saur L., Mosse J., Some features of the inheritance of avenins, the alcochol soluble proteins of oat. //Theor. Appl. Genet. 1979b. - v. 54. - № 2.-p. 49-54.

99. Kleijer G., Badox S., Corbar R. Les varietes locales suisses: une grande ricchesseiRev. Suisse Agr. 1990. - v. 22. - № 3. - p. 151-161.

100. Ladizinsky G., Johnson L. Seed protein homologiens and the evolution of polyploidy in Avena J Can. J. Genet Cytol. 1972. - 14. - 875-888.

101. Lookhart G. H., Pomeranz Y. Characterization of oat species by polyacrylamide gel electrophoresis and high performance liquid chromatography of their prolamin proteins. // Cereal Chem. 1985. — 62. — 162-166.

102. Loskutov I.G., Perchuk I.N. Evaluation of interspecific diversity in Avena genus by RAPD analysis. //Oat Newsletter (INTERNET) 2000. - v. 46.

103. Molecular genetic techniques for plant genetic resources. Report of an IPGRI Workshop 9-11 October 1995 Rome, Italy. Editors: Ayard W.G., Hodgkin T., Jaradat A., and Rao V.R. IPGRI. 1997. - 137 p.

104. Murata M., Tsuchiya T. Chromosome damage induced by artificialseed aging in barley. 3. Behavior of chromosomal aberrations during plant growth. //Theor. Appl. Genet. 1984. -№ 67. - p. 161-170.

105. Murray B.E., Graig I.L., Rajhathy T.A. Protein electrophoretic study of three amphiploid and eight species in Avena. //Can. J. Gen. Cyt. 1970. - v. 12.-p. 651-665.

106. Pauling L., Itano H.H., Singer S J. Sickle cell anemia: a molecular disease.// Science.-v. 110.- 1949.-p. 543-548.

107. Peterson D. M., Smith D. Changes in nitrogen and carbohydrate fractions in developing oat groats. //Crop. Sci. 1976. - v. 16. — p. 67.

108. Pernollet J.-C., Kim S. H., Mosse J., Characterization of storage proteins extracted from Avena sativa seed protein bodies. //J. Agr. And Food Chem. 1982. - v. 30. - № 1. - p. 32-36.

109. Pernollet J.-C., Huet J.-C., Galle A.-M., Sallantin M. N-terminal sequences of oat avenins compared to other cereal prolamins. //Biochimie. 1987. - v. 69. - p. 683-689.

110. Pernollet J.-C., Potier B., Galle A.-M., Huet J.-C., Beauvais F., Sallantin M. 2D-HPLC separation, electrophoretic characterization and N-terminal sequences of oat seed prolamins. //Phytochemistry. 1989. - № 28. - p. 2565-2570.

111. Rajhathy T., Thomas H. T. Cytogenetics of oats. Ottava. - 1974. - 90 p.

112. Robert L. S., Nozzolilo C., Altosaar I., Molecular weight and heterogeneity of prolamins (avenins) from nine oat {Avena sativa L.) cultivars of different protein content and from developing seeds. //Cer. Chem. 1983. - v. 60. -№ 6. - p. 438-442.

113. Schulze A., Steiner A., Ruckenbauer P. Variability of an Austro-Hungarian landrace of barley {Hordeum vulgare L.) Electrophoretic analysis of the hordeins of the Vienna sample of 1877. //Varieties and Seeds. - 1994. - v. 7.- p. 193-197.

114. Shewry P.R., Tatham A.S. The prolamin storage proteins of cereal seeds: structure and evolution. //Biochem. J. 1990. - v. 267. — p. 1-12.

115. Shotwell M.A., Boyer S.K., Chesnut R.S., Larkins B.A. Analysis of seed storage protein genes of oats. //Journal of Biological Chemistry. 1990. - v. 265.- p. 9652-9658.

116. STATISTICA for Windows (Computer program manual). //Tulsa. — OK: StatSoft, Inc. 2325 East 13th Street.-Tulsa. Ok 74104. - USA. - 1995.

117. Steiner A.M., Ruckenbauer P., Goecke E. Maintenance in genebanks, a case study: contaminations observed in the Nürnberg oats of 1831. //Genet. Res. Crop Evol. 1997. - № 44. - p. 533-538.

118. Thomas H., Jones D. I. H. Electrophoretic studies of prolamins in Avena in relation to genome homology. //Nature. 1968. - v. 220. - № 5164. - p. 825-826.

119. Ward J.H. Hierarchical grouping to optimize an objective function. //J. Am. Stat. Assoc. 1963. - v. 58. - p. 236-244. (цитировано по Дюран Б., Оделл П. Кластерный анализ. М. - Статистика. - 1977. - 128 е.).

120. Williams J. Т. Vavilov's center of diversity and the concervation of genetic resourses. //Biol. J. Linn. Soc. 1990. - v. 39. - № 1. - p. 89-93.

Информация о работе

Зеленская, Ярославна Григорьевна
кандидата биологических наук
Краснодар, 2006
ВАК 06.01.05

Диссертация

Характеристика генофонда староместных образцов овса посевного (Avena sativa L.) по полиморфизму авенина - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы