Идентификация сортообразцов гороха морфотипа хамелеон и определение степени внутрисортового полиморфизма по запасным белкам семян

Корниенко, Надежда Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Идентификация сортообразцов гороха морфотипа хамелеон и определение степени внутрисортового полиморфизма по запасным белкам семян
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Идентификация сортообразцов гороха морфотипа хамелеон и определение степени внутрисортового полиморфизма по запасным белкам семян"

На правах рукописи

КОРНИЕНКО НАДЕЖДА НИКОЛАЕВНА

ИДЕНТИФИКАЦИЯ СОРТООБРАЗЦОВ ГОРОХА МОРФОТИПА ХАМЕЛЕОН И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ВНУТРИСОРТОВОГО ПОЛИМОРФИЗМА ПО ЗАПАСНЫМ БЕЛКАМ СЕМЯН

03.00.12 - Физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Воронеж - 2006

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте зернобобовых и крупяных культур.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Павловская Нинэль Ефимовна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент

Попов Василий Николаевич

кандидат биологических наук, доцент V

Соколенко Галина Григорьевна '

Ведущая организация: Государственный научный центр РФ

Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова

Защита диссертации состоится «28» апреля 2006 г. в гу часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.02 Воронежского государственного университета по адресу: 394006, Воронеж, Университетская пл. 1, ауд. 59.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета

Автореферат разослан марта 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических

наук, доцент Брехова Л.И.

fcocej^

1AAS-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Зерно гороха является богатейшим источником растительного белка, в котором содержатся все незаменимые аминокислоты необходимые для нормальной жизнедеятельности животного организма Селекционерами создан ряд новых форм гороха, приспособленных для современного сельскохозяйственного производства, которые отличаются устойчивостью к полеганию, равномерным созреванием и высоким потенциалом семенной и биологической продуктивности. Однако задачи повышения продуктивности сортов и улучшения качества белка остаются по-прежнему актуальными.

В настоящее время, среди форм гороха с видоизмененными листьями гетерофильная представляет немалый интерес. Оригинальная форма гороха хамелеон создана во ВНИИЗБК в 1989 году в результате скрещивания двух генетически контрастных образцов - мутанта Tcndrillcd acacia или «усиковая акация» (ген йе) с безлисточковым сортом Filby, имеющим усатые листья (ген af) и редуцированные прилистники. Форма гороха хамелеон отличается ярусной гегероморфносгью листьев: листья усатого типа в средней зоне растения и обычного или усаго-листочкового типов в прикорневой и генеративной (Зеленое А.Н., 1991). Растения гороха морфотипа хамелеон обладают повышенными биологическими возможностями продукционного процесса, которые обусловлены формированием более мощной листовой поверхности, более высоким содержанием хлорофилла во всех хлорофигшсодержащих органах и улучшенными параметрами корневой системы по сравнению с сортами гороха листочкового и безлисгочкового морфотипов (Зеленов А.Н. и др., 2000; Зеленов А.Н. и др., 2002). По содержанию белка в семенах большинство образцов гороха морфотипа хамелеон превосходит листочковые и безлисточковые сорта в среднем на 1,3...3,0% (Шелепина Н.В. и др., 1998). Исходя из установленных биологических особенностей, оригинальная форма гороха была признана селекционно-значимой. Однако биохимические особенности запасных белков семян этой формы изучены недостаточно, а закономерности их накопления вообще не исследовались. Поскольку, пищевые и кормовые достоинства семян гороха зависят от соотношения альбуминов и глобулинов в водосолерастворимой фракции белка, установление динамики их накопления в процессе созревания семян и характера наследования у нового морфотипа гороха является весьма актуальным для разработки главных направлений по увеличению количества и улучшению качества белка.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ J БИБЛИОТЕКА. I С. Петеру />*/>*

ЛИОТЕКА. i

эдУ:

кодоминантная система дает возможность работать с отдельными семенами, т. е. различать генотипы, идентифицировать сорта, биотипы и линии, осуществлять оценку генетической структуры на однородность и стабильность (Созинов А.А., 1985; Конарев В.Г., 2001). Таким образом, исследование полиморфизма запасных белков семян позволит создать паспортную базу данных, а также интенсифицировать селекционный процесс гороха морфсггипа хамелеон.

Цель и задачи исследований. Цель работы - определение особенностей накопления запасных белков семян гороха морфотипа хамелеон в процессе созревания и использование их полиморфизма для идентификации сортов и селекционных образцов.

Задачи:

- провести оценку семян сортообразцов гороха морфотипа хамелеон на содержание белка;

- изучить характер накопления белка в зависимости от метеорологических условий года выращивания;

- исследовать процесс накопления водосолерастворимого белка и его фракций в процессе созревания семян;

- провести идентификацию и регистрацию выделенных образцов по запасным белкам семян;

- установить взаимосвязь полипептидного состава запасных белков семян гороха с накоплением белка;

Научная новизна работы. Установлена закономерность накопления водосолерастворимого белка и его фракций в семенах гороха морфотипа хамелеон в процессе созревания. Выявлен полиморфизм полипептидного состава водосолерасгворимой фракции запасных белков в созревающих семенах различных форм гороха Впервые проведена идентификация, дана характеристика генотипического состава и генетической структуры сортообразцов гороха по запасным белкам семян. Установлено, что засушливые условия в период вегетации влияют на изменения в полипептидном составе запасных белков некоторых образцов гороха морфотипа хамелеон, и, как следствие, отражаются на процессах накопления белка в семенах.

Практическая значимость работы. Выделен ценный селекционный материал с повышенным содержанием белка в семенах. Установлено, что в селекции гороха следует использовать запасные белки только зрелых семян со стабильным полипегггидным составом. Составлен электронный каталог белковых формул селекционных образцов гороха морфотипа хамелеон, их родительских форм, и стандартных широко распространенных сортов Орловчанин и Орлус. Показана возможность использования метода электрофореза запасных белков в селекции гороха морфотипа хамелеон.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на V съезде общества физиологов растений России и на международной конференции

«Физиология растений - основа фигобиотехнологии» (Пенза, 2003), на II международной конференции молодых ученых «Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений» (Харьков, 2003), на научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Биологические основы современной агрономии» (Орел, 2004), на научно-методической конференции «Физиологические аспекты продуктивности растений» (Орел, 2004).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 144 страницах и состоит из введения, 4 глав, выводов и практических рекомендаций, списка литературы, включающего 200 наименований, в том числе 63 на иностранных языках. Диссертация иллюстрирована 27 таблицами и 12 рисунками. Приложений - 6.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Обзор литературы. В обзоре литературы обоснована перспективность возделывания новой оригинальной формы гороха посевного (Pizim sativum L. Sensu lato) разновидность Зеленова тип Хамелеон (var. zelenovii Seid, et Stankev) (Сердюк В.П., Станкевич A.K., 2001). Рассмотрены биохимические и фазоспецифические особенности белков семян гороха. Дана биохимическая характеристика запасных белков семян гороха Обсуждены проблемы использования белковых маркеров в селекции, семеноводстве и семенном контроле сельскохозяйственных культур и, в частности, гороха.

2. Условия, материал и методы проведения исследований. Исследования проводились во Всероссийском научно-исследовательском институте зернобобовых и крупяных культур (Орел) в течение 2001...2004 годов. Экспериментальные посевы гороха были размещены в селекционном севообороте лаборатории селекции зернобобовых культур на серых лесных почвах.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с заданием 08.02.03 по программе РАСХН на 2001...2005гг. «Провести комплексную биохимическую и технологическую оценку генофондов зернобобовых и крупяных культур, выделить источники высокой белковости, отличных потребительских, пищевых и кормовых достоинств, провести паспортизацию сортов гороха, проса и гречихи по белковым формулам и ДНК-маркерам».

Метеорологические условия в годы проведения опытов резко различались как по количеству осадков и сумме температур, так и по характеру их распределения. 2001г. характеризовался пониженными температурами в начале периода вегетации, в середине и конце преобладала тёплая, временами

жаркая погода. В 2002г. отмечалась резко выраженная почвенная засуха, особенно во второй половине вегетационного периода. Погодные условия 2003г. были преимущественно прохладными и дождливыми.

Объектом изучения являлись образцы гороха морфотипа хамелеон, их родительские формы: сорт Filby и мутант Tendril led acacia ( Т. acacia). Поскольку горох морфотипа хамелеон отличается ярусной гетерофиллией листьев, стандартом служили два широко распространенных сорта селекции ГНУ ВНИИЗВК: Орловчанин - листочкового и Орлус - безлисточкового морфотипов.

Поведен анализ на содержание сырого протеина методом Къельдаля (Ермаков А.И., 1987), определение количества белковых фракций осуществляли по Ермакову (Ермаков А.И., 1987), электрофоретический анализ запасных белков гороха проводили методом SDS-ПААГ электрофореза, в модификации ВИР (Конарев В.Г, 2000).

Статистическую обработку результатов проводили методами дисперсионного анализа и разностей попарных сравнений с показателями стандартов Орловчанин и Орлус (Доспехов, 1985) с использованием компьютерных программ Microsoft Excel 2000 и «Biotest-D».

3. Биохимические особенности белкового комплекса гороха морфотипа хамелеон.

3.1. Исследование изменчивости содержания сырого протеина в семенах гороха морфотипа хамелеон.

Проведенный в 2001г. скрининг коллекции гороха морфотипа хамелеон из 69 селекционных образцов на содержание белка в семенах показал, что в благоприятных погодно-кл им этических условиях выращивания они способны накапливать в семенах от 20,7 до 27,4% белка. Повышенным содержанием белка в семенах отличались 47 из них, которые существенно превышали стандарты Орлус и Орловчанин по данному показателю. Содержание белка в их семенах составило от 23,1 до 27,4%. Для дальнейших исследований были выбраны образцы из разных этапов селекции с различным содержанием белка в семенах: Орел, Аз-25, Аз-26, Аз-35, Аз-99, Аз-130, Аз-270, Аз-367.

Установлено, что содержание белка в семенах гороха морфотипа хамелеон на протяжении трех лег колебалось в широких пределах в зависимости от погодных условий в период выращивания (табл. 1 ).

В 2001г. варьирование по образцам составило от 20,7 до 24,3%, в 2002г. - от 16,6 до 18,7% и в 2003 - от 20,2 до 24,3%. В благоприятные по погодным условиям 2001 и 2003гг. содержание белка в семенах гороха в среднем составило 23,5 и 22,2%, соответственно. Засушливые условия выращивания 2002г. вызвали нарушение синтеза белка, поэтому его содержание в среднем составило 17,4%. Максимальные различия по содержанию белка между образцами в 2002 и 2003гг. составили 2,6 и 4,1%, соответственно, а в 2001г. они

достигали 6,1%. Различия по образцам между 2001 и 2002 гг. составит от 3,8 до 8,7%, между 2002 и 2003гг. - от 3,1 до 6,9%, а между 2001 и 2003гг. - от 0,2 до 2,4%. Представленные данные показывают, что накопление белка в семенах гороха морфотипа хамелеон проходило устойчиво в благоприятных для гороха условиях выращивания 2001 и 2003 гг.

Несмотря на то, что характер накопления белка в семенах гороха изменялся в довольно широких пределах в зависимости от погодных условий года выращивания, сорт Орел и образцы Аз-130, Аз-270 и Аз-367 отличались достаточно высоким содержанием протеина, которое в среднем за три года составило 21,1; 22,7; 21,3 и 22,8%, соответственно.

Таблица 1 - Содержание сырого протеина в семенах гороха морфотипа хамелеон (2001.. ,2003гг.)

Сортообразец Содержание сырого протеина, %

2001 2002 2003 Среднее

Орловчанин, ст 22,6 17,2 21,1 20,3

Орлус, ст 20,3 16,1 20,8 19,1

Орел 22,2 16,9' 23,8" 21,1

Аз-25 22,0' 17,0' 20,2 19,7

Аз-26 21,9* 17,7" 21,1 20,2

Аз-35 21,9' 17,5' 20,6 20,0

Аз-99 20,7 16,9' 20,9 19,5

Аз-130 25,2" 18,7" 24,3" 22,7

Аз-270 24,5" 16,6' 22,8" 21,3

Аз-367 26,6" 17,9" 24,0" 22,8

Аз-125 22,9" - - -

Аз-283 23,4" - - -

Аз-119 23,8" - - -

Аз-434 24,2" - - -

Аз-377 24,8" - - -

Аз-376 25,4" - - -

Аз-122 26,4" - - -

Аз-302 25,7" - - -

Аз-123 27,4" - - -

среднее 24,1 17,4 22,2 20,9

НСР05 0,47 0,40 0,38

Примечание: * - превышающие стандарт Орлус;

** - превышающие оба стандарта

Особенно следует отметить образцы Аз-130 и Аз-367, в семенах которых содержание белка наиболее резко колебалось по годам выращивания и, тем не

менее, они существенно превышали оба стандарта и отличались наиболее высоким средними показателями по'трем годам исследований. Возможно, это связано с тем, что оба образца были отобраны из одной гибридной популяции.

По содержанию белка в семенах существенно превышали оба стандарта на протяжении трех лег образцы Аз-130 и Аз-367, а стандарт Орлус - Орел, Аз-270, Аз-25 и А>26.

3.2. Изменчивость накопления водосолерастворимого белка и его фракций в процессе созревания семян

Наибольшей биологической ценностью в семенах гороха обладает водосолерастворимый белок. В этой связи выяснение закономерностей накопления и наследования запасного белка и его фракций представляет исключительный интерес в селекции гороха на улучшенный белковый состав.

Впервые проведено исследование накопления водосолерастворимого белка, его фракций и полипептидного состава гороха морфотипа хамелеон и их родительских форм в процессе созревания семян. Пробы семян отбирали на XI, начале и конце XII этапах органогенеза, что соответствует молочной, восковой и полной спелости семян (Ржанова Е.И., 1971).

Для семян всех образцов установлено количественное возрастание водосолерастворимого белка по мере их созревания (табл. 2).

В семенах гороха морфотипа хамелеон и мутанта Т. acacia белок накапливался более равномерно по сравнению со стандартами (Орловчанин и Орлус) и родительской формой Filby. В период между молочной и восковой спелостью семян накопление белка в них составило в среднем 4%; в период между восковой и полной - 2,5%. У стандартов и сорта Filby накопление белка в указанные фазы составило в среднем 3,5% и 1,3%, соответственно. Несмотря на различия в характере накопления белка, период между молочной и восковой спелостью семян отличался большей интенсивностью, чем период между восковой и полной спелостью.

Таблица 2 - Динамика накопления водосолерастворимого белка в созревающих семенах гороха (2003 г.)

Сортообразец Фаза созревания

молочная восковая полная

Орловчанин, ст. 15,5 19,1 20,5

Орлус, ст. 14,7 18,2 19,4

Орел 16,9 20,4 22,7

Аз-25 13,7 17,4 19,8

Аз-35 14,5 17,9 20,2

Аз-367 16,8 20,7 22,9

Filby 15,1 18,1 19,9

Т. acacia 20,9 24,7 27,8

HCPos 0,25 0,24 0,27

Наряду с увеличением количества белков, их компонентный состав также подвергается существенным фазоспецифическим изменениям (табл. 3).

Установлено, что динамика накопления компонентов белка, а также изменение их соотношения в зависимости от фазы созревания семян у исследованных образцов гороха различны (табл. 3).

Таблица 3 - Динамика накопления фракций водосолерастворимого белка в созревающих семенах гороха, % к сумме извлеченного (2003 г.)

Фаза спелости семян

Фракция молочная восковая полная

Орловчанин, ст.

Альбуминовая 65,8 50,8 46,3

Глобулиновая 34,2 49,2 53,7

Орлус, ст.

Альбуминовая 51,1 39,3 35,1

Глобулиновая 48,9 60,7 64,9

Орел

Альбуминовая 46,7 39,7 26,8

Глобулиновая 53,3 60,3 73,2

Аз-25

Альбуминовая 44,6 39,1 263

Глобулиновая 55,4 60,9 73,7

А>35

Альбуминовая 44,1 39,6 28,7

Глобулиновая 55,4 60,9 713

Аз-367

Альбуминовая 45,2 38,3 27,1

Глобулиновая 54,8 61,7 72,9

Filby

Альбуминовая 52,6 40,4 34,8

Глобулиновая 47,4 59,6 65,2

Т. acacia

Альбуминовая 45,1 39,3 34,2

Глобулиновая 54,9 60,7 65,8

В семенах молочной спелости сортов Орловчанин, Орлус и РИЬу выявлено преобладание альбуминовой фракции белка над глобулиновой. Семена сорта Орловчанин отличались более контрастным соотношением фракций белка. Содержание альбуминов в них составило 65,8%, а глобулинов - 34,2%. В семенах сортов Орлус и РПЬу содержание

альбуминов в среднем составило 50,7%, а глобулинов - 49,3%. В семенах образцов гороха морфотипа хамелеон и мутанта Т. acacia выявлена иная закономерность в распределении фракций водосолерастворимого белка. Содержание глобулинов в них несколько превышало содержание альбуминов и в среднем составило 55,0%, а альбуминов - 45,0%.

В семенах восковой спелости для всех изученных сортообразцов гороха установлено некоторое снижение содержания альбуминовой и возрастание глобулиновой фракции. Семена сорта Орловчанин отличались практически равноценным содержанием альбуминов и глобулинов, содержание которых составило 50,8% и 49,2%, соответственно. В семенах сорта Орлус, сортообразцов гороха морфотипа хамелеон и их родительских форм (Т. acacia и Filby) выявлено существенное преобладание глобулиновой фракции белка, содержание которой в \

среднем составило 60,7%. Среднее содержание альбуминовой фракции белка для указанных сортообразцов составило 39,3%.

В семенах полной спелости продолжалось возрастание глобулиновой фракции и, как следствие, уменьшение содержания альбуминовой у всех изученных сортообразцов гороха. Содержание альбуминов в семенах сортов Орловчанин, Орлус, Filby и мутанта Т. acacia, изменилось незначительно по сравнению с фазой восковой спелости. В семенах сорта Орловчанин содержание альбуминов и глобулинов составило 46,3 и 53,7%, соответственно. В семенах сортов Орлус, FHby и мутанта Т acacia содержание альбуминов в среднем составило 34,7%, а глобулинов 65,3%. В семенах гороха морфотипа хамелеон эти показатели составили 27,0 и 73,0%, соответственно. Исследование накопления компонентов водосолерастворимого белка в семенах различных форм гороха в процессе созревания установило, что семена мутанта Т acacia отличались равномерным накоплением глобулинов на всех этапах созревания; в семенах сортов Орловчанин, Орлус и Filby накопление глобулинов более интенсивно проходило в период между молочной и восковой спелостью; в семенах сортообразцов гороха морфотипа хамелеон оно проходило более интенсивно в период между восковой и полной спелостью семян. Содержание глобулиновой фракции в них превзошло стандарт Орловчанин в среднем на 19%, а стандарт Орлус - на 8%. Таким образом, в белке семян гороха морфотипа хамелеон полной спелости установлено значительное преобладание глобулиновой фракции, что согласуется с результатами исследования Н.В. Шелепиной (2000). Учитывая, что установлено высокое содержание суммы незаменимых аминокислот в глобулиновой фракции белка из семян гороха морфотипа хамелеон (Шелепина Н.В., 2000), можно сделать предположение о высокой ценности белка семян гороха указанного морфотипа по данному показателю. Кроме этого, установлено, что

фракционный состав белков в семенах гороха морфотипа хамелеон имеет больше сходства с материнской формой Т. acacia, чем отцовским сортом Filby Это свидетельствует о том, что в процессе селекции осуществлялся отбор генотипов с наследованием материнской формы.

Методом электрофореза водосолерастворимого белка семян гороха в различные фазы созревания охарактеризован их полипептидный состав (рис. 1).

'í.

<H» л *

Ф y» i» «e* f - ■ ^^ I, .Bill - '

ff 25

«7 § 2 Ä t I Д

Q. — O. O. Q

<0hb003

а) молочная спелость

í i5

.. _ _ a Q

< O H u. OO jí

б) восковая спелость

* Я л 5

о. ^ о.

О Н и. О

8 « О jí

в) полная спелость

Рис. 1. Электрофореграммы белка семян гороха в процессе созревания (2003г.).

Для количественного выражения и сравнения образцов со стандартами проведен компьютерный анализ белковых спектров в программе «Biotest-D». Критерием определения выраженности полипептидных зон является показатель условной величины -«светимость», который определяется изменением оптической плотности фотографических слоев (рис. 2). Степень различия от стандартов Орловчанин и Орлус определена статистическими методами и выражена в процентах (%). Подобный подход использовали К.К. Kumar и K.P. Parameswaran (1998) для оценки сортов проса итальянского. Представленный метод анализа электрофореграмм белков учитывает не только наличие или отсутствие полипептидных зон, но и концентрацию белка в них.

длима трека, мм (цена даламия - 0,1мм]

Орловчанин, ст. - 0%

Я Я 5 6 9 ?

длин« грма, им (мм делах их 0 1мм)

Орлус, ст. - 0%

"Я/йк-0,4%(1); 13,5%(2); 25,9%(3) " П1Ьу-0,5Щ\у, 13,1%(2); 19,7%(3)

'Г асас/а-0,5%(1); 12,2%(2); 29,2%(3) " Т. асша- Д3%(1); 14,7%(2); 27,9% (3)

Орел - 0,3%( 1); 13,9%(2); 35,3%(3) "Орел - 0,2%( 1); 12,5%(2); 20,1% (3)

Аз-367-0,3%(1); 15,2%(2); 48,9%(3) **Аз-367 - 0,5%(1); 13,9%(2); 37,5%(3)

Примечание: * - отличия от стандарта Орловчанин; ** - отличия от стандарта Орлус

Рис.2. Отличие спектров водосолерастворимой фракции из семян гороха от стандартов: Орловчанин (листочковый) и Орлус (безлисточковый).

Исследование полиморфизма водосолерастворимого белка семян молочной спелости выявило, что их отличия от стандартов Орловчанин и Орлус минимальны и составили от 0,2 до 0,5%. Столь незначительные различия относительно двух стандартов различных морфотипов позволяют говорить о единообразии всех исследованных образцов по данному признаку на этом этапе органогенеза.

Результат анализа полипептидов белка семян в восковую спелость установил более существенные различия, которые составили 12,2...15,2% от стандарта Орловчанин и 12,5. .14,7% от стандарта Орлус.

В семенах полной спелости выявлен значительный полиморфизм по компонентному составу водосолерастворимого белка. Так, отличия сортообразцов гороха морфотипа хамелеон и их родительских форм от стандарта Орловчанин составили 25,9.. .48,9%, от стандарта Орлус -19,7...37,5%.

Таким образом, установлено возрастание электрофоретической гетерогенности водосолерастворимого белка созревающих семян различных форм гороха в процессе органогенеза по отношению к обоим стандартам. Это свидетельствует о том, что наряду с увеличением количества белка происходят изменения в его компонентном составе. Полученные данные находят подтверждение в работе О.И. Гуриновича и соавторов (1978). Отсутствие проявления специфичности белка на ранних этапах развития семян указывает на эволюционное единство происхождения всех генотипов, а полиморфизм компонентов запасных белков из семян полной спелости - на дивергенцию признака на более поздних этапах развития. Исходя из этого, для решения вопросов генетики и селекции гороха следует использовать электрофорез белков из семян полной спелости, отличающиеся стабильностью компонентного состава запасных белков Стабильность компонентного состава семян полной спелости обусловлена тем, что они представляют собой фиксированную фазу он югенеза.

4. Исследование полипептидного состава запасных белков семян сортов и образцов гороха морфотипа хамелеон.

4.1. Идентификация сортов и образцов гороха морфотипа хамелеон по запасным белкам семян.

Одно из преимуществ электрофореза белка как метода сортовой идентификации - возможность уже по семени оценить генотип будущего растения. Анализ большого числа единичных семян позволяет составить представление о генетической структуре copra или популяции. При позерновом анализе электрофорез белка у самоопылителей выявляет две категории сортов: монотипные по данному белку и полигипные. Первые дают лишь один тип спектра маркерного белка и в силу генетической изоляции белковые биотипы таких сортов у строгих самоопылителей представляют собой гомозиготные линии. Политипные сорта состоят из двух и более белковых типов. Обычно у

политипных сортов определяющими являются 1...3 биотипа, на которые приходится 80-90% сорта. Они служат его главным критерием (Перуанский Ю.В., Абугалиева А.И., 1985; Конарев В.Г., 2001). Метод электрофореза полиморфных белков позволяет идентифицировать морфологически неразличимые биотипы, выделять их и исследовать по показателям хозяйственно ценных признаков и, исходя из полученных данных, использовать их в селекционном процессе (Бугрий О.В., 1989; Конарев В.Г., 2000).

Результаты электрофоретического разделения белков образцов гороха морфотипа хамелеон (сорт Орел и образцы Аз-25, Аз-26, Аз-35, Аз-99, Аз-130, Аз-270, Аз-367), их родительских форм (Filby и Т. acacia) и сортов, принятых за стандарт (Орловчанин и Орлус), позволили провести не только идентификацию и регистрацию по полипептидному составу семян, но и составить представление об их генетической структуре. Все исследованные сортообразцы оказались не идентичными по структуре полипептидных спектров, что отражает уровень и характер внутрисортового полиморфизма. При изучении 12 образцов гороха было выявлено 26 различных электрофоретических спектров. Наибольшие различия между сортами и образцами наблюдали преимущественно в трех зонах спектров: 3...12,55...66, 78...90.

Полипептидный состав белков семян гороха сорта Орловчанин и образцов Аз-25, Аз-26. Аз-367 и Аз-270 однороден по своему составу и характеризует каждый одним индивидуальным типом спектра. У сортов Орлус, Орел, Filby, мутанта T. acacia и образцов Аз-35, Аз-130 и Аз-99 выявили по 4, 3, 3, 3, 2, 2 и 4 близких друг к другу типов спектра, соответственно. Различия между спектрами в пределах одного образца, как правило, незначительны и выражались в наличии или отсутствии некоторых компонентов.

В результате анализа полипептидных спектров семян гороха сорта Орлус выявлено четыре близких типа спектров, обозначенных как I, II, III и IV, с частотой встречаемости (ЧВ) 13, 13, 33, 41% от общего числа, различающихся по 1-2 позициям (табл. 4).

Таблица 4 - Полипептидный состав белков семян гороха сорта Орлус (2001...2002 гг.)

№ Состав и интенсивность ок рашивания полипептидов, балл

10 11 13 15 18 19 22 24 26 28 29 33 34 38 40 41 42 43 45

1 2 2 1 3 2 2 2 1 1 3 2 2 2 2 1 2 1 1 2

II 2 2 I 3 2 2 2 1 1 3 2 2 2 2 1 2 1 1 2

111 2 2 1 3 2 2 2 1 1 3 2 2 2 2 1 2 1 1 2

IV 2 2 1 3 2 2 2 1 1 3 2 2 2 2 1 2 1 1 2

47 48 49 53 54 55 57 59 67 68 70 71 73 76 77 79 82 ЧВ,%

2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 1 2 2 2 13

2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 1 2 2 2 13

2 2 2 2 2 1 1 1 I 1 2 2 1 2 2 2 33

2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 1 2 2 2 41

В типе спектра I (ЧВ=13%) выявлены все характерные для сорта позиции полипептидов. В типе спектра II (ЧВ=13%) отмечено отсутствие 55-ой позиции. Третий тип спектра (ЧВ=33%) отличается от первого наличием 55-ой позиции и отсутствием 47-ой. В основном по частоте встречаемости полипептидном спектре IV (41%) отсутствуют как 47-ая, так и 55-ая позиции. Таким образом, в состав белков сорта Орлус входит четыре биотипа. Определяющими являются два биотипа, на долю которых приходится 74% спектров.

Семена гороха сорта Орловчанин отличались единообразием изученного признака, т.е. имели один тип белкового спектра без изменений в наборе компонентов, что определяет его как монотипный и константный (табл. 5).

Таблица 5 - Полипептидный состав белков семян гороха сорта Орловчанин (2001...2002 гг.)

Состав и интенсивность окрашивания полипептидов, балл

9 10 11 15 18 22 25 27 30 32 33 37 39

2 2 2 1 3 1 1 2 2 2 2 3 2

Продолжение таблицы

40 42 45 49 53 56 61 68 70 75 80 82 ЧВ,%

2 2 3 2 2 2 3 2 2 2 2 2 100

Результат анализа зарегистрированных полипептидов семян гороха сорта Filby выявил три типа белкового спектра, на долю которых приходится 72, 14, 14% от общего их числа (табл. 6). В основном по частоте встречаемости в спектре I, составляющем 72%, отсутствуют два компонента - 46 и 54, в типе спектра II (ЧВ=14%) эти компоненты присутствуют, но нет 60, 62, 64 и 66 компонентов, в III типе спектра (ЧВ=14%) присутствует 46, но отсутствуют 60, 62, 64 и 66 компоненты. Поскольку спектры полипептидов семян сорта Filby репродукций 2001 и 2002 годов были стабильными по составу и соотношению, он является политипным и константным по данному признаку. Определяющим для сорта Filby является I тип полипептидного спектра, на долю которого приходится 72% от общего их числа.

Таблица 6 - Полипептидный состав белков семян гороха сорта Filby (2001...2002 гг.)

№ Состав и интенсивность окрашивания полипептидов, балл

4 6 7 9 10 12 14 16 17 18 19 20 22 23 24 26 28 29 31 33

I 1 1 1 2 3 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 3 2 2 2 2

II 1 1 1 2 3 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 3 2 2 2 2

Ш 1 1 1 2 3 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 3 2 2 2 2

Продолжение таблицы

34 36 38 39 42 44 45 46 50 51 53 54 60 62 64 66 76 78 ЧВ,%

2 2 2 1 3 1 2 3 2 2 2 3 2 1 2 2 72

2 2 2 1 3 1 2 1 3 2 2 2 2 2 14

2 2 2 1 3 1 2 1 3 2 2 2 2 14

Состав полипептидов белков семян гороха мутанта Т. acacia представлен тремя типами белкового спектра, обозначенных как I, II, III и составляющих 28, 44 и 27% от общего их числа (табл. 7). Тип спектра I (ЧВ=28%) представлен всеми характерными для мутанта позициями, а в основном по частоте встречаемости (ЧВ=44%) типе полипептидного спектра II отмечено отсутствие позиций 25 и 32, в типе же спектра III (ЧВ=27%) отсутствуют 25 и 33 позиции, и появляется зона 32. На долю двух определяющих биотипов приходится 72%.

Таблица 7 - Полипептидный состав белков семян мутанта Т. acacia (2001. ..2002 гг.)

№ Состав и интенсивность окрашивания полипептидов, балл

3 6 7 9 10 13 16 18 23 25 27 28 30 31 31 33 34

I 1 1 1 2 2 1 3 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2

II 1 1 1 2 2 1 3 1 2 2 2 2 2 2 2

III 1 1 1 2 2 1 3 1 2 2 2 2 2 2 2

Продолжение таблицы

35 36 38 42 45 49 54 56 59 68 70 72 73 76 79 82 85 ЧВ,%

1 2 2 3 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 2 2 1 28

1 2 2 3 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 2 2 1 44

1 2 2 3 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 2 2 1 27

Результаты электрофоретического разделения белков семян сорта Орел показали в его составе три типа спектров, различающихся только по двум белковым позициям (табл. 8). Таким образом, сорт Орел состоит из трех очень близких биотопов. Частота встречаемости каждого типа спектра составила 50, 37 и 13% от общего их числа В основном типе спектра I (ЧВ=50%) отсутствует компонент 12, в типе спектра II (ЧВ=37%) отсутствуют два компонента - 12 и 44, в типе спектра III (ЧВ=13%) присутствует компонент 12, но исчезает - 44.

Поскольку белковые спектры семян репродукций 2001 и 2002 годов оказались стабильными по составу и соотношению, сорт Орел является политипным и константным. При использовании метода электрофореза белков для определения сортовой принадлежности и оригинальности семян определяющими следует считать два биотипа, на долю которых приходится 87% ЧВ.

Таблица 8 - Полипептидный составг белков семян гороха сорта Орел (2001. ..2002 гг.)

№ Состав и интенсивность окрашивания полипептидов, балл

9 10 12 15 18 21 24 26 28 30 33 35 36 37

I 2 2 3 2 2 2 3 2 2 3 2 2 2

и 2 2 3 2 2 2 3 2 2 3 2 2 2

III 2 2 2 3 2 2 2 3 2 2 3 2 2 2

Продолжение таблицы

40 43 44 47 50 52 54 58 60 65 67 69 72 ЧВ,%

3 2 2 2 2 1 1 3 2 2 2 2 1 50

3 2 2 2 1 1 3 2 2 2 2 1 37

3 2 2 2 1 1 3 2 2 2 2 1 13

У образцов Аз-35 и Аз-99 была установлена политипносгь и константность по полипегггидному составу белка семян. У семян образца Аз-35 выявлено два типа спектров, на долю которых приходится по 50% от общего числа, различающихся по двум компонентам. Таким образом, Аз-35 состоит из двух равноценных биотипов. При анализе состава полипептидов семян образца Аз-99 выявили четыре близких типа спектров, составляющих 22, 39, 9, 30% от общего числа, различающихся по наличию или отсутствию 1-2 позиций.

Следовательно, при отборе селекционного материала не удалось создать линию. В то же время, константность набора компонентов в полипептидных спектрах белка семян указывает на генетическую стабильность исследованных образцов.

По результатам анализа семян гороха образца Аз-26 9-ой и 10-ой репродукций было установлено, что по составу и набору компонентов в полипептидном спектре он является монотипным и константным (табл. 9). В данном случае селекционерам удалось отобрать гомозиготную линию со стабильной генетической структурой.

Таблица 9 - Полипепгидный состав белков семян образца Аз-26 (2001...2002 гг.)

Состав и интенсивность окрашивания полипептидов, балл

9 10 13 16 19 23 25 26 28 30 33 34 35 36 37 38

2 2 1 3 2 2 2 3 2 2 2 2 1 2 1 2

Продолжение таблицы

40 45 48 50 53 58 59 63 72 74 75 76 81 84 88 ЧВ,%

2 2 2 3 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 100

У образца Аз-25 исследовали семена 7 и 8 репродукций. Результаты электрофоретического разделения белков семян обеих репродукций установили, что образец является монотипным и константным, т. е. представляет собой гомозиготную линию.

Исследованием полипептидного состава белков семян 6-ой и 7-ой репродукций показано, что образец Аз-130 является политипным и не константным по данному признаку (табл. 10).

Таблица 10 - Полипептидный состав белков семян образца Аз-130 (2001...2002 гг.)

№ Состав и интенсивность окрашивания полипептидов, балл

9 10 11 15 18 19 22 24 25 26 27 28 30 31 33 35

I 2 2 3 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 2 2

II 2 2 2 3 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 2 2

Продолжение таблицы

36 39 42 46 51 52 55 63 65 66 68 73 77 ЧВ,%

2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 56

2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 44

Примечание: полужирным шрифтом выделены нестабильные позиции спектра

У семян обеих репродукций выявлено два типа спектров, на долю которых приходится 44 и 56%, различающихся только по 11 -ой позиции. Таким образом, Аз-130 состоит из двух очень близких и практически равноценных биотипов. Вместе с этим, в семенах 7-ой репродукции обнаружены изменения в компонентном наборе полипептидов. Отсутствуют две позиции спектра: 35-ой и 36-ой, причем в обоих биотипах. Из полученных данных следует, что генетическая структура образца Аз-130 не однородна и не стабильна.

В виду того, что образец Аз-367 был получен индивидуальным отбором из Аз-130 в 1999 году, анализировали семена 6 и 7 репродукций. Проведенные исследования полипептидного состава белка семян этих репродукций установили, что Аз-367 является монотипным по данному признаку, т. е. представляет собой гомозиготную линию (табл. 11). Однако семена 6-ой и 7-ой репродукций не отличались единообразием по данному признаку. Были выявлены изменения в составе полипептидных спектров семян 7-ой репродукции. В составе белкового спектра семян указанной репродукции образца Аз-367 отсутствуют 4 позиции: 26, 34, 40 и 55.

Таким образом, несмотря на то, что удалось отобрать линию, ее генетическая структура оказалась нестабильной.

Таблица 11 - Полипептидный состав белков семян образца Аз-367 (2001...2002 гг.)

Состав и интенсивность окрашивания полипептидов, балл

9 10 11 15 17 21 24 25 26 27 30 32 34 36 38

2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 1 2 2 2 1

Продолжение таблицы

40 42 45 50 51 53 55 63 65 68 71 72 76 78 |ЧВ,%

2 3 1 2 3 2 2 1 2 1 2 2 2 2 100

Примечание: полужирным шрифтом выделены нестабильные позиции спектра

У образца Аз-270 исследовали семена 3 и 4 репродукций. Результаты анализа семян обеих репродукций выявили один тип белкового спектра, что указывает на гомозиготность данного образца. Вместе с этим, обнаружили изменения в наборе компонентов полипептидного спектра 4-ой репродукции. Там отсутствуют 3 позиции: 25, 36 и 54. Из полученных данных следует, что генетическая структура образца Аз-270 однородна, но не стабильна.

Таким образом, применение метода электрофореза белков позволяет осуществлять оценку генотипического состава морфологически неразличимых образцов, следовательно, выявить в них наличие двух и более биотипов. В целом, экспериментальные данные показывают возможность применения метода для разделения политипных по белковому спектру образцов гороха морфотипа хамелеон на отдельные биотипы. В дальнейшем возможно выявление связи белковых маркеров выделенных биотипов с хозяйственно ценными признаками, что позволит интенсифицировать селекционный процесс.

Вместе с тем, отмеченное проявление нестабильности в полипептидном составе запасных белков селекционных образцов Аз-130 и Аз-367, по всей видимости, связано с засушливыми условиями 2002 года. Как известно, в ответ на воздействие экстремальных факторов у растений изменяется экспрессия генов с образованием новых классов белков и подавлением синтеза некоторых белков, свойственных тканям в нормальном состоянии (Конарев В.Г., 1993). Возможно, отсутствие некоторых компонентов в составе полипептидных спектров этих образцов свидетельствует о проявлении адаптивных свойств гороха к засушливым условиям выращивания.

На основании проведенных исследований составлен каталог белковых формул сортов гороха, который может быть использован как

элемент паспортной базы данных, позволяющий проводить идентификацию и осуществлять контроль сортовой чистоты, а так же решать арбитражные споры.

4.2. Взаимосвязь полипептидного состава с накоплением запасного белка в семенах гороха

Исследование семян гороха урожая 2001 и 2002 гг., показал значительные колебания в содержании белка и изменении его полипептидного состава у некоторых селекционных образцов, в связи с чем, было проведено сопоставление полученных данных (табл. 12).

Таблица 12 - Сопоставление данных электрофоретического анализа и содержания сырого протеина в семенах гороха (2003г.)

Сортообразец Содержание сырого протеина, % Характеристика белковых спектров

2001 2002

Орловчанин, ст. 22,6 17,2 константный

Орлус, ст. 20,3 16,1 константный

Орел 22,2 16,9 константный

Аз-26 21,9 17,7 константный

Аз-130 25,2 18,7 неконстантный

Аз-367 26,6 17,9 неконстантный

На основании изучения спектров запасных белков семян сортов Орловчанин, Орлус, Орел и образца Аз-26 было установлено, что они являются константными. В семенах гороха сорта Орел и Аз-26 содержание белка в 2002г. по сравнению с 2001г снизилось на 5,3 и 4,2%, соответственно, что не превышаем таковой показатель у стандартов. Образцы Аз-130 и Аз-367 являются неконстантными. В полипептидных спектрах белков семян образца Аз-130 выявлены две нестабильные позиции: 35 и 36 (табл. 10). В белковом спектре образца Аз-367 выявлены четыре нестабильные позиции: 26, 36, 40 и 55 (табл. 11). В семенах Аз-130 и Аз-367 содержание белка снизилось на 6,5 и 8,7% соответственно, что превышает этот показатель у стандарта Орловчанин на 1,1 и 3,3 %, а у стандарта Орлус на 2,3 и 4,5%, соответственно. Полученные данные свидетельствуют о том, что засушливые условия выращивания 2002г. в различной степени повлияли на изменение в экспрессии генов.

Таким образом, установлено, что в семенах образцов гороха с константным полипептидным спектром содержание белка в зависимости от условий года меньше подвержено колебаниям, чем в семенах образцов с неконстантным компонентным составом запасных белков.

ВЫВОДЫ

1. Скрининг 69 образцов гороха морфотипа хамелеон на содержание сырого протеина в семенах показал, что при благоприятных погодных условиях выращивания 47 из них существенно превышали стандарты Орлус и Орловчанин по данному показателю. Содержание белка в их семенах составило от 23,1 до 27,4%.

2. Выделены селекционные образцы гороха морфотипа хамелеон Аз-130 и Аз-367, существенно превышающие по содержанию белка в семенах стандарты Орловчанин и Орлус.

3. Определены характерные особенности накопления компонентов водосолерастворимого белка в семенах различных форм гороха в процессе созревания: семена мутанта Т. acacia отличались равномерным накоплением глобулинов на всех этапах созревания; в семенах сортов Орловчанин, Орлус и Filby накопление глобулинов более интенсивно проходило в период между молочной и восковой спелостью; в семенах сортообразцов гороха морфотипа хамелеон оно проходило более интенсивно в период между восковой и полной спелостью семян.

4. Установлено, что фракционный состав белков в семенах гороха морфотипа хамелеон имеет больше сходства с материнской формой Т. acacia чем отцовским сортом Filby и характеризуется количественным преобладанием глобулиновой фракции белка на всех этапах созревания.

5. Выявлен значительный полиморфизм по компонентному составу водосолераствориримого белка из семян полной спелости различных форм гороха, что указывает на дивергенцию признака на заключительном этапе органогенеза.

6. По результатам анализа компонентного состава запасных белков семян гороха выделены среди них монотипные константные: Аз-25 и Аз-26; монотипные неконстантные: Аз-270 и Аз-367; политипные константные: сорт Орел, Аз-35 и Аз-99; политипный неконстантный: Аз-130, что позволило охарактеризовать генотипический состав и генетическую структуру указанных сортообразцов по данному признаку.

7. Составленный каталог белковых формул исследованных сортообразцов гороха может служить одним их элементов паспортной базы данных, которая позволит контролировать константность и чистоту исследованных сортообразцов гороха на всех этапах селекционного процесса, а также устанавливать авторство.

8. Выявленная взаимосвязь между накоплением белка в семенах гороха и изменениями в его полипептидном составе, позволила установить, что у образцов с константным полипептидным спектром содержание белка в зависимости от условий года меньше подвержены колебаниям, чем у образцов с неконстантным полипептидным составом.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Электронный каталог белковых формул сортов гороха рекомендуется использовать, как элемент паспортной базы данных, позволяющий идентифицировать, систематизировать коллекционный материал, осуществлять контроль сортовой чистоты и решать арбитражные споры при установлении авторских прав.

2. Рекомендуется применение метода электрофореза запасных белков для идентификации биотипов в морфологически неразличимых селекционных образцах, выделения и изучения их по показателям хозяйственно ценных признаков и, исходя из полученных данных, использовать их в селекционном процессе.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Корниенко H.H. Паспортизация сортов гороха по белковым формулам / H.H. Корниенко, Н.Е. Павловская, А.Н. Зеленов // V съезд общества физиологов растений России: междунар. конф. "Физиология растений основа фитобиотехнологии": тезисы докл., 15-21 сент., 2003 г., Пенза. - Пенза, 2003. - С. 512 / Пензенский ГПУ им. В.Г. Белинского.

2. Корниенко H.H. Идентификация сортов и линий гороха морфотипа хамелеон и определение степени внутрисортового полиморфизма / H.H. Корниенко // Современные проблемы генетики биотехнологии и селекции растений: тезисы 2-й Междунар. конф., 19-23 мая, 2003г., Харьков. - Харьков, ИР им. В.Я. Юрьева. - 2003. - С. 163-164.

3. Корниенко H.H. Содержание сырого протеина в семенах гороха морфотипа хамелеон в зависимости от метеоусловтй /H.H. Корниенко // Биологические основы современной агрономии: сб. матер, н.-практ. конф. - Орел: ОрелГАУ, 2004. - С. 83-84.

4. Корниенко H.H. Паспортизация и регистрация генофонда на примере гороха морфотипа хамелеон / H.H. Корниенко // Биологические основы современной агрономии: сб. матер, н.-практ. конф. - Орел: ОрелГАУ, 2004. - С. 96-99.

5. Корниенко H.H. Взаимосвязь полиморфизма запасных белков с их содержанием в семенах гороха / H.H. Корниеко // Научные основы повышения эффективности сельскохозяйственного производства: сб. матер, н.-практ. конф. - Орел: ОрелГАУ, 2005. - С. 136-141.

6. Гагарина И.Н. Использование белковых маркеров в сортовой идентификации бобовых / И.Н. Гагарина, H.H. Корниенко // Научные основы повышения эффективности сельскохозяйственного производства: сб. матер, н.-практ. конф. - Орел: ОрелГАУ, 2005. - С. 113-116.

7. Корниенко H.H. Идентификация различных морфотипов гороха по запасным белкам семян / H.H. Корниенко, Н.Е. Павловская, А.Н.

Зеленое // Физиологические аспекты продуктивности растений : матер, н.-метод. конф,- Орел, Орлик, 2004. - 4.1. - С. 239-242.

8. Корниенко H.H. Изменчиврсть фракционного состава водосолерастворимого белка семян гороха морфотипа хамелеон / H.H. Корниенко // Организация и регуляция физиолого-биохимическихпроцессов: межрегион, науч. сб. - Воронеж, ВГУ. - Вып. 8. - С. 93-99.

9. Корниенко H.H. Использование электрофореза полиморфных белков в селекционном процессе гороха морфотипа хамелеон / H.H. Корниенко // Организация и регуляция физиолого-биохимическихпроцессов: межрегион, науч. сб. - Воронеж, ВГУ. - Вып. 8. -С. 100-108.

А£££&

»-7225

' / > 1

Издательство ОрелГАУ, 2006, Орел, Бульвар Победы, 19. Заказ 12/1. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Корниенко, Надежда Николаевна

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Создание, морфобиологические особенности и селекционная 7 ценность гороха морфотипа хамелеон

1.2. Биохимические особенности белкового комплекса семян 12 гороха

1.4. Белковые маркеры в селекции, семеноводстве, систематике и 23 паспортизации растений

1.5. Перспективы использования белковых маркеров в селекции 33 гороха

II. МЕСТО, УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ 37 ИССЛЕДОВАНИЙ

III. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ БЕЛКОВОГО КОМПЛЕКСА 51 СЕМЯН ГОРОХА МОРФОТИПА ХАМЕЛЕОН

3.1. Исследование изменчивости содержания сырого протеина в 51 семенах гороха морфотипа хамелеон

3.2. Изменчивость водосолерастворимого белка и его фракций 56 семян гороха в процессе созревания

IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИПЕПТИДНОГО СОСТАВА ЗАПАСНЫХ 74 БЕЛКОВ СЕМЯН РАЙОНИРОВАННЫХ СОРТОВ И ОБРАЗЦОВ ГОРОХА МОРФОТИПА ХАМЕЛЕОН

4.1. Идентификация районированных сортов и образцов гороха 75 морфотипа хамелеон по запасным белкам семян

4.2. Взаимосвязь полипептидного состава с накоплением запасного 105 белка семян гороха

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Идентификация сортообразцов гороха морфотипа хамелеон и определение степени внутрисортового полиморфизма по запасным белкам семян"

Актуальность темы. Зерно гороха является богатейшим источником растительного белка, в котором содержатся все незаменимые аминокислоты необходимые для нормальной жизнедеятельности животного организма. Селекционерами создан ряд новых форм гороха, приспособленных для современного сельскохозяйственного производства, которые отличаются устойчивостью к полеганию, равномерным созреванием и высоким потенциалом семенной и биологической продуктивности. Однако задачи повышения продуктивности сортов и улучшения качества белка остаются по-прежнему актуальными.

В настоящее время, среди форм гороха с видоизмененными листьями гетерофильная представляет немалый интерес. Оригинальная форма гороха хамелеон создана во ВНИИЗБК в 1989 году в результате скрещивания двух генетически контрастных образцов - мутанта Tendrilled acacia или «усиковая акация» (ген tac) с безлисточковым сортом Filby, имеющим усатые листья (ген af) и редуцированные прилистники. Форма гороха хамелеон отличается ярусной гетероморфностью листьев: листья усатого типа в средней зоне растения и обычного или усато-листочкового типов в прикорневой и генеративной (Зеленов А.Н., 1991). Растения гороха морфотипа хамелеон обладают повышенными биологическими возможностями продукционного процесса, которые обусловлены формированием более мощной листовой поверхности, более высоким содержанием хлорофилла во всех хлорофиллсодержащих органах и улучшенными параметрами корневой системы по сравнению с сортами гороха листочкового и безлисточкового морфотипов (Зеленов А.Н. и др., 2000; Зеленов А.Н. и др., 2002). По содержанию белка в семенах большинство образцов гороха морфотипа хамелеон превосходит листочковые и безлисточковые сорта в среднем на 1,3.3,0% (Шелепина Н.В. и др., 1998). Исходя из установленных биологических особенностей, оригинальная форма гороха была признана селекционно-значимой. Однако биохимические особенности запасных белков семян этой формы изучены недостаточно, а закономерности их накопления вообще не исследовались. Поскольку, пищевые и кормовые достоинства семян гороха зависят от соотношения альбуминов и глобулинов в водосолерастворимой фракции белка, установление динамики их накопления в процессе созревания семян и характера наследования у нового морфотипа гороха является весьма актуальным.

Одним из эффективных методов молекулярно-биологичиских исследований, разработанных для использования в сортоиспытании, селекции, семеноводстве и семенном контроле является метод белковых маркеров. Полиморфизм запасных белков семян обусловлен аллельной изменчивостью и наилучшим образом раскрывается электрофорезом (Конарев В.Г., 2000). Эта кодоминантная система дает возможность работать с отдельными семенами, т. е. различать генотипы, идентифицировать сорта, биотипы и линии, осуществлять оценку генетической структуры на однородность и стабильность (Созинов A.A., 1985; Конарев В.Г., 2001). Таким образом, исследование полиморфизма запасных белков семян позволит создать паспортную базу данных, а также интенсифицировать селекционный процесс гороха морфотипа хамелеон.

Цель и задачи исследований.

Цель работы - определение особенностей накопления запасных белков семян гороха морфотипа хамелеон в процессе созревания и использование их полиморфизма для идентификации сортов и селекционных образцов.

Для этого решались следующие задачи:

- провести оценку семян гороха морфотипа хамелеон на содержание белка;

- изучить характер накопления белка в зависимости от метеорологических условий года выращивания;

- исследовать процесс накопления водосолерастворимого белка и его фракций в процессе созревания семян;

- провести идентификацию и регистрацию выделенных образцов по запасным белкам семян;

- установить взаимосвязь полипептидного состава запасных белков семян гороха с накоплением белка;

Научная новизна работы. Установлена закономерность накопления водосолерастворимого белка и его фракций в семенах гороха морфотипа хамелеон в процессе созревания. Выявлен полиморфизм полипептидного состава водосолерастворимой фракции запасных белков в созревающих семенах различных форм гороха. Впервые проведена идентификация, дана характеристика генотипического состава и генетической структуры сортообразцов гороха по запасным белкам семян. Установлено, что засушливые условия в период вегетации влияют на изменения в полипептидном составе запасных белков некоторых образцов гороха морфотипа хамелеон, и, как следствие, отражаются на процессах накопления белка в семенах.

Практическая значимость работы. Выделен ценный селекционный материал с повышенным содержанием белка в семенах. Установлено, в селекции гороха следует использовать запасные белки только из зрелых семян со стабильным полипептидным составом. Составлен электронный каталог белковых формул селекционных образцов гороха морфотипа хамелеон, их родительских форм, и стандартных широко распространенных сортов Орловчанин и Орлус. Показана возможность использования метода электрофореза запасных белков в селекции гороха морфотипа хамелеон.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на V съезде общества физиологов растений России и на международной конференции «Физиология растений - основа фитобиотехнологии» (Пенза, 2003), на II международной конференции молодых ученых «Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений» (Харьков, 2003), на научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Биологические основы современной агрономии» (Орел, 2004), на научно-методической конференции «Физиологические аспекты продуктивности растений» (Орел, 2004).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах и состоит из введения, 4 глав, выводов и практических рекомендаций, списка литературы, включающего 200 наименований, в том числе 63 на иностранных языках. Диссертация иллюстрирована 27 таблицами и 12 рисунками. Приложений - 6.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Корниенко, Надежда Николаевна

выводы

1. Скрининг 69 образцов гороха морфотипа хамелеон на содержание сырого протеина в семенах показал, что при благоприятных погодных условиях выращивания 47 селекционных образцов существенно превышали стандарты Орлус и Орловчанин по данному показателю. Содержание белка в их семенах составило от 23,1 до 27,4%.

8. Выявленная взаимосвязь между накоплением запасного белка в семенах гороха и изменений в его полипептидном составе, позволила установить, что у образцов с константным полипептидным спектром содержание белка в зависимости от условий года меньше подвержены колебаниям, чем у образцов с неконстантным полипептидным составом.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Корниенко, Надежда Николаевна, Орел

1. Алпатьева Н.В. Анализ биотипного состава староместных сортов мягкой пшеницы из коллекции ВИР в процессе хранения и репродукции / Н.В. Алпатьева, Н.К. Губарева // Аграрная Россия. -2002. -№3.~ С. 28-30.

2. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М. : Наука, 1988.-328 с.

3. Амелин A.B. Физиологические свойства и хозяйственная ценность семян у нетрадиционного морфотипа гороха хамелеон / A.B. Амелин, А.Н. Зеленов // Продукционный процесс сельскохозяйственных культур. Орел, 2001. -Ч. 3. - С. 60-62.

4. Амелин В.А. Обоснование основных параметров модели зернового сорта гороха для южных районов Нечерноземной зоны РСФСР : 06.01.05 «Селекция и семеноводство» : автореф. дис. канд. с.-х. наук / A.B. Амелин ; ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса. М., 1990. - 16с.

5. Аминокислотный состав глобулинов различных сортов и форм гороха / О.С. Королева и др. // Весц1 АН БССР. Сер. б1ял. навук. -1991.-№ 6.-С. 103-106.

6. Анализ генетической стабильности образцов коллекции мягкой пшеницы в процессе многолетнего поддержания путем многократных репродукций / A.B. Конарев и др. // Аграрная Россия. 2004. - № 3. -С. 30-33.

7. Анализ полиморфизма по спектрам секалина в процессе становления сорта озимой ржи Ильмень / Т.И. Пенева и др.. // С.-х. биология. -1998-№ 1.-С. 55-62.

8. Анализ родословных сортов мягкой пшеницы на основе изучения полиморфизма альфа-амилазы / H.H. Илличевский, и др. // Генетика. 1995.-Т. 31, № 12.-С. 1650-1654.

9. Антонова Г.А. Селекция гороха на повышенное содержание белка / Г.А. Антонова // Совершенствование технологии сельскохозяйственного производства : сб. тр. / НИИИСХ ЦРНЗ. -1974.-Вып. 32.-С. 65-70.

10. Бадина В.Г. Возделывание бобовых культур и погода / В.Г. Бадина. -JI. : Гидрометиоиздат, 1974. 242 с.

11. Барнаков Н.В. Научные основы семеноводства зерновых культур / Н.В. Барнаков. Новосибирск : Наука, 1982. - 322 с.

12. Бебякин В.М. Блоки компонентов глиадина, качество зерна и продуктивность растений яровой твердой пшеницы / В.М. Бебякин, H.A. Гошицкая // С.-х. биология. 1984. -№ 7. - С. 18-23.

13. Белки семян как маркеры в решении проблем генетических ресурсов растений, селекции и семеноводства / A.B. Конарев и др. // Цитология и генетика. 2000. - Т. 34, № 2. - С. 91-104.

14. Белковый комплекс зернобобовых культур и пути повышения его качества / Н.Е. Павловская и др.. Орел : ОрелГАУ, 2003. - 216 с.

15. Бенкен И.И. О содержании лизина и триптофана в семенах гороха / И.И. Бенкен, В.В. Воскресенская // Биохимические исследования культурных растений : тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции / ВНИИ растениеводства. 1976. - Т. 56, вып. 3. -С. 74-77.

16. Бриггс Ф. Научные основы селекции растений / Ф. Бриггс, П. Ноулс. -М. : Колос, 1972.-398с.

17. Бурдун A.M. Модификационная изменчивость количества белка в семенах гороха / A.M. Бурдун // Вопросы биологии культурных растений и сельскохозяйственных животных : материалы конф. молодых ученых / Кубан. СХИ. Краснодар, 1968. - С. 31-32.

18. Вавилов П.П. Бобовые культуры и проблема растительного белка. / П.П. Вавилов, Г.С. Посыпанов. М. : Россельхозиздат, 1983. - 256 с.

19. Вайнтрауб И.А. Об аминокислотном составе глобулиновых компонентов семян бобовых / И.А Вайнтрауб, B.C. Шварц // Труды по химии природных соединений / Кишиневский ГУ. Кишинев, 1969. -Вып. 8.-С. 52-57.

20. Вербицкий М.Н. Селекция гороха в условиях Северного Кавказа : монография / М.Н. Вербицкий. Ростов-на-Дону : РАСХН. НПО «Дон», 1992.-258 с.

21. Володин В.И. Белки как маркеры хозяйственно ценных признаков зернобобовых культур / В.И. Володин // Селекция, семеноводство и технология возделывания зернобобовых культур: сб. науч. тр. / ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. Орел, 1985. - С. 12-16.

22. Володин В.И. Изменчивость и аминокислотный состав белковых фракций гороха / В.И. Володин, Р.Ф. Черненькая, H.H. Зеленская // Науч.-техн. бюл. / ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. 1983. -№30.-С. 13-15.

23. Гаврилюк И.П. Белки семян бобовых их состав и специфичность / И.П. Гаврилюк, Т.Б. Сатбилдина // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции / ВНИИ растениеводства 1973. - Т. 52, вып.1. -С. 15-19.

24. Гаврилюк И.П. Запасные белки в сортовой идентификации двудольных растений / И.П. Гаврилюк. // Тезисы докладов III Международного симпозиума ИСТА. JL, 1987. - С. 15.

25. Гаврилюк И.П. Иммунохимические исследования белков гороха : 093 «Биологическая химия» : автореф. дис. канд. биол. наук / И.П.Гаврилюк ; Уфимский ГУ. Уфа, 1966. - 16 с.

26. Гайденкова Н.В. Идентификация и регистрация пшениц Крымок по спектрам глиадина / Н.В. Гайденкова // Бюл. / ВНИИ растениеводства. 1986.-Вып. 165.-С. 7-9.

27. Геногеография и закономерности распределения аллельных вариантов в трех гордеинкодирующих локусах ярового ячменя на территории бывшего СССР / A.A. Поморцев и др. // Генетика. -1994.-Т. 30, №6.-С. 806-815.

28. Географический фактор изменчивости содержания протеина в семенах разных сортов гороха / А.Ф. Путинцев, и др. // Бюл. НТИ / ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. 1978. -№ 18. - С. 54-56.

29. Гнетиева JI.H. Урожай и качество зерна гороха в зависимости от доз и соотношений минеральных удобрений в севообороте / JI.H. Гнетиева // Бюл. НТИ / ВНИИ зернобобовых культур. 1975. - № 10. - С. 6266.

30. Губарева Н.К. К вопросу об использовании белковых маркеров в оценке морозостойкости озимой мягкой пшеницы / Н.К. Губарева, Н.В. Алпатьева// Аграрная Россия. 2002. -№ 3. - С. 31-34.

31. Губарева Н.К. Сортовая идентификация и регистрациягенофонда мягкой пшеницы / Н.К. Губарева, Н.В. Гайденкова // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции / ВНИИ растениеводства. 1987.-Т. 114.-С. 14-24.

32. Гуринович О.И. Белки семян фасоли в процессе созревания / О.И. Гуринович, С.А. Гоник, В.И. Володин // Бюл. НТИ / ВНИИ зернобобовых культур. 1978. -№ 21. - С. 28-33.

33. Доспехов Б.Ф. Методика полевого опыта / Б.Ф. Доспехов. М. : Агропромиздат, 1995. - 352 с.

34. Зеленов А.Н. Оригинальный мутант гороха / А.Н. Зеленов // Селекция и семеноводство. 1991. - № 2 - С. 33-34.

35. Зеленов А.Н. Основные принципы селекции гороха на высокую урожайность семян в условиях Центральной России / А.Н. Зеленов // Докл. ТСХА.- 1995.-Вып. 266. С. 92-100.

36. Зеленов А.Н. Перспективы использования новой селекционной формы гороха хамелеон / А.Н. Зеленов, A.B. Амелин, Н.Е. Новикова // Докл. РАСХН. 2000. - № 4. - С. 15-17.

37. Зеленская H.H. Аминокислотный состав белков семян зернобобовых как фактор управления качеством кормов / H.H. Зеленская // Молодые ученые и специалисты в области по сельскому хозяйству Нечерноземья : тез. докл. науч.-практ. конф. Орел, 1978. - С. 61-68.

38. Зеленская H.H. Аминокислотный состав вицилинов и легуминов семян гороха / H.H. Зеленская // Биохимия в решении проблем сельскохозяйственного производства : тез. докл. биохим. конф. -Орел, 1981.-С. 30-31.

39. Идентификация сортов и регистрация генофонда культурных растений по белкам семян / В.Г. Конарев и др. ; под ред. В.Г. Конарева. СПб.: ВИР, 2000. - 186 с.

40. Исследование коллекции вида пшеницы ТгШсит Брека Ь. по полиморфизму глиадинов / Ю.А. Романова и др. // Генетика. 2001. -Т. 37, №9.-С. 1258-1265.

41. Канадаков Н.В. Влияние минерального питания на урожайность и химический состав семян гороха / Н.В. Канадаков // Селекция, семеноводство и агротехника зерновых культур в Волго-Вятской зоне : сб. тр. / НИИСХ Северо-Востока. Киров, 1983. - С. 35-40.

42. Кимура М. Молекулярная эволюция : теория нейтральности / М. Кимура. М. : Мир, 1985. - 394 с.

43. Киняпина Н.Л. Пути увеличения эффективности отбора высокобелковых форм у гороха посевного / Н.Л. Киняпина, Б.Р. Хакимов // Биохимические и физиологогенетические основы гетерозиса и гомеостаза растений. Уфа, 1986. - С. 77-85.

44. Клименко В.Г. Белки созревеющих семян бобовых / В.Г. Клименко. -Кишинев : Штиинца, 1975. 128 с.

45. Клозова Е. Видоспецифические белки фасоли и их изменчивость при гибридизации / Е. Клозова, И. Клозлва // Физиолого-биохимические особенности зерновых бобовых культур / ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. Орел, 1973. - С. 247-261.

46. Компонентный состав запасных белков семян гороха и вики. Сообщение I. Электрофоретический состав глобулинов семянгибридов гороха и вики в Fp / В.И. Володин и др. // Генетика. 1979. -Т. 14, №8.-С. 1394-1398. (а)

47. Компонентный состав запасных белков семян гороха и вики. Сообщение II. Электрофоретический состав глобулинов семян гибридов гороха и вики в F2. / В.И. Володин, и др. // Генетика. -1979.-Т. 15, №2.-С. 361-363. (б)

48. Конарев A.B. Адаптивный характер молекулярного полиморфизма и его использование в решении проблем генетических ресурсов растений и селекции / A.B. Конарев // Аграрная Россия. 2002. - № 3. -С. 4-11.

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

50. Конарев В.Г. Белки пшеницы / В.Г. Конарев. М. : Колос, 1980. - 350 с.

51. Конарев В.Г. Белки растений как генетические маркеры / В.Г. Конарев. М.: Колос, 1983. - 320 с.

52. Конарев В.Г. Морфогенез и молекулярно-биологический анализ растений / В.Г. Конарев. Спб. : ВИР, 2001. - 417 с.

53. Конарев В.Г. Проблема пищевой и кормовой ценности растительных белков / В.Г. Конарев // Растительные белки и их биосинтез. М., 1975.-С. 5-20.

54. Конарев В.Г. Ресурсы растительного белка и проблемы его качества / В.Г. Конарев // Ресурсы растительного белка и проблемы его качества : тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции / ВНИИ растениеводства. 1981. - Т. 70, вып. 2. - С. 3-13.

55. Короткая А.П. Некоторые фазоспецифические особенности запасных белков культурной сои / А.П. Короткая, И.А. Кучерова, И.Ф. Беликов

56. Физиолого-биохимические особенности зернобобовых культур / ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. Орел, 1973. - С. 201-218.

57. Кочетков Е.А. Определение подлинности семян пшеницы лабораторным методом / Е.А. Кочетков // Семеноведение : тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции / ВНИИ растениеводства. -1971.-Т. 44, вып. З.-С. 5-49.

58. Крестников И.С. Белковость и продуктивность ярового ячменя в зависимости от изоферментного состава супероксиддисмутазы / И.С. Крестников, В.П. Нецветаев // Науч.-техн, бюл. / Всесоюз. селекц.-генет. ин-т. 1987. - Т. 4. - С. 50-53.

59. Культурная флора СССР. В 10-ти т. Т.4. Зерновые бобовые культуры. 4.1. Горох / Р.Х. Макашева; ред. т. О.Н. Коровина. J1. : Колос, 1979. -325 с.

60. Лаханов А.П. Семенная продуктивность сортов гороха в зависимости от роста растений / А.П. Лаханов, A.B. Амелин, Н.Е. Новикова // Биол. науки. 1992. - № 7. - С. 100-104.

61. Макашева Р.Х. Значение мировой коллекции гороха для создания высокоурожайных сортов / Р.Х. Макашева, О.П. Адамова // Материалы Всесоюзного научно-методического совещания по селекции и генетике гороха / Башкир. НИИ сельск. хоз-ва. Уфа, 1971.-С. 24-29.

62. Малиевская И.В. Питательная ценность различных сортов гороха и способы повышения эффективности его использования : 06.01.05. «Селекция и семеноводство» : автореф. дис. канд. с.-х. наук / И.В.Малиевская ; ТСХА. М., 1996. - 16 с.

63. Методика проведения лабораторного сортового контроля по группам сельскохозяйственных растений / A.A. Поморцев, и др.. М. : ФГНУ Росинформагротех, 2004. - 96 с. (а)

64. Методы биохимического исследования растений / А.И. Ермаков и др. ; под ред. А.И. Ермакова. 2-е изд., перераб. и доп. - Л. : Колос, 1972.-456 с.

65. Мусорина Л.И. Об изменчивости содержания белка в семенах сои / Л.И. Мусорина // Селекция и семеноводство. 1987. - № 3. - С. 25-26.

66. Нецветаев В.П. Распределение аллелей супердиоксидмутазного локуса в культуре ярового ячменя по территории бывшего СССР. / В.П. Нецветаев, A.A. Поморцев, И.С. Крестников // Генетика. 1995. -Т. 31, № 12 - С. 1664-1670.

67. Павловская Н.Е. Белковый комплекс зернобобовых культур и пути повышения его-качества / Н.Е. Павловская // Научное обеспечение производства зернобобовых и крупяных культур : сб. науч. тр. / ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. Орел, 2004. - С. 56-66.

68. Паншина В.П. Изучение исходного материала для селекции гороха с высоким качеством зерна / В.П. Паншина, А. Сейдахметова // Вестн. с.-х. науки Казахстана. 1981. - № 2. - С. 29-31.

69. Пархоменко Р.Г. Генетические маркеры высокобелковости пшениц / Р.Г. Пархоменко, И.А. Панченко // VI съезд Украинского общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова : тез. докл. (1992г., Полтава). Киев, 1992. - Т.2. - С. 25.

70. Перуанский Ю.В. Множественность глиадиновых биотипов у сортов пшеницы / Ю.В. Перуанский, А.И. Абугалиева // Селекция и семеноводство. 1985. - № 3. - С. 23-24.

71. Полиморфизм запасных и каталитических белков и его использование в селекции / А.И. Абугалеева и др.. Алма-Ата, 1991. -91с.

72. Поморцев A.A. Полиморфизм культурного ячменя {Hordeum vilgare) по гордеинам / A.A. Поморцев, В.П. Нецветаев, A.A. Созинов // Генетика. 1985 - Т. 21, № 4. - С. 629-639.

73. Продуктивность ярового ячменя в зависимости от изоферментного состава супероксиддисмутазы / И.С. Крестников и др. // Докл. ВАСХНИЛ. 1991. - Т. 3. - С. 2-5.

74. Прорешнева Р.К. Качество зерна хозяйственно-ценных образцов гороха в различных условиях выращивания : 06.01.05 «Селекция и семеноводство» : автореф. дис. канд. с.-х. наук / Р.К. Прорешнева ; ВНИИ растениеводства. Л., 1984. - 16 с.

75. Путинцев А.Ф. Влияние метеорологических условий на содержание сырого протеина в семенах различных сортов гороха / А.Ф. Путинцев, В.И. Володин, К.А. Трошина // Бюл. НТИ / ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. 1977. -№ 18. - С. 51-53.

76. Ржанова Е.И. Биологический контроль за развитием и ростом гороха посевного / Е.И. Ржанова. -М., 1971. -8 с.

77. Рудзит В.К. Триптофан (в норме и патологии) / В.К. Рудзит. Л. : Медицина, 1973. - 165 с.

78. Самигулин С.Н. О полиморфных сортах самоопыляющихся культур и их репродукции / С.Н. Самигулин, С.Ю. Рудерман, Т.Н. Дымова // С.-х. биология. -1988. № 4. - С. 89-92.

79. Седова Е.В. О селекции зерновых культур на повышенное содержание белков и их сбалансированный аминокислотный состав / Е.В. Седова // Физиология и биохимия культурных растений. 1974. -Т. 6, вып. 2.-С. 134-142.

80. Семихов Р.Ф. Адаптивные типы проламинов, специализированных белков семян злаков / Р.Ф. Семихов, Л.П. Арефьева, O.A. Новожилова // Физиология растений. 2000. - Т. 47, № 3. - С. 303-321.

81. Сердюк В.П. Новые таксоны гороха посевного {Pisum Sativum L.) / В.П. Сердюк, A.K. Станкевич // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции / ВНИИ растениеводства. 2001. - Т. 154. - С. 87-91.

82. Серебровский A.C. Генетический анализ / A.C. Серебровский. -М. : Наука, 1970-372 с.

83. Смирнова О.Г. Запасные белки гороха (структура, химический состав, синтез, генетика, пищевая ценность) / О.Г. Смирнова, В.А. Соколова, В.К. Шумный // С.-х. биология. 1985. -№ 4. - С. 108-115.

84. Смирнова-Иконникова М.И. Содержание и качество белка у зерновых бобовых культур / М.И. Смирнова-Иконникова // Вестн. с.-х. науки. 1962. -№ 7. - С. 40-53.

85. Созинов A.A. Генетические маркеры у растений / A.A. Созинов // Цитология и генетика. 1993. - Т. 27, № 5. - С. 3-14.

86. Созинов A.A. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции / A.A. Созинов. М.: Наука, 1985. - 271 с.

87. Созинов A.A. Ускорение селекционного процесса растений на основе современных методов генетики / A.A. Созинов //, С.-х. биология. 1987. - № 11. - С. 26-32.

88. Соколова С. О разнокачественности формирования зерна в пределах колоса у пшеницы / С. Соколова // Селекция и семеноводство. 1952. - № 8. - С. 73-74.

89. Соловьева В.К. Овощной горох / В.К. Соловьева. М. : Сельхозиздат, 1955. - 110 с.

90. Тарлаковская A.M. Идентификация сортов гороха по электрофоретическим спектрам глобулинов / A.M. Тарлаковская // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции / ВНИИ растениеводства. 1987.-Т. 114.-С. 100-106.

91. Темина A.B. Содержание метионина в альбуминах и глобулинах гороха эколого-географических групп / A.B. Темина // Докл. ВАСХНИЛ. 1978. - № 6. - С. 20.

92. Теоритические основы селекции. М. : Колос, 1993. - Т.1 : Молекулярно-биологические аспекты прикладной ботаники, генетики и селекции / В.Г. Конарев и др. ; под ред. В.Г. Конарева. - 447 с.

93. Технология возделывания гороха в Орловской области : метод, рекомендации / В.П. Орлов и др.. Орел, 1985. - 30 с.

94. Томмэ М.Ф. Аминокислотный состав кормов / М.Ф. Томмэ, Р.В. Мартыненко. М. : Колос, 1972. - С. 65-73.

95. Федин П.Е. О возможности использования некоторых физиологических показателей в селекции гороха на повышенную белковость / П.Е. Федин, JI.H. Святова // Бюл. НТИ / ВНИИ зернобобовых культур. 1971. -№ 2. - С. 79-82.

96. Хангильдин В.В. Мутации гороха, вызванные рентгено- и гамма излучением / В.В. Хангильдин // Генетика. 1956. -№ 6. - С. 120-126.

97. Хангильдин В.В. Содержание белка и разваримость зерна у гибридов между зерновыми и овощными сортами гороха / В.В. Хангильдин, И.С. Хангильдина // Сборник работ аспирантов и молодых ученых. Уфа, 1966. - С. 38-42.

98. Характеристика старо-местных форм овса посевного (Avena sativa L.) из коллекции ВИР по полиморфизму авенина / Я.Г. Зеленская и др. // Аграрная Россия. 2004. - № 6. - С. 50-58.

99. Цветков И. Л. Полиморфизм изоферментных маркеров и идентификация сортов капусты белокачанной, брюссельской,савойской и броколли {Brassica oleracea L.) / И.JI. Цветков,. А.Н. Игнатов, Д.Б. Дорохов // С.-х. биология. 2001. - № 5. - С. 81-87.

100. Черненькая Р.Ф. К изучению белковых фракций семян гороха / Р.Ф. Черненькая // Биохимия в решении проблем сельскохозяйственного производства : тез. докл. биохим. конф. -Орел, 1981.-С. 2-23.

101. Шевелева Л.К. Влияние разных видов минеральных удобрений на урожуй и качество семян люпина, фасоли и сои / Л.К. Шевелева // Науч. тр. / ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. 1976. - Т.4. -С. 106-110.

102. Шевченко A.M. Содержание протеина в семенах различных сортов гороха / A.M. Шевченко // Агротехника основных культур : тр. Луганского СХИ. Луганск, 1968.-С. 127-129.

103. Шелепина Н.В. Морфобиологические и биохимические особенности новых форм гороха и перспективы их селекционного использования : 06.01.05 «Селекция и семеноводство» : автореф. дис. канд. с.-х. наук / Н.В. Шелепина ; / Брянская ГСХА. Брянск, 2000.- 18 с.

104. Электрофорез запасных белков как метод сортового контроля у ярового ячменя / A.A. Поморцев и др. // Селекция и семеноводство. -2004. № 3. - С. 20-28. (б)

105. Яньков И.И. Исходный материал для селекции гороха на увеличение белка в семенах и устойчивость к грибным болезням /

106. И.И. Яньков // Науч.-техн. бюл. / ВНИИ растениеводства- 1992. -Вып. 220.-С. 15-17.

107. Abler B.S.B. Isoenzymatic identification of quantitative trait loci in crosses of elite maize inbreds / B.S.B. Abler, M.D. Edwards, C.W. Stuber // Crop. Sci. 1991. - V. 31, №2. - P. 267-274.

108. AHard R.W. Genetic basis of the evolution of the adapted ness in plants / R.W. Allard // Adaptation in plant Breeding / ed. P.M.A. Tigerstedt.- 1997.-P. 1-12.

109. Almargard G. Swedish wheat cultivars distinguished by content of gliadins and isozymes / G. Almargard, D. Clapham // Swed. J. Agr. Res. -1975.-№7.-P. 137-142.

110. Ayala F.J. The mechanisms of evaluation / F.J. Ayala // Sci. Amer. -1978.-№239.-P. 48-51.

111. Barratt D.H.P. Cultivar identification of Vicia faba L. by sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel alactroforesis of seed globuline / D.H.P. Barratt //1. Sc. Food Agr. 1980. - V. 31, № 8. - P. 813-819.

112. Bergman F. Ecogeographical distribution and termostability of isicitrate dehydrogenase (IDH) allozyms in European silver Fir (Abies alba) / F. Bergman, H.R. Gregorius // Biochem Syst. Ecol 1993. - № 12 - P. 597-605.

113. Boulter D. Structure and function of the storage proteins of some economically important legume seeds / D. Boulter, E. Derbishire, R. Cra // Abh. Acad. Wiss. DDR. Abt. Math. Naturwiss. Techn. 1978. - № 4. - P. 11-20.

114. Bushuk W. Whear cultivar identification by gliadin electrophoregrams. I. Apparatus, method and nomenclature / W. Bushuk, R. Zillman // Can. J. Plant Sci. 1978. -№ 58. - P. 505-515.

115. Chalupova L. Topofyzicka promenlivost obsahu dusikatych latek v semenech hrachu (Pizum sativum L.) / L. Chalupova // Rostl. Vyroba. -1992. R. 38, № 2. - S. 195-202.

116. Cooke R.J. Modern methods for cultivar verification and the transgenetic plant challenge / R.J. Cooke // Abstrects of 25th International Seeds Testing Congress (15-24 April 1998, Pretoria). Zurich, 1998. - P. 9-10.

117. Cooke R.J. The characteristics of Pisum sativum L. (partim) (Field Pea) cultivars by sodium dodecyl sulfat polyacrylamide gel electrophoresis / R.J. Cooke // J. natn. Inst. Agric. Bot. - 1983. - № 16. - P. 213-220.

118. Cooke R.J. The characterization and identification of crop cultivars by electrophoresis / R.J. Cooke // Electrophoresis. 1984. - № 5. - P. 5972.

119. Cooke R.J. The standartizaton of electrophoresis methods for variety identification / R.J. Cooke // Biochemical Identification of varieties : Materials III International Symposium ISTA (1978, Leningrad, USSR). -Leningrad, 1988.-P. 14-27.

120. Cousin R. Breeding for yield content in pea / R. Cousin // Perspectives for peas and lupins as protein. 1983. -№ 8. - P. 146-164.

121. Evans I. Crude protein and sulphyr amino acid contents of some commercial varieties of peas and beans / I. Evans, D. Boulter // J. Sc: Food Agr. 1980. - V. 31, № 3. - P. 238-242.

122. Goldenberg J. "Alfila", a new mutation in pea (P. sativum L.) / J. Goldenberg // Boletin genetico. 1965.-№ 1 - P. 27-31.

123. Goldman I.L. Expression of the tendrilled acacia (tac) trait in the afila- tendrilled acacia (<afaftactac) pea leaf during plant development / I.L. Goldman, E.T Grinton // J. Hered. 1991. - № 6. - P. 479-483.

124. Goodman M.M. Genetic identification of linies and crosses using isoenzyme electrophoresis / M.M. Goodman, C.W. Stuber // Proc. 35th Ann. corn and sorghum res. conf. 1980. - № 35. - P. 10-31.

125. Gorecki R. Bialka maternalnie zroznicowanych nasion grochu / R. Gorecki // Rolnictwo Olsztyn. 1983. -№ 37. - S. 105-114.

126. Hanisova A. Winterweizenzuchtung auf Frostresistenz in der Tschechoslowakischen Föderativen Republuk (CSFR) / A. Hanisova, I. Machackova//Acad. Landwirtschaftswiss. 1990.-№ 288.-P. 95-102.

127. Hayward M.D. Isozyme polymorphism in natural populations of Lolium perenne / M.D. Hayward, T. Balls // Rep. Welsh Plant Breed Sta. -1978. -№ 36. P. 43-45.

128. High molecular weight gluteningenes: effects on quality in wheat / H. Dong et al. // Crop. Sei. 1991. - V. 31, № 4. - P. 974-979.

129. Howes N.K. D-genome suppression of gliadin electrophoretic band 45 in hexaploid wheat and effect upon quality / N.K. Howes, M. L. Konacs, E.R. Kerber // Genome. 1990. - V. 33, № 3. - P. 395-399.

130. Hurich J. Comparative study of seed proteins in the genus Pisum.2. Amino acid composition of different protein fractions / J. Hurich, H. Parzysz, J. Przybylska // Genet. Polonica. 1977. - V. 18, № 3. - P. 241252.

131. Hussein K.R.F. Comparison of proteins from wheat kernels by various electrophoretic methods in Polyacrylamide / K.R.F. Hussein, H. Stegemann // Ztschr. Acker Pflanzenbau. 1978. - Bd. 146. - S. 68-78.

132. International Rules for Seeds Testing. Rules 1996. Verification of species and cultivar. Seed Sci.& Technol., 1996, 24 (Supplement). V. 34, 1996.-P. 253-270.

133. Kaejalainen R. Environmental and genetic variation in protein content of peas under northern growing, conditions and breeding implication / R. Kaejalainen, S. Kortet // J. Agr. Sci. Finl. 1987. - V. 59, № l.-P. 1-9.

134. Kaejalainen R. Variation on protein content of peas under Finnich conditions / R. Kaejalainen, S. Hovinen // J. Scient. Agr. Soc. Finland. -1981. V. 53, № 4. - P. 228-238.

135. Kaul M.L.H. Genetic variation in high-protein pea / M.L.H. Kaul // Qual. plant. Plant Foods Human Ntr. 1982. - V. 31, № 3. - P. 307-317.

136. Kujla V. Felderbse, bier walker die ganze Blattspreite in Ranken ungewandelt ist / V. Kujla // Archivum Socictafis Zoologicae Botanical Technical. -Vanomo, 1953. S. 44-45.

137. Kumar K.K. Characterization of storage protein from selected varieties of foxtail millet {Setaria italica L.) Beauv / K.K. Kumar, K.P. Parameswaran // J. Sc. Food Agr. 1998. - V. 77, № 4. - P. 535-542.

138. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during assembly of the head of bacteriofage / U.K. Laemmli // Nature. 1970. - V. 227, №4. - P. 680-685.

139. Masarona K. Evaluation of gliadin blocks of durum wheat Triticum durum Desf. by graphical method / K. Masarona, S. Masar // Ved. Pr. VU rastl. vyrolby Piestanoch. Oblin., struk., krmov. 1991. - № 24. - P. 150162.

140. Mazr G.A. Linkage relations of tendrilled acacia (tac) and apulvinic / G.A. Mazr // Pisum Newsletter. 1984. - № 16. - P. 46-48.

141. Mise en enedence de relations applicables en selection entre electrophoregrame des gliadines et les propriétés viscoelastiques du glutin de Triticum durum Desf / R. Damidaux et al. // C. r. Acad. Sei. D. 1978. -№287.-P. 701-704.

142. Molecular biological aspects of applied botany, genetics and plant breeding. Theoretical basis of plant breeding. St.-Petersburg : VIR, 1996. -V. 1.-228 p.

143. Müntz K. Möglichkeiten zur Verbesserung der Proteizusammensetzungbei grobkörnigen Leguminosen / K. Müntz // Tagungsber. Akad. Landwirschaftswiss. DDR. 1984. - № 225. - P. 91100.

144. Murray D.R. A storage role for albumins in pea cotyledons / D.R. Murray // Plant. Cell and Environ. 1979. - V. 2, № 3. - P. 221-226.

145. Narender K. Matta. Gatehouse Inheritance and mapping of storage protein genes in Pisum sativum L. / K. Matta Narender, A. John // Heredity. 1982. - V. 48, № 3. - P. 383-392.

146. Nevo E. Genetic variation in natural populations: patterns and theory / E. Nevo// Theor. Pop. Biol. 1978.-№ 13.-P. 121-177.

147. Parson P.A. Evolutionary rates under environmental stress / P.A. Parson // Evol. Biol. 1987. - № 21. - P. 311 -347.

148. Perez de la Vega. Plant genetic adapted ness to climatic and edaphic environment / Perez de la Vega // Adaptation in plant Breeding / ed. P.M.A. Tigerstedt). V. 4, №7, 1997. - P. 27-38.

149. Przybylska J. Comparative study of seed proteins in the genus Pizum. I. Electroforetic patterns of different protein fractions / J. Przybylska, S. Blixt, J. Hurich// Genetica Polonica. 1977. - V. 18, № l.-P. 27-38.

150. Przybylska J. Comparative study of seed proteins in the genus Pizum. VI. Electroforetic analysis of variation in the legumin fraction composition

151. J. Przybylska, S. Blixt, J. Hurich // Genetica Polonica. 1983. - V. 24, №1.-P. 21-39.

152. Rang A. Variability and correlation studies on yield components and protein content and protein content and their implication in selection in chickpea / A. Rang, T.S. Sandhu, B.S. Bhuller // J. Res. Punjab Agr. Univ. 1980. - V. 17, № 4. - P. 345-349.

153. Rao R. Pizum sativum seed as biochemical markers for "Wrincled-smooth" seed character: comparison of genotype through different protein eztraction and electroforetic procedures / R. Rao, J.C. Pernollet // Agronomie 1981. - V. 1, № 10. - P. 909-916.

154. Rapi J. Obsah bielkovin v hrachu a jeho premenlivost z hldiska moznosti zvysovania podielu bielkovin v semene novych odrud / J. Rapi, P. Zlamal//Genet. Slecht. 1982. - V. 18, № l.-P. 55-64.

155. Sasek A. Vyuziti electroporezy bilcovin k rozliseni odrudhrahu (Pisum sativum L.) / A. Sasek, D. Najek, P. Troka // Rostl. Vyroba. 1983. -V. 29, №7.-P. 721-726.

156. Schulze A. Variability of an Austop-Hungarian landrace or barley (Hordeum vulgare L) electrophoretic analisis of the hordeins 6f the Vienna sample or 1877 / A. Schulze, A. Steiner, P. Ruckenbauer // Varrieties and Seeds. - 1994. -№ 7. -P. 193-197.

157. Seed proteins in genom analisis, cultivar identification and documentation of cereal genetic resources / V.G. Konarev et al. // A Review Cereal Chem. 1979. - V. 56, № 4. - P. 272-278.

158. Sharma B. "Tendrilled acacia", a new mutation controlling tendril formation on Pisum sativum / B. Sharma // Pisum Newsletter. 1972. -№4.-P. 50.

159. Singh Sudagara. Interrelatioship of some plant characters and biological nitrogen fixation in pea / Sudagara Singh, B.S. Ghai // Indian J. Agr. Sci. 1984. - V. 54, № 5. - P. 378-381.

160. Smart J. Strategy for the improvement of protein quality in pulses by breeding / J. Smart, P.J. Winfield, D.A. Williams // Euphytuca. 1975. -V. 24,№ 24. -P. 447-451.

161. Stoddard F.L. Variability in grain protein concentration of peas and lentils grown in Australia / F.L. Stoddard, D.R. Marshall, S.M. Ali // Austral. J. Agr. Res. 1993.-V. 44, №6. -P. 1415-1419.

162. Structure and evolution of see proteins / M. Kreis et al. // Oxford Surveys of Plant Molecular & Cell Biology. 1985. - № 2. - P. 253-317.

163. The gcnetics of gliadin and glutenin, the major storage proteins of the wheat endosperm / P.I. Payne et al. // Qual. Plant Foods Hum. Neht. -1982.-№ 31.-P. 229-241.

164. The use of electrophoretic techniques to distinguish perennial ryegrass cultivars when sown in mixtures / S.J. Kennedy et al. // J. Agric. Sci. 1985. -№ 104.-P. 1-9.

165. Thomson J.A. Genetic studies of the storage protein of the pea cotyledon / J.A. Thomson // CSIRO Div. Plant Int. Annu. Rept. — 1975. — P. 26-30.

166. Vilmorim P. Recherches sur heredite mendelienn / P. Vilmorim // Compt. Rend., Acad. Sci. 1910. - Bd. 151. - S. 548-551.

167. Wellensiek S.I. Neutronic mutations in peas / S.I. Wellensiek // Euphytica. 1959. - V. 38, № 3. - P. 209-215.

168. White O.E. Studies of inheritance in Pisum. 2. The present state of knowledge of heredity on variation in peas / O.E. White // Proc. Amer. Philos. Society. 1917. - № 56. - P. 487-488.

169. Wrigley C.W. Genetic control of factors regulation the phenol reaction of w heat and rye grain / C.W. Wrigley, R. A. Mcintosh // Wheat Information servis. Kihara Inst. Biol. Research. Misima, Japan, 1975. -№40.-P. 6-10.

Информация о работе

Корниенко, Надежда Николаевна
кандидата биологических наук
Орел, 2006
ВАК 03.00.12

Диссертация

Идентификация сортообразцов гороха морфотипа хамелеон и определение степени внутрисортового полиморфизма по запасным белкам семян - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы