Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Полиморфизм запасных белков глиадина и глютенина у коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана и пути его использования в селекции

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Полиморфизм запасных белков глиадина и глютенина у коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана и пути его использования в селекции"

АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

ИНСТИТУТ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

7 ' * -( , ,

' • <■',! , л 4'• На правах рукописи

САДЫГОВ ГАМЛЕТ БАПКИШН оглы

ПОЛИМОРФИЗМ ЗАПАСНЫХ БЕЛКОВ ГЛИАДИНА И ГЛЮТЕНИНА У КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ОЗИМОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ АЗЕРБАЙДЖАНА И ПУТИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИИ

03.00Л 5 — Генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Баку - 1994

Работа выполнена в отделе генетики и селекции зерновых культур Института генетики и селекции Академии наук Азербайджана и в отделе генетических основ селекции Украинской академии аграрных наук.

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор А. В. Али-заде; кандидат сельскохоз. наук Ф. А. Попереля

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор А. С. Исмайлов; кандидат биологических наук Г. М. Гасанова

Ведущее учреждение—Азербайджанская сельскохозяйственная академия им. Агамалиоглы.

на заседании Специализированного совета Д. 004.20.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук, по специальности 03.00.15 — Генетика при Институте генетики и селекции АН Азербайджана.

Адрес: 370106, г. Баку, проспект Азадлыг, 155.

С диссертацией можно ознакомиться в научней библиотеке Института генетики и селекции АН Азербайджана.

Защита состоится

¿¿Я**? 1994 г. в /У час.

Автореферат разослан « »

1994 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, доктор биологических наук

А. А. АЛИЕВ.

ОБЩ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Твердая ппзнкца в Азербайджане занимает ведущее место среди зерновых колосовых культур и возделываете* с древнейших времен. По данным H.H. Вавилова (IS37) и И.Д. Мус-та^аева и др. (1972), Азербайджан является одним из центров происхождения и распространения культурных пшениц.

Полиморфизм запасных белков гли&дина к глгленина у коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана практически не изучен. Так как всякий селекционно-генетический процесс нач!гназтся с изучения »»грозой коллекции, поэтому стало важным изучение генетически обусловленного полиморфизма запасных белков глиадина и глютенина у коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана и их в?"-Имосвязь с качество»! зерна пшв-нпцы- Зная характер сопряженности глиадин- и ^лютенинходнруххцюс лохусоз с качеством зерна н другими хозяйственными признакам* у мягких пшениц ( Рауля p.i, et aL, 1984; 1985; oupta R.B« et al. I9Q9; Созинов A.A., IS05; Попереля Ф.А., I9C3; Гасанова Г.М. и др., 1988), предстамяется возможным прогнозировать родительские компоненты для скрещивания и отборов ценных генотипов на ракнях этапах селекции. Испильзопание белковых маркеров в селекции в значительной мере исключает элемент случайности при отборах, так как они максимально отвечают требованиям для маркерных признаков, строго дискретни, не подвергается изменчивости под влиянием »низших факторов.

Исходя из этих данных и предположений, изучение генетически детерминированного полиморфизма запасных белков глкадина и глв-тенина, характер эячо.чомерного наследования блоков компонентов эткх белков и их связь с качеством зерна является более важным для коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана.

Ц5ль и задачи исследования. Основной целью данной работы является изучение полиморфизма запасных белков глиадинаи глютенина и характер наследования этих белков у коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана. Разработать современные способы идентификации аллельных блоков компонентов глиадина и глютенина с новыми подходами оценки качества зерна по генотипу.

8 задач* навях исследовали* входило:

X. C BS анализа разработать способы «цеитмДОашщ

■ регистра. .. коллекционных образно? оакаоР твердой паекицы.

2. Изучить генотипы встречаемости аялелеГ глиадина и глю-Те нинкодируюцих докусов у разных разновидностей коллекцмо;вшх образцов.

2. На основе гибридологического анализа научить наследование ЭФ компонентов глиадина и глвтенина и идентифицировать ал-лелькые блоки «оппонентов еткх белков.

4. Изучить сопряженность наиболее распространенных аллелеР глиадмн- и глютенинкодиругацих лохусов с качеством зерна пшеницы в установить возможности использования отих аллелеР в селекции на качество зерна пшениц.

Научная новизна исследования.

- Впервые изучен генетический контроль глкадин- и глютенинходи-руюцих локусов у коллекционных образцов оаздсГ твердоР пшеницы Азербайджана.

- На основе гибридологического анализа здонти^ниированм новые аллелыше блохи компонентов глиадина и глгтенина у коллекционных образцов овкмой твердой пшеницы АяербаРджань и составлен каталог аллеАьных блоков компонентов по аткм белка«.

- Установлены различая встречаемости аллельных блоков компонентов глиадина по трем локусам üid iA,ULa ihm cid ьА , а по г л с-' теиинкодкруюцим локусак aLt ia и cLt ib.

- Установлены различая по частоте сочстаю(й аллельных блоков компонентов в генотипе у коллекционных образцов.

- Установлена взаимосвязь между аллельным» блохами компонентов глиадина и глвтенина с содержанием и качеством сыроР клейховины.

Практическая ценность работы.

- Установлена возможность идентификации генотипов ло генетическим формулам глиадина и глютенина оэкмой твердой пшеницы.

- Определена гомо- мы гетерозиготность пездэго коллекционного образца, чистота ботанического свойства, а Tai«« правкльшоть подбора родительских (ори на качество.

- Рекомендовано, Ка основе Э® анализа глкадине и глютенина,ис-польвомние втих белков в виде маркеров качества верна озкыой твердой пмкицы.

- Установлена тенденция между блоками компонентов гдиадина С1л IB9, оиХШ< шам6А4 с содержанием бедка в зерна.

- По коыпо.;ентам глоте ни?« устало члена пологмтежьная тендектум е блоком компонентов 01Л 131 к качеством клейковины.

- Выделены образцы озимой твердо Г пиэницы с высоким показателем качества зерна у раз но видке сте С: слуликум 1С0/60, 274/60, 184/ 60; лвукурум 222/60, 268/60 и гордеи^орме 369/60 , 66/62, 15/68, которые могут быть использованы в селекции озимо? твердо? пшеницы на качество. Среди изученных коллекционных образцов, по содвря&нто белка а зерне выделились образцы разновидности гор-дек(*орме (о* 13,9 до 18,156) в генотипе с генетической формулой 13. И. 2. 2. 1991).

Апробация работы. Основные результаты диссертации были до-ловены на Зсесовэной Конференции "Современные проблемы генетик* и селекции сельсгохозяРстЕвниых растений" (Одесса, БСГИ, 1991), на научном семинаре Института гекетикк к е^декцкя АН Азербайджанской Республики (19С4).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 тезиса, один находите* в печати, одна статья.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на ПО страницах машинописи, состоим из введения, обзора литературы, трех глав экспериментальных исследование, выводов и практических рекомендаций. Содержит 27 таблицы, 28 рисунхо». Список использованной литературы включает 140 назвони?, в том числе 66 зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССВДСЗАЮЙ

I. В качестве материала для исследований послужили 630 образцов, представленных 14 разновидностями из геноцида местной коллекции озимо!» ?аердоР пгетшы из Института. генетики и селекции АН Аэерба?дз&чской Республики. Основная масса образцов состояла из 5 разновидностей: алудииуы 280, гордеж^орме 164, леу-курум 124, мелжнопус 34 н церулесценс 19 образцо». Остальша 9 разновидностей были представлены по одному образцу.

Все коллекцкоюгыэ образцы в первом году исследовали* (1989 -1990) были посеяны на опытноя станции Института земледелия а Тер-терском районе Азербайджана еплоюшм способом, делян*ой 1м2. I 1990-1991 гг посев проводился на полях селекцтоино-генвтичес-мго института в г. Одесса (Украина) рядковыми делянками длиной X погонныР метр. С целые изучения качества зерна озимой твердой

пшеницы коллекционных образцов растения убирали серпом и обмолачивали на пучковых молотилках.

Все биохимические и технологические исследования проводились в лаборатории генетических основ селекции в селекционно-генетическом институте г. Одесса (Украина).

Для изучения наследования компонег?ов глиадина и глютенина были получены гибридные зерна Р^ от скрещивания сортов озимг" твердо» пшеницы Одесской селекции с образцами из коллекции озимой твердо* пшеницы Азербайджана: сорт Парус х Апуликум 4/61, Коралл х Мелянопус 66/68 и Мелянопус 238/60 х Апуликум 6/68. Скрещивание проводили методом "колос х колос".

2. Эдектрофоретический анализ (ЭФ) глиадина отдельных зерен р£ проводили в полиакриламидном геле по модифицированной методике Попереля Ф.А. и др. (1989). Экстракцию глиадина из муки, полученной от размола одного зерна, проводили 70$ этанолом. Соотношение мухи (шрота) и 70£ этанола составляло I : 2,5. После центрифугирования (5 мин.2500 об/мин) отбирали 0,1 м су-пернатант автоматической пипеткой. К супернатанту добавляли раствор 9,5 11 мочевины, 0,5 мл уксусной кислоты и 0,001% лиро-нина Ж. Дия получения раствора г..дтенина осадок в пробирке еще двазды экстрагировали 7056 этанолом. К остатку в пробирке добавляли 0,5 мл раствора, содержащего 0,5 м уксусной кислоты, 3 М мочевины, 20% сахарозы, 5^ 2-меркатоотанола и 0,001^ пиронина Ж.

ЭФ анализ глиадинов и глютенинзв проводили в вертикальных пластинках полиакрилау.идного геля (ПААГ) (соотношение акрилами-да к метиленбисакриламяду для ЭФ глиадина - 4,8 : 0,2, а для глютенина - 3,9 : 0,16), в ацетат-глициновом буфере (рН 3,1). Продолжительность ЭФ анализа для глиадина 4-4,Ь часа при напряжении 450-500 вольт, температура до 25°С, для 34 глютенина 5-6 часов при напряжении 500 еольт и температуре не превдашэ-.щей 25®С. После электрофореза пластины ге-г.я окраиивали в растворе 5л-х, содержащем: уксусной кислоты - 250 ил, ацетона -.750 мл, кумасси Ц250 - 1,25 г, трихлоруксусноР кислоты 60? -500 ш в течение ночи. Промытые водой гели ({отографировали на плекжу "Мшграт".

Содержал» белка определяли по Къельд&дпз. Аммиак отгоняла паром, а удаллив&ли 2%-ноГ борной ккслитой.

1ЦеВвовхну ю цуки 70%-нэго пдода после размола рь келью-

це !свадру..ат Юниор, отмывали 2^-нш раствором хлористого натрия на приборе Тлютаматик - 2000". После центрифугирования и взвешивания, из двух навесок формировали шарик клейкавиш массой 4 г для определения ее качества на приборе ЦЦК-1.

Массу 1000 зерен определяли по иетодкческой рекомендации по оценке качества зерна (1977).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПОЛШОРЗЯШ ЗАПАСШХ БЕЛКОВ ГЛИАДИНА И ПГОГЕНИНА ОЗИМОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ И ИХ НАСЛЕДОВАНИЕ

Предварительная электрофореграмыа глиадина и глютенина показала, что ЭФ спектры этих белков у коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана -в значительной мере отличаются от спектров глиадина и глютенина озимых твердых пшениц Селекцион.чо-генетического института Украинской Академии Аграрных наук. Уряда сортов этого института гибридологический анализ глиадина и глютенина был выполнен ранее Небеленчук С.Ф. (1990) и на этой основе составлен каталог аллелей глиадин- я глютенинкэдирухщих локусов 1А, СМ 1В, ОЫ ьа, оьг ,1А и ам 1Г А аллель кие блоки компонентов глиадина по глвтенинко-дирующим лонусам г,1а. ьз нездентифицированы. Эта сложность связана с тем, что ЭФ компоненты глиадина, контролируемые локусом СЬи ьв расположены в р- и (''-зонах. В этих же зонах расположены и ЭФ компоненты глиадинкодирувщих локусов 1А и ОЫ 1В.

Для идентификации аллельных блоков компонентов глиадина и глютенина коллекционных образцов в нашей работе в качестве сорта-тестера для скрещивания использовались сорта озимой ■ твердой пшеницы Парус и Коралл, с уже известными генетическими формулами. Ниже приводятся гибридологические анализы такой работы.

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЗЮ ГЛИАДИНА СОРТА СВШ0Й ТВЕРДОЙ ПШШЦН ПАРУС х ОБРАЗЦА АПУЛИКУМ 4/61

На рис. I представлены электрофоре граммы и схемы аллельных блоков компонентов глиадина сорта Парус и образца Ацуликум 4/61. Аллельные блоки компонентов глиадинкодирувщих локусов оьа 1А 1

i Z ( 2

Рве. I. Эиектрофореграмыы глиадинов и схемы идентифицированных аллельних блоков комрононтов глиадина сорта Парус и образца Апулкгуы 4/61. I - сорт Парус; 2 - образец Апуликум 4/61.

OIA 1В и OLA 6А у сорта Парус, идентифицированных Небеленчук С.®. (1990), I, 2 и 3 соответственно. Аллельные блоки компонентов глиадина- у сорта Парус были использованы в качестве маркеров для идентификации соответствующих аллелей у коллекционного образца Апуликум 4/61.

Техника идентификации .была следующей. Среди злектрофоре-грамм в 96 отдельных зернах Fg удалось выделить 18 легкоотличимых типов электрофореграмм и их схем, представленных на рис.2.

• У первых 10.типов в составе глиадина присутствует блок компонентов GLd 1А1 характерный для сорта Парус (ЭФ компоненты глиадина I, .2, 10 и II сорта Парус).' У 10-18 типов электрофореграмм OLÍ 1А1 отсутствует, но все они имеют характерные для Апуликуы 4/61 компоненты 8, 9 и 10 (рис. I.). Это дает основание предположить, что ЭФ компоненты глиадина Апуликуы 4/61 19 8, 9 и 10 представляют блок компонентов контролируемые локу-сом OLd 1А образца Апулшсуы 4/61. Расположение компонентов

а

Рис. 2(а). Схемы элехтрофорэграммы глиадинов отдельных зерен полученных от скреп^вания сорта Парус :1 образца Апулихум 4/61. (б). Электрофореграммы и схеш идентифицированных алле-льных блоков компонентов глвтенинов отдельных зерен полученных от скрещивания сорта Парус я образца Апуликуы 4/61; I - сорт Парус; 2 - образец Апуликуы 4/61; 3 - гетерозигота по двум аллелям.

вЬаМглиадина на электрофорзграммах родителей такое, что удается выделить только два класса электрофреграмм. Осноеным их отличием, есть присутствие-отсутствие первых двух компонентов атл 1А1.

Данное таблицы I. позволяет сделать вывод о той, что предполагаемая пара блокоа яомпонентоз ОМ 1А1 и 0Ь4 1АЮ действительно наследуется по монофакториальному менделевскому типу.и является таким образом аллелями одного и того же лонуса, (X? » 0,23; Х^ - 3,84; Р>0»50). АллельниЯ блок компонентов глкадика 31,а чаю является характерным для образцов озимой твзрдоП пшеницы Азербайджана, у сортов озимо? твердой пшеницы Украины' не встречается.

Аналогичным образом проведена идентификация блока компо-

в.

Таблица I.

Расчет критерия X2 при гибридологическом анализе расщепления в Fg аллелей GLd 1А1 и cbd НЮ в скрещивании сорта Парус и образца Апуликум 4/61

М п/п

типов ГСак- .'Теорети-;электро-:тиче-:чески Генотипы :^оре- ;скэе ¡ожидаемое ;грамм :коли-:количес-эндосперма : :чест.".тво зерен

;на рис.1:зерен:при рас' I : ш_ Гщеплении : : шт* : 3:1, ст

X2

1 GLd 111 + GLd 1110

2 мл 1110

1-9 70 10 -18 26

72 24

О'06 0,50 0,17

Р

нентов глиадина GLd 1В9. Расположение блоков компонентов глиадина QLd 1В - у сорта Парус и предполагаемого блока компонентов образца Апуликум 4/61 такое, что можно выделить три типа элек.трофореграмм - гомозиготы GLd 1Б2 , гетероэиготы GLd 1В2 + QLd 1В9 и гомозиготы GLd 1ВЭ . Теоретически ожидаемое их соотношение 1:2:1 (Р>0,25}. Идеи" иодированны!* новыР аллельны!' блок компонентов глиадина OLd 1В9 характерен для образцов твердой пшеницы Азербайджана, отсутствует у сортов озимой твердо Р ппеницы Украины.

У сорта Парус блок компонентов глиадина GLd 6А4, идентифицированный ранее Небеленчук С.5. (1990), а блок компонентов глиадина GLd 613 , характерный для образца Апуликум 4/61, встречается и у озимых твердых пшениц Украины.

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГЛГГЕНИНА ЗЕРЕН Fg ОТ

СКРЕЩИВАНИЯ СОРТА ПАРУС И ОБРАТЦА АПУЛИКУМ 4/61

При адектрофэретическом анализе высокомолекулярных белков глвтенина у 96 отдельных зерен Fg, полученных от скрещивания сорта Парус и образца Апуликум 4/61, аллельнке компоненты глютенина сорта Парус использовали в качестве сорта-тестера для идентификации соответствующих аллельных компонентов у коллекционного образца озимой твердой пшеницы Апуликум 4/61.

Сорт- Парус по глвтенинкодирующим локусам IA хромосом -

g.

нуль-аллел: , a по локусу OLt 1В, контролируемому IB xpoiraccwofl идентифицирована аллель этого локуса GLt 1В1.

Среди злектрофореграмм 96 отдельных зерен встречаются три типа элехтрофореграммы. Основным их отличием есть присутствие-отсутствие первого компонента глютенинкодирующего локуса IB, который показан на рис. Р..

ЭЭ компоненты локуса GLt 1В долины быть гомозиготами по локусу GLt 1В1, гетерозиготами OLt ]В1 ♦ 2 и OLt 132, Эти предположения подтверждаются расчетом Г" (РР*0,50).

При G3J анализе исслед. в-чн в 100 отдельных зернах Pj» полученных от скрещивания сорта Коралл и Мелянопус 66/68, характер наследоааьля блоков компонентов глиадина и глютенина. У сорта озимое твердой ггленицы Коралл были ранее идентифицированы Набе-ленчуч С.5. ÍIS901 блоки компонентов глиадина и глютенина ( GM 1 A3» GX/d 135, üLd "ЗА4 u OLt 1B1 ).

А у коллекционного образца озимой твердой пшеницы Меляно-пус 66/60. идентифицировании аллельные блоки компонентов глиадина GLd 1А15, ОМ 1В12 и GLd бАЗ» контролируете хромосомами IA, IB и 6А соответственно. По ггсютенинкодирующим локусам GLt 1B. идентифицировании аллельные блоки компонентов глютенина GLt 1В2,

Аналогичны« методом исследования идентифицированы блоки компонентов глиадина и глютенина в 100 отдельных зернах Р<>, получение от скрещивания коллекционных образпов озимой твердой пшеницы Мелянспус 220/60 и Апуликум 6/63. Электрофореграммы образца Апуликум 6/6Q идентичны с злектрофореграшами образца Апуликум 6/60. В ятой комбинации образец Апуликум 6/68 использован как тестер для идентификации блоков компонентов глиадина и глптенкна. С по>/р::;ьв 05 анализа у образца Мелянопус 6/68 идентифицированы аллельные блоки компонентов глиадина ом шо, ом 1Д17, GLd 6А7 и GLd бВ1, По глптенинкодирующзму локусу OLt IB идентифицированы компоненты глютенина <JLt 1В2.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МРМУЛЫ ГЛИАДИНА И ГЛГОЕНША У НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ВСТРЕЧАТЬСЯ РАЗЮБВДШСТЕП ТВЕРДОЙ ЛШЕНИЦН АЗЕРБА^ДША

Интересным фактом является частота встречаемости аллелей у каждой из изучающихся разновидностей. Так,, у разновидности апуликум встречаются два типа аллелей см 1A10-.W образцов; OLd 1 Ai i -y 22% образцов. У разновидности леукурум - только аллель GLd 1A12„ у разновидности гордеиформе 96% образцов имеют аллель ом 1А13, а <0> - GLd 1A14.

•Аналогичная закономерность характерна и для хогуса сьа чв, контролируемый IB хромосомой. У образцов разновидности. алуликук идентифицированы три аллельных блока компонентов. Два из них -GLd 133 и GLd 13Ю встречаются почти с одинаковой частотой -46?; 52? соответственно и 2? образцов i asear аллель глиадинко-дкрувдего локуса GLd 1B11.

У образцов разновидности леукурум примерно в пропорции 56? и 44$ встречаются аллельные блоки компонентов съа 1В12 л GLd 1B13. Для разновидности гордеиформе характерны три типа аллелей - c,Ld- ни", GLd -jbi5 и GLd 1З16. Первые два аллеля характерны для 97? образцов, каждый из которых встречается с одинаковой частотой (49? и 48?). Третий аллельный блок компонентов характерен только для 3? образцов.

В отличие от глкадинкодирующих локусов GLd 1А н GLd 1B, локус GLá бА, контролируемый 6А хромосомой представлен такими же аллелями, которые встречаатся как у озимых твердых пшениц Украины, так к у коллекционных образцов твердой пшеницы Азербайджана. У разновидности апуликум встречаемость аллельных блоков компонентов GLd 6А4- 53%, GLd 6Л2 - 35?, GLd 6AJ — 7% И GLd 6А1 - 4?. У разновэдюс'Ги леукурук частота встречаемости аллелей GLd Саз --70?, GLd 6А1 - а GLd СА6 - 26?. В отличие от стих разновидностей, частота встречаемости блоков компонентов глиадика GLd 6А4 и GLd 6А2 практически одинакова (51? и 49%). Аллели GLd 6А7 й GLd 6Л8 встречаются очень редко, в оскэеноы у разновидности иглянопус, церулесценс и провинциале.

По глютенинкодирущик локусам GLt 1А каких-либо существенных особенностей не обнаружено. Как у сортов озимых твердых пшениц Украины, так и у коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана встречаются всего три аллельных состояния отого локуса « GLt .1Л0, GLt 1А1 и GLt 1А2.

У коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана, так se, как и у озимых твердых пшениц Украины в подавляющем большинстве случаев встречается нуллевой аллель GLt 1АО (когда на электрофореграмме отсутствует компонент белка).

Аналогичная картина наблюдается и по локусу GLt 1В. локализованному в длинном плече хромосомы IB. У разновидности апу-лахyv Слркк компонентов гтотенина GLt 1В1 встречайся в 83?, &

ОМ 132 - 12^.' Частота встречаемости этих блоков компонентов у разновидности гордеиформэ почти одинакова (52% и соответственно. ....

Елоки компонентов ВМ глютенина ОМ 1В1 и ом 1ВЗ у разновидности мелянопус встречается два типа блоков компонентов глютенина ем 1В4 и ем 1В5.

Редко встречающиеся разновидности твердой пшеницы мелянопус, церулссценс, леукомелан, александринум, провинциале, ли-бикум, нигробарбатум, нилотикум и обскурум отличаются по особенностям компонентного состава глиадина, кодируемые, локусамя съа 1А и сьа. 1ВДип электрофореграмм у них специфичен, практически для каждой отдельной формы.

Аналогичная картина наблюдается и по глптенинкодарузяцим локусам ом 1А и йМ 1В.

Наличие каталога блоков компонентов глиадана и глютенина, как .{энотиптеских маркеров аллельного состояния соответствующих локусов, позволяет записать по плектрофореграммам белков их генетические формулы, отражающие одновременно и генотип того или иного типа блоков компонентов по-этим локусам. В формуле указываются порядковыэ типы блоков компонентов по каталогу соответственно аллелям локусов в следующем порядке: оьа ча,

БЫ 13, Й1Л бА, ОМ 1А, СМ 1В.

С_^еди 280 образцов разновидности апуликум обнаружено 20 генотипов. Встречаемость их не одинакова. Наибольшие группы представляют генотипы: 10.5.4.0.1.- 17,10.10.4.0.1. - 1556; 10.9.2.0.1. - 13,9£ и 10.10.2.0.1. - 13,93!. Эти четыре группы образцов составляют 60,3?? от всех образцов разновидности апуликум.

В генетической формуле указываются характерные дяя данной группы образцов аллели глиадин- к глютенинкодируюцих локусов СИ 1А, 014 1В, ОМ бА, ОМ 1А, ОМ 1В.

Из полученных данных можно сделать вывод, что частота встречаемости и частота сочетаний аллельных блоков компонентов глиадика и глютенина коллекционных образцов разновидности апуликум, леукурум и гордеиформе различные. Кроме того, ЭФ анализ у коллекционных образцов разновидности мелянопус и церулесценс, представленные по одному образцу - провинциале, либикум, александринум, обскурум, леукомелан, нилотикум, валчнсия, нигробарбатум и саломонис показал, что злектрофореграммы специфичны

США

ошв

та

/ .5" 2 3 Ц

I I >• 1 е г I

Рис. 3. Каталог оллельных блоков компонентов глнаднна (а) н гдэтеннна (б), распространенных среди коллекционных образцов оаниоР твердой пыеницы Азербайджана.

для каадой разновидности. На ос!сании идентифицированных блоков компонентов гя»едина и глстсника и генетических формул образцов, составлен хаталог аллельных вариантов блоков компонентов глиадша и гдвтошша (рис. 3.).

ПОШОРФ1Ш ГЛИАДИНА И ГШГЕНИНА У КОЛЛЕКЩОНШХ ОБРАЗЦВВ ОЗОДОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ АЗЕРБАЙДЖАНА И ЕГО СВЯЗЬ С КАЧЕСТВОМ ЗЕРНА

В данной работе появилась возможность использовать такой подход изучения роли генетически об* глоьленного полиморфизма глхадина и глгэтенмма о определении некоторых показателе? качества зерна.

Тах, среди образцов твердой гшэницк разновидности леуку-рум представилось возмояным выделить две группы генотипов 12.15.6.1. к 12.15.3.1., которые отличается только по аллельным варианты* локуса с 14 6а. В каждой группе изучали по 12 случайно взятых образцов с одной и той же формулой клейковинных белков (табл. 2.). Статистическая обработка данных по критерия

Сп-глента догмк?аог, two р&зякчня epo^zsw з.'эчензгзв показателей явяяатся яздосуооерюшя.

' Среди образцов разновидное?': гордекферцэ удалось. свда®;я> пять групп ггнотипов, разлэтг-пгЛ'.1.'.ел пз йялелям CM 1В14» GLd 6А4 к GT.t 1В1,£табл. 2,). Выделекие только плти ?:шоз генотипов, а не восьми теоретически ояидаекых, свидетельствует о tosí, что взятая в «селедованкя гыборка образцов была недостаточно большой.

Из таблицы 3. видно, что раэл.ччия по массе 1000 зерен, содержании белка и хачеству клейковины ке достоверны. Все различия по этим показателям нах(.дились в пределах ошибки опыта. Так, »озно отметить, что присутствие в сс~таво глиадина блока компонентов глиадина GLd 6А4 приводит к некоторому снижению ссдераа. гл хлейковины и улучшению качеств? -глзйковинц.

Еще более четкие тенденции влияния ка эти показатели качества зерна проявляются в зависимости от ал тельного состояния локуса GLd 1В1, Так, присутствие аллеля oLd 1Bi4 по сравнению с аллелем GLd 1В15 приводит к увеличению содержания клейковины на 1,0—1,3% и к увеличению показателя ЗДК-1 на 0,4-2,0%.

Статистическая обработка данных содержания хлейковины из многолетнего опыта показывает на высокую статистическую достоверность этих различий (на 0,001% уровень значимости). Кроме того, между блоком компонентов глиадина GLd 1В14 и содержанием белка в зерне наблюдается положительная тенденция (табл. 3.) в оба года исследований.

Присутствие компонентов глютенина GLt 1Б2 у гечотипов, сопровоу .ается увеличением показателя ИГ*'-1 на 3,5% и 1,9% соответственно (табл. 3.).

В таблице 3. представлены показатели качества'зерна характеристики пяти типов генотипов коллекционных образцов озимой твердой пшеницы разновидности апуликум, а а табли1.з 4. результаты статистической обработки данных, как независимых выборок этой же разновидности. Сравнения образцов с аллелями OLt IB2 с образцами GM IBI показало, что присутствие аллеля Gbt IB2 у генотипов приводит к увеличению показателя ИДК-1. Из по-лученю-'< данных можно сделать зывод.о том, что присутствие блоков компонентов глютенина GLt 1В1 в генотипе приводи? я улучшению качества сьрзй клейковины.

Таблица 2.

Показатели качества зерна у генотипов коллекционных образцов озимой твердой . швеницы Азербайджана разновидности апулиаум, гордеиформе и геукурум (в среднем по 12 образцов каждого из типов)

Гокотяп по яо~ кусай ГЫасса 1000 Г Р) зерен ! Содержанку : зерне белка в 5« Содержание сироЯ клейковины, ¡Качество сырой ; клейковины, Г ед. ВДК-1

б ъ а

и 1В 6А -ч- : ЗВ 1990 : 1991 : 19°о : 1991 1990 1991 : 1990 : 1991

А п у л и к У м

10 9 10 10 10 5 10 10 10 10 4 4 2 4 2 I I 1 2 I 48,4 47,3 48.0 48.1 . 48,6 49,6 49.5 50,4 49.6 49,6 и.е » г АЧ.;. 14.5 14,2 14,7 14,9 15,4 15,2 15,7 15,9 32,2 34 6 34,7 34,4' г>/* £ НО,О 37,5 39,2 38,1 37,5 : 40,г 78,3 81,2 84,8 63,6 85.2 86 5 87,7 89,0 91.3

Л е у к у Р У м

12 12 12 ■ 12 - б 3 I I 45,8 46,3 47,4 47,3 т4,1 ¿4.1 15,2 14,9 34,7- ' 36,2 41,5 41,2 88,0 90,6 93,5 92,3

Гордеи 4 о р м е

13 15 13 15 13 13 13 14 4 2 2 4 2 I 1 2 I 1 48,9 49,4 49,2 49,2 49,4 50,9 50.6 51,0 49.7 50,0 15,2 15,1 15,2. 14,8 15,1 15,9 16,1 16,1 15,6 15,4 37,6 •33 6 39 I 36 3 37,9 42,4 42 8 42,6 41.4 41.5 89,2 91 9 92,7 88^ 90,2 92,7 94 2 . 94,6 92,3 91;4

ТгЗлииа.з-

Сравнение селекционной ценности ~.,1лзлеП глиадин- и • глютешпгкодирутецих локусоп у коллекцизнгътс образцов озимо.» твердой ¡жеикцы Азербайджана рмптовадностй гордепфориз

:Срав-

Сравнизаемые : нивае-:«не :группы и :образ-

генотипы : цов

аллели

СЫ 6А4 + вы 6А2

4-5

1-4

оы -вн ч- аы 1В15.

ОМ 1В1 + СМ 1В2 •

2-5

2-3

1-3

Масса

Гс,ч 1000

зерен

г

1990 ■<0.5

1991 +0,3

1990 -0,2

1991 -0,3

1990' -0,3

19?! +1,2

1990 0,0

1991 +0,6

1990 +0,2

1991 -0,4

1990 +0,7

1991 -0,1

Содержание

белка

+0,1 -0,2

' -0,3 +0,2

+0,4 . +0,3

0,0 0,7

-0,1 0,0

0,0 -0,8

:Содер-:Качество :г.а.ше : скрой :сырой :клейковн-:клейко4- ны : ьины : : : ВДК-1 : % :ед.

-1,0 -0,4

-1,1 -0,1

+1,3' +1,0'

+1,21 .1,3'

-0,5 +0,2

-1.5 -0,2

-2,7 -1,5

-2,2

+0,9

-1,2 +0,4

+1.7 +2,8

-0,8 -0,4

-3,5 -1,9

Примечание: я - достоверно при уровне значимости 4 «= 0,001

Таблица 4 .

Сравнение селекционное ценности аллелей глиадин- и гл&тешияодирупцих локусос у коллекционных образцов озгаой твердой гиеници Азербайджана разновидности сдудикуц

Сравниваемые аллели и генотипы

Сравни* ваемке: Год группы: образ-: цов :

Масса : Содер-:Содер-:Качес-

: яанио : жание: тво кле-

1000 : :клей- :йковины

зеран : бедка :ковины:

г. : % : % : ВДК-1

ОМ 1Б9 + ОМ 1В10 1-2 1990 +1,1 +0,5 -2,4 -2,9

1991 +0,1 -0,5 -1,7 -1,3

«Л 6А4 + СМ 6А.2 1-3 1990 т0,4 +0,1 -2,5 -2,5

1991 -0,8 -0,3 -0,6 2,5

ОМ 1В1 + СИ 1В2 2-4 1990 -0,8 -0,1 +0,2 -3,6

1991 -0,1 -0,3 +1,7 2,5

10.9.4.1+10,1012.1 1-5 1920 -0,2 -0,1 -4,4 -5,5х

1991 0,0 -1.0 -3,1 -«,1х

Примечание; х - Различия достоверны при уровне значимости

0,05.

Различия по этому признаку б IS90 году сосгамяли 3,6 единицы, а в 1991 г - 2 8. Так, из ?аблицы 4 видно, что наблюдается тенденция различий по содержания и качеству клейковины в зависимости от ачлелького состояния дьух глкадшпюдирувщих локусов СJjd 1В и GLd GA, а также глвтенинкодирует^го локуса GLt 1В. Сравнение генотипоз, различающихся одсовременно по двум локусам, статистически доказывает их влияние на качество клейковины. Так у генотипа 10.9.4.1. в 1990 году показатель 1ЩК-1 составлял 78,8 ед., а у генотипа 10.10.2.Х. - 83,8 ед. Различия в 5,5 ед. достоверны "а 0,05^-ном уровне значимости. В 1991 году эти величины составляли 85,2 ед. и 91,3 ед. соответственно, разность составила 6,1 ед. Эти данные подтверждают также общеизвестную большую роль аддкгидного взаимодействия генов у ппениц.

ВЫВОДЫ •

1. Изучение запасных белков глиадина и глютенина 630 коллекционных образцов озимой твердоГ пиеницч Азербайджана методами электрофореза в гсолигкриламиднсм геле покчэало, что гли-адин- и глютенинкодирующ-ле локусы GLd 1А, GLd 1В, GLd бв, GLd 6A, GLt iA u GLt IB генетически полиморфны.

2. Среди 630 образцов представленных 14 ботаническими разновидностями, идентифицированы аллелънче блоки компонентов у образцов апуликум 2, 3, 5, 3 и 2; у образцов гордеиформе 2, 3, 2, I и 2; у образцов леукурум I, 2, 3, 3 и 2; у обра?'гоз меля-нопус 2, 3, 2 и 2 и у образцов церулв! денс 2, 2, 2, 2 и 2, контролируемые локусемя GLd 1А, GLd 1В, GLd 6А, GLt 11 И GLt IB. У образцов Мелянопус 238/60 идентифицирована I аллель, у образцов Апуликум 6/68 тоже I аллель, контролируемые локусом GLd 6В.

3. У коллекционных образцов твердой пкеницы разновидности апуликум часто встречаются аллельныв блоки компонентов глиадина И глютенина GLd 1A10, GLd 1В9, GLd 1ВЮ, GLd 6A4, GLd 6A2, GLt 1AO, GLt 1B1 u GLt 1B2, у образцов разновидности гордеиг форме - 3Ld 1А13, GLd 1Б14, GL.» 1B15,'GLd 614, GLd 6A2, Gbt 1AO И GLt 1B1, GLt 1B2, у образцов леукурум - GLd 1112, GLd 1B12, GLd 1B13, GLd 613, GLd бАб u GLt 1AO, GLt 1B3, GLt 1B1. Все зти блоки компонентор глиадина и глютенина отличается от аллелей, встречающихся у сортов озкиой твердой пшеницы Украины

■ '•• 4. Частота векачаемости отдельных аалалей глаадкн- й глютвшишоаяруззцпх локусов среди гсоляе*циоиных образцов 'Азербай; сильно различайся.

5. Впервые коллекционные образцы твердой пшеницы Азербайджана классифицировании с помощью записи особенностей глиадина я глютеника в виде генетических форму*., отражающих аллельные СОСТОЯНИЯ шести локусов (GLd 1А, GLd IB, GLd 6A, GLd 6B, GLt 1A u GLt 1B), пять из которых являются кластерными. Частота сочетаний аллельных состояний этих локусов различна.

6. На основании идентификации блоков компонентов глиадина и глютенина и генетических формул для коллекционных образцов озимой твердой пшеницы Азербайджана составлен каталег аллельных блоков компонентов, распространенных среди этих образцов".

7. Установлена сопряженность блоков компонентов глиадина с содержанием и качеством клейковины. Так, участие в генотипе блох компонентов GLd 1В14 приводит к повышению содержания клейковины, ко ато но сопровождается улучшением качества клейковины по сравнению с генотипами блока компонентов ОМ IBI5 у разновидности гордеифорне.

8. Присутствие блок компонентов глкадкна GLd 1В9 и GLd 6А4 у генотипов разновидности апулихум сопровождается снижением содержания клейковины и улучшением ее качества. А присутствие двух аллельных блоков компонентов глиадина.GLd 1В10 и GLd 6А2 у образцов разновидности апулнкум повывает содержание клейкоЕкны и увеличивает показатель ЩК-1.

9..Установлено, что присутствие блок компонентов глютенина GLt 1В1 у генотипов коллекционных образцов улучшает показатель ЩК-1 по сравнению с блоком компонентов глютенина.

ПРАШЖСШ? гагаЕщцгш

1. На основе полученных данных рекомендуется использовать идентифицированные блоки компонентов глиадина и глютенина в генотипе по генетическим формулáM твердой пвекицы для определения гомо- и гетерозиготностн, ботанической чист-сты или био-тишгаеского состава к пра; (лького подбора родительских форм

в селекции на качество зерна.

2. На основе проведенных исследований можно рекомендовать для использования в селекции в виде маркеров высокого качества

аллельныэ блоки компонентов глиадина и глвтеияка ОМ 139, ОЫ 1В14, ОЫ 6М а схд 1В1 образцов ралювидкостя апуяикуи и гор-даиформв.

3. Рекомендуем использовать а селекции твердой пвз1ица на качество зерна образцы Апуликум "0/60; 274/60; 184/60; Леуху-рун 222/60; 263/60: Гордеиформе 368/60; 66/62; 15/68, которые по нахим даннь~м оказались самыми высококачестгенными.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТШЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Садыгов Г.Б. Полиморфизм глиадина и глютенина у коллекционных образцов озимой твердой пкеницы Азербайджана. Тезисы докладов Всесоюзной конференции молодых учёных "Современные проблемг' генетики и селекции с.-х. расг?и.;2п. Одзсса, ВСГИ, 1591, с. 40-41.

2. Садыгов Г.Б. Гибридологический анализ запасных белков глиадина и глютенина у коллекционных образцов твердой пшеницы Апуликум 4/61. Вестник БГУ, Баку, 1992, & I, с. 15-19.

3. Садыгов Г.Ь. Гибридологический анализ глиадина и глютенина в зернах полученных от скрещивания сорта Коралл и образца Ыелянэгг/; 66/68. -Материалы Международного совещания

"По молекулярно-генетическим маркерам растений". Киев, 1994. с. 31.

4. Садыгов Г.Б. Гибридологический анализ глиадина отдельных зерен Рт, полученных от скрещивания сорта Парус и образца Апуликум 4^61. -Материалы Республиканской конференции молодых ученых и сг'циалистов Азербайджанской Республики. "Интенсификация сельского хозяйства". Баку, 1994, с. 25.

I Т 1 к сгз

Сои ваманлар ¿тксэх хеЗфиЗЗэтлл сортларыи Зарадылнаеывда кюОэвя кенетиканын т.дгигат методларынданхенип истифадэ едилир. Полиакриланид хелдэ' електрофоретик анализин кеыэ,)и илэ Азэрба^ал' па.1кзлыг бэрк бурда коллекси^а ну.-унэлзринин глиадчн вэ гл,)гтешш зулалларынын полиморфизыи в^ронилмищдир.

Ишин эсас мэгсзди. 630 коллекс^а нтмунэснндэ глиадин вэ глдутенин эулалларыиын полиморфизминин , онларын ирси кечыэси гану-на уорунлурунун е^энилмэси, бу зулалларын компонентлэринин дэнин ке^фадэти илэ элагэсинин муэ^'энлэшдирилмэси.

Тэдгигатнн елми]енили,|и ы практики эЬэми,1лэти. Азэрба^чаши бэрк бурда коллексидасы нумунэлрриндэ илк дэфэ олараг глиадин вз глjYтвнин кодлашдыран локусларынкенетик нэзаозти е^рэнилмишдир.

Ьибридоложи анализ нэтичэсиндэ ¿¡ени глиадин вэ гл^утенин аллел компонентлгр блоклары идентификаси^а олунмуш вэ коллокси^а нгмунэлэриндэ раст хэлинэн аллел коипзноьтлэ^ блокларшшн каталогу тзртиб едилыишдир.

Коллекси^а нгыунэлэривдэ глиадинин 01Л 1А, оьа 1В вэ ОТЛ 6А гл^ттенинин исэ йъь 1А вэ ом 1В локусларынын аллел коыпоиентлэр блокларынын раст кэлмэ теэлиди вэ онларын кенотипдэ раст кэлмэси-нин мухтэлифшди ыуэ,дон едилмищдир.

Глиадин вэ гл^утенинин аллел коыпонентлэр блоклары илэ кле,]-ковинанын «и г дары вэ ке^Ьи^эти арасында гаршылыглы элагэ еорэ-нилмивдир.

Глиадинин ил 139, МЛ 1В14 вэ .ИЛ 6А4 коыпонентдэр блоклары илэ дэндз зулалын ыигдары арасында юс бэт ме,)ил, 01Л 1ВН компонент'л эр С оку »:л=> клеоковинанын ыигдары ; э ИЛ 1В9, ОМ 6А4 вэ йМ -1В1 компонентлзр блоклары илэ кле^овинанын хедфи^эти арасында тсбэт корреллатив олагэ муэлзэн едилмищцир. . '•-

Луксэк квстэричилэринэ /кеофи^эт/ керэ бэрх бурда . коллекси^а нуцунэлэриндэн Апулихум 1Ю/60, ¿74/60, 164/60, Де„ луруы 222/60, Ьордеиформе 366/60, 66/62 вэ 15/66 бу нуыунэлэр сечилыюадир вэ онлар селекс^а ишинэ тэвси,Уэ едилммшдир.

i tuirjr :

Rtsareh of the atoran glladla Cad gluteals pr-. tala Pollnorphisa of ti» winter head Wheat Aearbaljaa ■tapias •ad applying of pollaorflsa la aalaetloa.

Sadlgor G.i,

Gana tica and salaatlon Institute cf Asarbaljan Aaadaay of aelanoea

Baeantly lioehenlsal gen»tica la widely used to ereata high quality wheat aorta. The atudy of wheat through the glladin and glutenln allows to get exact - .iforrantion about Its genotype.

The naln purpose of the work. To defemine the poljnopphyso of glladin and glutenln to study the regularity of their inheretlvs development and to deternlne the conponen ta of these proteins with the quality of the grain.

The scientific novelty and practical use of the investigation.

Kor the flrnt tine the genetic control of locus coding the glladin and glutenln in the hard wheat collection samples In Azerbaijan has been eiudle.l of a renult of hubrldologlcal analysis new glladin and glutenln allel block components has been mads their catalogue of ocurrence of GLd 1A, GLd 1D, GLd 6At GLt 1A, GLt IB In collection uaraples In different.

Use positive correlative relation between tha OM 1B9» 0L4 1B14, GLd 6A4 bloks af glladin and protein, GLd 1B14 blcke of componente at the quaull ty of glutein has been determinad.

According to their high agricultural quality Apulleua 1S0/60, 274/60, 184/60, leucurua 222/60, 268/60, gordelforne 368/60, 66/62 and 13/68 and they have bsen recomendad to th* aeleetlv» work.