Создание системы генетических маркеров твердой пшеницы (T. durum Desf.) и ее применение в научных исследованиях и практических разработках

Кудрявцев, Александр Михайлович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Создание системы генетических маркеров твердой пшеницы (T. durum Desf.) и ее применение в научных исследованиях и практических разработках
ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Создание системы генетических маркеров твердой пшеницы (T. durum Desf.) и ее применение в научных исследованиях и практических разработках"

На правах рукописи

□03056065

---------------- -V»'f

Кудрявцев Александр Михайлович

Создание системы генетических маркеров твердой пшеницы (Т. durum Desf.) и ее применение в научных исследованиях и практических разработках.

03.00.15 - генетика

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва 2007

003056065

Работа выполнена в Лаборатории генетики растений Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН

Научный консультант:

доктор биологических наук Пухальский Виталий Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Гапоненко Александр Константинович доктор биологических наук Гостимский Сергей Александрович доктор биологических наук Мережко Анатолий Федорович

Ведущая организация:

Кафедра генетики и селекции Биолого-почвенного факультета Санкт-Петербургского государственного университета

Защита состоится "_" 2007 г. в _часов на

заседании Диссертационного совета Д002.214.01 при Институте общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН по адресу: 119991, Москва, ул. Губкина, д. 3. Факс: (495)1328962.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, по адресу: 119991, Москва, ул. Губкина, д. 3.

Автореферат разослан "_"__2007 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических наук

Г.Н. Полухнна

Общая характеристика работы Актуальность темы диссертационной работы

Твердая пшеница Т. durum Desf. является важнейшей сельскохозяйственной культурой занимающей по посевным площадям среди пшениц второй место в мире после мягкой пшеницы. Однако этот вид остается относительно неисследованным с точки зрения генетики. Только в последнее время появились работы, касающиеся вопросов генетического маркирования сортов твердой пшеницы (с использованием ДНК маркеров), вопросов ее происхождения и биоразнообразия. Создание системы генетических маркеров для твердой пшеницы, адекватно отражающей и описывающей биологическое разнообразие вида, позволяет быстрее и проще решать ряд задач чисто научного и прикладного характера, встающих перед исследователями, работающими с этой культурой. К таким задачам можно отнести:

• Идентификацию генотипа (сортовая идентификация);

• Изучение биотипного состава гетерогенных сортов и популяций;

• Оптимизацию сохранения коллекций пшениц ex situ в семенных банках;

• Генетический мониторинг популяций при сохранении on farm;

• Описание биоразнообразия и динамики его изменения;

• Сравнение географически разделенных популяций;

• Изучение филогении пшениц и родословных сортов;

• Маркирование генов хозяйственно-значимых признаков и маркер-ассощшрованный отбор в селекционной практике;

• Идентификацию чужеродных примесей и очистку от них сортов в процессе семеноводства.

Адекватная система генетических маркеров может быть использована также для решения многих других задач генетики и селекции твердой пшеницы, в частности, для быстрого анализа коллекций, на предмет поиска доноров новых генов интересных в хозяйственном отношении. Важным вопросом практического использования систем генетических маркеров остается вопрос "квалификации персонала" - исследователей, обладающих достаточным опытом работы и конкретным знанием всего разнообразия маркеров, составляющих систему. В связн с этим актуальным остается вопрос создания компьютеризированных систем и программ, позволяющих автоматизировать процесс распознания аллельных вариантов генетических маркеров в генотипах сортов.

Цель и задачи исследования

Основной целью диссертационной работы являлось создание системы генетических маркеров яровой твердой пшеницы (Г. durum Desf.), объединяющей взаимодополняющие маркеры разной природы (гены, белки, ДНК) и пригодной для решения разнообразных задач при проведении научных исследований или реализации практических разработок, выполняемых па этой культуре. Исходя из цели работы, были поставлены следующие задачи:

1. Определить хромосомный контроль и характер наследования генов запасных белков зерновки - глиадинов и глютенинов. Описать полиморфизм по локусам глиадин и глютенинкодирующих генов у сортов и форм яровой твердой пшеницы.

2. Описать полиморфизм яровой твердой пшеницы по изоформам фермента а-амилазы.

3. Провести анализ генетического сцепления между биохимическими маркерами (глиадинами) и морфологическими маркерами (генами, определяющими окраску и опушение колоса).

4. Провести анализ и описание полиморфизма твердой пшеницы по RAPD маркерам и определить праймеры, максимально выявляющие межсортовое разнообразие у этой культуры.

5. Провести анализ и описание полиморфизма сортов яровой твердой пшеницы по микросателлитным (SSR) локусам и определить наиболее полиморфные из них.

6. Показать возможность применения выявленных маркеров в качестве удобного инструмента при проведении научных исследований в области описания и сохранения бпоразнообразия твердой пшеницы, а также в филогенетических исследованиях.

7. Показать применимость данных маркеров при решении практических задач народного хозяйства и их использование в селекции и семеноводстве.

8. Разработать подходы к автоматизации методов распознавания генетических маркеров белковой природы по их электрофоретичсским спектрам.

Научная новизна

Впервые проведено изучение генетического контроля и характера наследования глиадина (запасного белка зерновки) у твердой пшеницы Т. durum Desf. Выявлено четыре глиадинкодирующих локуса, расположенных на хромосомах первой и шестой гомеологических групп. Показан сцепленный характер наследования компонентов глиадина, контролируемых генами, входящими в один локус. Описан полиморфизм глиадина и составлен каталог аллельных вариантов блоков компонентов глиадина. Выявлены семейства блоков компонентов глиадина твердой пшеницы. Показано, что

аллели глиадшпсодирующих генов могут быть использованы в селекционном процессе в качестве генетических маркеров ряда хозяйственно значимых признаков (качества продуктов переработки твердой пшеницы). Эти же маркеры могут быть использованы при идентификации сортов и определения их чистоты в семеноводстве - созданы каталоги эталонных спектров сортов твердой пшеницы, районированных в России.

Впервые описан полиморфизм твердых пшениц по изоферменту а-амилаза.

Впервые установлена величина генетического сцепления между генами, контролирующими морфологические признаки колоса (его окраску и опушение) и локусами глиадинкодирующих генов. Показана возможность использования морфологических генов в качестве маркерных в селекционном процессе при селекции па качество.

Впервые изучен полиморфизм российских твердых пшениц с использованием ДНК маркеров - вв!* и ЯАРБ и проведено сравнение кластеризации по генетическому родству, вычисленному на основании этих маркеров, с кластеризацнями, проведенными на основании коэффициентов родства по родословным. Показана "условная" возможность использования ИАРБ и невозможность использования маркеров при анализе родословных сортов твердых пшениц.

Впервые с помощью глиадиновых маркеров показаны высокая степень родства А геномов у твердой пшеницы и других представителей рода и менее близкое родство их В геномов. Высказана и подтверждена экспериментально гипотеза о полифилетическом происхождении Л генома полиплоидных пшениц.

Впервые применен метод использования искусственных нейронных сетей при анализе элсктрофоретических спектров глиадпна. Доказана принципиальная возможность автоматизации процесса расшифровки электрофоретических спектров глиадина, что открывает путь к автоматизации процесса идентификации сортов пшеницы н их сортовой чистоты в системе семенного контроля.

Практическая ценность работы

Генетические маркеры, выявленные и описанные в работе, могут быть успешно применены в различных областях научной и хозяйственной деятельности, так или иначе связанных с использованием или изучением твердой пшеницы:

В области частной и популянионной генетики твердой пшеницы данная система перспективна при картировании различных генов, для маркирования участков хромосом, при изучении популяционной структуры и динамики ее изменения в

пространстве и времени у групп сортов и местных форм, при изучении родословных сортов и филогении рода Triticum L. в целом, а также в ряде других областей.

В области сохранения биоразнообразия твердой пшеницы данная система позволяет оптимизировать методы сохранения коллекций ex situ и on farm, снизить затраты труда и контролировать динамические популяционные процессы, происходяшие в этих коллекциях.

В области селекции использование данной системы позволяет проводить предварительный скрининг коллекций сортов и образцов для поиска доноров новых аллелей генов хозяйственно-цепных признаков, при селекции твердой пшеницы на качество и при создании гепетически выровненных, однородных сортов.

В области семеноводства предложенные генетические маркеры могут быть полезны при отборе типичных растений (для гетерогенных сортов - в заданных пропорциях биотипов), при закладке первичного питомника размножения, а также для контроля чистоты ведения семеноводческого процесса на всех его стадиях, начиная от суперэлиты и кончая последними репродукциями.

В области торговли семенами и товарным зерном наиболее очевидное применение данной системы и, в первую очередь, глиадиновых маркеров, связано с определением сортовой чистоты и сортового соответствия коммерческих партий семян (зерна). Разработка основ автоматизации анализа электрофоретических спектров глиадина с применением искусственных нейронных сетей позволяет вплотную подойти к созданию приборного комплекса и программного обеспечения, пригодного для использования в региональных лабораториях семенного контроля персоналом, не обладающим специальными знаниями в области генетики запасных белков.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Создана система генетических маркеров твердой пшеницы (Г. durum Desf.), объединяющая взаимодополняющие маркеры разной природы: биохимические (белки -запасные белки глиадин и глютенин, изофермент «-амилаза), морфологические (гены, определяющие морфологические признаки колоса окраску и опушение) и молекулярные (фрагменты ДНК - RAPD маркеры н микросателлитные маркеры (SSR)), которая позволяет успешно решать ряд научных и практических задач, связанных с изучением и использованием этого вида.

2. Полиморфные запасные белки зерна - глпадины являются наиболее удобными генетическими маркерами для идентификации сортов твердой пшеницы и оценки сортовой чистоты партий коммерческих семян этой культуры.

3. Генетическая гетерогенность сортов и популяций твердой пшеницы является важным компонентом биоразнообразия этого вида, сохранение которого, в настоящее время, практически невозможно без постоянного мониторинга, проводимого с использованием системы генетических маркеров.

4. Применение искусственных нейронных сетей на настоящий момент является наиболее приемлемым подходом к автоматизации распознания аллельных вариантов блоков компонентов глнадина в электрофоретических спектрах сортов твердой пшеницы, что, в свою очередь, открывает возможности автоматизации методов оценки сортового соответствия и сортовой чистоты в партиях семян этой культуры.

5. В современных сортах твердой пшеницы наблюдается снижение генетического разнообразия но сравнению с разнообразием, наблюдаемым в популяциях местных сортов этого вида и у мягкой пшеницы. Это, с одной стороны, вызвано жесткими технологическими требованиями, предъявляемыми к этой культуре, с другой стороны -активной политикой международных селекционных центров, продвигающих в производство свои перспективные линии.

6. При выборе генетических маркеров, адекватно описывающих биоразнообразие сортов твердой пшеницы и, особенно, генетические расстояния между сортами, необходимо проводить дополнительные исследования, поскольку разные типы маркеров могут дать разные, порой противоречивые результаты. Данное явление, по видимому, отражает мозаичность структуры генома и относительную независимость путей эволюции признаков, контролируемых его не сцепленными участками.

7. Филогенетически А геномы твердой и мягкой пшениц близки. Они полифилитичны по своему происхождению, то есть происходят от нескольких диплоидных доноров (сходных у этих видов) и попали в полиплоидные пшеницы в результате нескольких актов аллополиплоидизации.

Апробация работы

Результаты работы были доложены: а) В устных докладах на конференциях:

1) 4-6 октября 2001г. (С. Петербург) PENGIB 2 (Pan European Network on Genetic Indicators of Biodiversity (second workshop)) - лекция "A comparison of the genetic distances between Russian durum wheat varieties calculated using RAPD method and the pedigree analysis"

2) Man 2002 г. (Москва) конф. "Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики и медицины" (ИВТН-2002) - доклад «Создание генетических баз

данныхи экспертных систем для решения прикладных задач генетики и селекции ««пользованием нейросетевых технологий». Москва Май 2002) (совместно с Руанетом В.В. и Дадашевым С.Я.)

3) 9 декабрь 2005 г. (Москва) Седьмое Вавиловское чтение - лекция «Экспедиция Н.И. Вавилова в 1929 г. и современность: "Эфншшп 80 лет спустя"».

4) 8-10 ноября 2006 г. (С.-Петербург) II Международный конгресс «Зерно и хлеб России» - доклад: «Перспективы использования метода электрофореза глиадина в системе контроля сортовой чистоты семян пшеницы» (совместно с Драгович А.Ю. и Упелниеком В.П.)

5) 4 - 5 декабря 2006г. (Москва) Третья международная научно-практическая конф. «Актуальные вопросы инновационной деятельности в биологии и медицине»- доклад «Анализ сортового соответствия зерна» (совместно с Янковским Н.К.)

6) В виде постерных сообщений на следующих симпозиумах, конференциях и съездах: All-Union cereal crops biotechnology conference (Alma-Ata, USSR,1988); Седьмой всесоюзный симпозиум «Молекулярные механизмы генетических процессов» (Москва, СССР, 1990); Seminar on Durum Wheat Quality in the Mediterranean Region, Zaragoza (Spain), 17-19 November 1993; Convegno annuale Societa' Italiana di Genetica Agraria Italy (1995, 1996, 2006); The International Conference on Science and Technology for Managing Plant Genetic Diversity in the 21st Century" (SAT 21), 12-16 June 2000, Kuala Lumpur, Malaysia; VIII Съезд генетиков и селекционеров республики Беларусь, 23-25 июля 2002 г., г. Минск; 2-я конференция Московского общества генетиков и селекционеров им.

H.И. Вавилова «Актуальные проблемы генетики», посвященная 115 - летаю со дня рождения академика Н.И. Вавилова, Москва 20-21 февраля 2003 г, 10th International Wheat Genetic Symposium, Paestum, Italy 1-6 September 2003.

в) В лекциях, прочитанных по приглашениям зарубежных коллег (с оплатой за счет принимающей стороны):

I. Июль 1993 год, Италия, Университет г. Палермо и Институт зерновых культур -секция Сант-Анджело Лоднджиано (Милан) - лекция "The blocks of durum wheat gliadin components and their use as genetic markers".

2. Сентябрь 1995 г. Италия, Институт Агрономии заморских стран лекция: "The genetic markers of wheat and their use in breeding process: I - Gliadin and Glutenin genes"

3. Июль 1998 г., Италия, Университет Флоренции, факультет сельского хозяйства лекция The study of lethal and gliadin-coding genes in conncction with use and conservation of wheat biodiversity (совместно с B.A. Пухальскнм)

4. Октябрь 2004 г., Китай, Пекинский сельскохозяйственный колледж - лекция "Genetic Markers of Wheat and their use in breeding practice and genetic researches" г) На межлабораторных семинарах ИОГен РАН

Личный вклад автора

Все результаты представленные в работе получены при непосредственном личном участии автора в период с 1985 по 2006 год в результате научных исследований, проведенных им в Институте общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, в Институте агрономии заморских стран (Флоренция, Италия), а также на базе лабораторий, участвовавших в международных научных проектах. Автор приносит глубокую благодарность С.Я. Дадашеву, H.H. Илличевскому, С.П. Мартынову, В.В. Руанету и В.П. Упелниеку, в тесном сотрудничестве с которыми были выполнены некоторые разделы работы. Особую признательность автор выражает д.б.н., профессору В.А. Пухальскому за его многолетнюю поддержку всех исследований, выполненных по теме работы, а также за критические замечания и полезные советы, высказанные в процессе написания данного труда.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов и обсуждения, выводов, заключения, списка цитируемой литературы и одного приложения. Работа изложена на 305 страницах машинописного текста, включая 35 таблиц и 31 рисунков.

Основное содержание работы: Глава 1. Обзор литературы

Обзор литературы включает три основных раздела: 1) Общая характеристика генетических маркеров растений; 2) Генетические маркеры пшеницы; 3) Области применения генетических маркеров в исследованиях выполненных на пшенице. В обзоре проводится анализ литературных данных более чем 500 отечественных и зарубежных источников (монографий, обзоров, оригинальных статей).

Глава 2. Материалы и методы

Материалы

Сорта современных твердых пшениц, использованные в работе, были получены из коллекции ВНИИР им. Вавилова (С.-Петербург), коллекции Института зерновых культур (Istituto Sperimentale per la Cerealecuitura), Рим, Италия; коллекции

международного селекционного центра ICARDA; коллекции Института сохранения биоразнообразия (Institute of Biodiversity Conservation), Аддис-Абеба, Эфиопия; Института сельскохозяйственных исследований региона Оромия (Oromia Agricultural Research Institute); от авторов и орнгинаторов сортов. Дисомно-замещенные линии сорта Langdon присланы их создателем доктором L.R. Joppa из Northern Crop Sei. Lab. (USA). Все гибриды получены автором настоящей диссертации в процессе полевых работ. То же относится к линиям сорта Харьковская 7.

Методы

Нативный электрофорез в полиакриламидпом геле глиадинов и а-амилаз; SDS -электрофорез глютенинов; RAPD ампликонов в агарозном геле и электрофорез микросателлитов в денатурирующем полиакриламидном геле были выполнены в соответствии со стандартными методиками. То же касается процедур подготовки проб, выделения ДНК и проведения реакций амплификации (Дарканбаев с соавт., 1980; Joshi and Nguyen HT,1993; Laemmli, 1970; Metakovsky, 1994; Röder et al., 1998). Краткое описание математических методов, непосредственно связанных с полученными результатами приводится в тексте автореферата.

Глава 3. Генетические маркеры твердой пшеницы, хромосомная

локализация, наследование и полиморфизм.

В этой главе приведены полученные автором результаты по выявлению и описанию генетических маркеров различных типов у яровой твердой пшеницы.

3.1. Глиадины

3.1.1. Хромосомная локализация глиадинкодирующих генов

Для установления хромосомной локализации генов, контролирующих индивидуальные компоненты электрофоретического спектра глиадина твердой пшеницы, был использован набор дисомно-замещенных линий сорта Langdon. В каждой такой линии та или иная пара хромосом твердой пшеницы геномов А или В заменена на гомеологичную пару хромосом D генома мягкой пшеницы сорта Chinese Spring. Очевидно, что если в линии замещены хромосомы, несущие глиадинкодирующие гены сорта Langdon, то в электрофоретическом спектре такой линии должны исчезать те белковые компоненты спектра сорта Langdon, которые эти хромосомы контролируют, и появляться компоненты, кодируемые генами привнесенных хромосом D генома сорта Chinese Spring. Такие отличия от спектра сорта Langdon наблюдались только в четырех линиях, в которых произошла замена хромосом первой и шестой гомеологических групп (линии LDN 1D(1A); 1D(1B); 6D(6A); 6D(6B)). В целом, в результате анализа дисомно-замещенных линий сорта Langdon

удалось установить хромосомный контроль 18 из 23 компонентов электрофоретического спектра глиадина этого сорта. Данный анализ не позволил определить, в каком плече хромосомы расположены глиадинкодирующие локусы, поскольку происходит в дисомно-замещенных линиях полная замена хромосомы (а не ее плеч). Однако, по аналогии с мягкой пшеницей, можно предположить, что глиадинкодирующие локусы расположены на коротких плечах хромосом.

3.1.2. Характер наследования глиадинкодирующих генов

Характер наследования компонентов глиадина сорта Langdon был определен при анализе зерен полученных от скрещивания сортов Langdon х Леукурум 1805. Сорт Леукурум 1805 был подобран в качестве пары в скрещивание к сорту Ьа1^оп, поскольку у этих сортов наблюдается наименьшее перекрывание компонентов электрофоретических спектров. Анализ 75 зерен Г: показал, что все компоненты, за которыми можно следить в расщепляющихся спектрах потомства, и которые контролируются у сорта Ьап^йоп генами, расположенными на одной хромосоме, как и у мягкой пшеницы (Созинов, 1985, ¡\letakovsky, 1992) всегда наследуются сцеплено, блоками, то есть всегда либо присутствуют вместе, либо отсутствуют в спектрах зерен Кг. В результате, в этой гибридной комбинации удалось проследить за наследованием 18 из 23 компонентов спектра сорта Ьаг^оп. Характер наследования пяти компонентов в данном скрещивании пе удалось определить, поскольку на них накладываются компоненты сорта Леукурум 1805. Компоненты спектра каждого сорта, контролирующиеся генами, локализованными па разных хромосомах, наследуются независимо друг от друга. Установлена аллельность и кодоминантность глиадинкодирующих гепов, контролирующих блоки, идентифицированные у двух сортов (таб. 1).

Таблица. 1 Распределение зерен скрещивания 1-апдс1оп х Леукурум 1805 по фенотипическим классам в зависимости от присутствия или отсутствия в спектре блоков компонентов.

Локус Распределение аллелей теоретическое и (фактическое) х2 Вероятность

Langdoп Гетерозигота Л сук. 1805

вИ-А1" 1(20) 2(33) 1(22) 1,18 />>0,50

ап-л2" 1(16) 2(35) 1(24) 2,04 Р>0,20

с, П-В Iй 1(15) 2(41) 1(19) 1,07 ^>0,50

СН-В2" 3(59) 1(16) 0,53 ,Р>0,20

3.1.3. Полиморфизм по локусам глиадинкодирующих генов и генетическая

номенклатура для их обозначения.

Анализ других межсортовых скрещиваний, а также изучение обширной коллекции современных сортов твердой пшеницы из разных стран мира и локальных популяций (landraces) позволили описать полиморфизм этой культуры по локусам глиадинкодирующих генов и составить каталог аллельных вариантов блоков компонентов глиадпна (рис. 1). Был выявлен дополнительный локус глиадинкодирующих генов на хромосоме 1В, контролирующий два компонента глиадина в и - зоне спектра (медленно подвижные компоненты) и рекомбинпрующий с основным локусом глиадинкодирующих генов. Однако точного генетического расстояния между этими двумя локусами установить не удалось. Для обозначения аллельных вариантов блоков компонентов глиадина твердой пшеницы была разработана система генетической классификации, основанная на международных правилах обозначения аллелей. Типичная запись блока Gli-A2da, например, означает, что данный блок компонентов контролируется глиадинкодирующим локусом, расположенным на хромосоме 6А (на хромосоме 1А расположен локус GH-AI). Латинская буква ä (durum) показывает, что данный блок компонентов обнаружен у твердой пшеницы. Следующая латинская буква (в данном случае а) присваивается конкретному аллелю. Дополнительный локус на хромосоме 1В был обозначен как Gli-BSd.

В целом, на настоящий момент выявлено (включая аллели, найденные в локальных сортах - популяциях): 10 аллельных вариантов блоков компонентов глиадина, контролируемых локусом Gli-Ald\ 12 - локусом Gli-BJd; 20 - Gli-A2d и 20 -локусом Gli-B2d и два аллеля по локусу Gli-B5d (один из них ноль-аллель). Блоки, контролируемые одним локусом, различаются по подвижности, числу и интенсивности составляющих их компонентов.

3.1.4. Семейства блоков компонентов глиадина

Сравнение компонентного состава аллельных вариантов блоков позволило установить, что некоторые из них могут быть весьма сходными по строению, то есть иметь несколько компонентов, идентичных по электрофоретической подвижности и интенсивности. Например, блоки, группы Gli-A2dg - s (рис. 1) очень похожи один на другой и отличаются по присутствию и (или) изменению подвижности 1-2 компонентов. Так блоки Gli-A2'1g и GH-A2äk отличаются только по подвижности одного

вИ-А!"1

а *

Ю Щ

-н

□

f е

с ь

вИ~В2а

а эЬ

сс/

'а ь С са сЬ д

за , а ай

Ь г с а?

о оа Ь Ье МЬд ] V I 1э

? п

а1-А2с

Ь ьа с сГс/а 663 ^

д 93 к ка „к о дс

{а

в п

Рисунок. 1 Сводный каталог агшельных вариантов блоков компонентов глиадина твердой пшеницы. В качестве эталона сравнения дано схематическое изображение электрофоретического спектра глиадина сорта 1_алдс!оп.

компонента (пятого сверху в блоке). В то же время, вся данная группа блоков существенно отличается от других блоков и групп блоков, контролируемых локусом GU-A2'' (например, группы Gli-A2da - d). Ни один блок из первой группы не имеет ни одного сходного компонента с любым из блоков второй группы. Группы сходных блоков были определены как семейства блоков. С помощью двумерного электрофореза было показано, что индивидуальные компоненты глиадпна, входящие в состав блоков одного семейства и одинаковые по электрофоретической подвижности в первом измерении, имеют одинаковую молекулярную массу. Более того, одинаковую молекулярную массу имеют также и те компоненты, по подвижности которых различаются блоки одного семейства. В то же время блоки, входящие в разные семейства, имеют принципиально различный тип строения па гелях двумерного электрофореза. Можно предположить, что образование нового блока в семействе из блока-предшественника происходит в результате замены отдельных аминокислот или незначительной делсции (инсерции) в полипептидной цепи того или иного глнадина. В результате этого меняется заряд (коцформацня) белковой молекулы (но не ее молекулярная масса), что и приводит к изменению подвижности компонента блока в одномерном электрофорезе.

3.2. Полиморфизм по локусам глютенинкодирующих генов

Методом электрофореза в SDS -содержащем геле был изучен компонентный состав высокомолекулярного глютенина (ВМГ) 158 сортов мировой коллекции твердой пшеницы из Алжира, Испании, Италии, Канады, США и СССР, а также из международного селекционного центра ICARDA. Кроме того, был изучен компонентный состав ВМГ дисомно-замещенных линий сорта Langdon, с помощью анализа которых установлена хромосомная локализация генов, кодирующих синтез этого белка. В результате анализа полиморфизма ВМГ, а также гибридологического анализа выделены блоки субъеднниц ВМГ, кодируемые генами хромосом 1А и 1В. Составлен каталог этих блоков, который включает 3 варианта блоков компонентов по 1А хромосоме - локус Glu-Ald (в т.ч. нуль-аллель) и 8 вариантов блоков по 1В хромосоме - локус GIu-Bld (рис. 2). В исследованной выборке сортов по 1А хромосоме наиболее распространены аллели Glu-JAdd (40%) и нуль-аллель (50%), по хромосоме 1В-Glu-lBdd (35%), Glu-lBde (30%), Glu-lBdb (25%). Остальные аллели вариантов хромосомы 1В встречаются относительно редко. При сравнении вариантов блоков субъединиц ВМГ у двух видов пшениц - твердой и мягкой было установлено, что все

блоки, контролируемые хромосомой 1А твердой пшеницы, имеют аналоги среди блоков 1А мягкой пшеницы. При сравнении блоков, контролируемых хромосомой 1В, было выявлено 5 блоков, которые оказались идентичны по составу субъедипиц у мягкой и твердой пшениц (я, Ь, с!, е, р). В то же время у твердой пшеницы имеются блоки, контролируемые хромосомой 1В, которые не встречаются у мягкой пшеницы ((¡,

аи-А1а аи-в1а

аЬ\йаЬре д б г

яивиа

аи-А1о - ноль аллель

Рисунок 2. Блоки компонентов тютенина твердой пшеницы, контролируемые локусами генов хромосом 1А и 1В.

3.3 Полиморфизм а - амилазы яровой твердой пшеницы

При исследовании полиморфизма а-амилазы среди 170 современных сортов яровой твердой пшеницы (из разных регионов мира) обнаружен очень низкий уровень полиморфизма по исследованному ферменту. В противоположность мягкой пшенице - выявлепо только три варианта зимограмм. При этом 165 сортов твердой пшеницы оказались идентичными по зимограммам а-амилазы (рис. 3 , вариант "а"), 5 сортов имели другой тип спектра: 4 сорта - вариант "б" (по 5 зерен на сорт) и один сорт - вариант "в" (5 из 6 исследованных зерен). Полученные на одной пластине геля зимограммы а-амилазы мягкой и твердой пшеницы (рис. 3) показали, что два из трех типов спектра а-амилазы твердой пшеницы полностью состояли из изозимов, похожих на встреченные среди мягких пшениц. Один спектр твердой пшеницы (образец к-17722, Греция) включал дополнительный изозим в зоне низкой электрофоретической подвижности (рис. 3, компонент X), не встречавшийся при анализе спектров мягких пшшиц. Сравнение зимограмм также позволило выявить совпадение подвижности изозимов, контролируемых хромосомами А (рис. 3, компоненты 4 и 10) и В

(компоненты 3 и 11} геномов мягкой пшеницы с из озимями твердой пшеницы. Это является примером проявления закона гомологически* рядов в наследственной изменчивости на уровне биохимических маркеров и аргументом в пользу родственности А и В геномов у двух видов. Изозимы, контролируемые у мягкой пшеницы I) геномом, отсутствуют на знмограммзх твердой пшеницы.

Низкий полиморфизм а-амидаз, выявленный у тверды* пшениц, не позволяет, в отличие от мягкой пшеницы, использовать эти инзимы в качестве удобных генетических маркера.

' - 1

* 1 х 3

4 5 6 7 - —--

8 7.0 II + -

МП а 5 в

Рисунок 3, Типы зимограмм (фотография - слева и схема - справа) а-амилазы, выявленные в современных сортах твердой пшеницы (а, б, в - варианты зимограмм твердой пшеницы; МП - эимограммэ а-амилазы мягкой пшеницы).

3.4. Гены, контролирующие морфологические признаки колоса - опушение

(Нд) и окраску (ЯдЛ

Известно, что доминантный теп контролирующий красную окраску колоса пшеницы, расположен в коротком плече хромосомы 18, а доминантный ген контролирующий опушенность колосковых чешуи - в коротком плече хромосомы !А. Рецессивные аллели этих генов (г^ и !г%) детерминируют, соответственно, белую окраску и неопушенность колоса. В этих же илечах хромосом у мягкой пшеницы расположены локусы г ли адин кодирующих генов. Закон гомологии позволил предположить, что подобная организация генома имеет место и у твердо» пшеницы.

Анализ сцепления между генами, определяющими морфологические признаки колоса, и гЛнадинкодирующнми генами у твердой пшеницы выполнен нами на гибридах от скрещивания сортов Оренбургская ранняя и Саратовская 40. Сорз

Оренбургская ранняя (разновидность hordeiforme) имеет красный, неопушенный колос и аллели по глиадину Сорт Саратовская 40 (разновидность

melanopus ) имеет белый, опушенный колос и аллели глиадина Gli-Aldb,. Gli-Bldd,. Анализ проводили на семьях растений F3, полученных от растений F2 гетерозиготных по всем изучаемым признакам. В целом было проанализировано 6 семей, объединяющих 225 растений F3. Оба морфологических признака наследовались моногепно по доминантному типу: для признака окраска колоса 3;1 = 0,07 (Р>0,5), для признака опущения у} 3:i = 0,33 (Р>0,5), Распределение растений по фснотиппческим классам в зависимости от аллсльного состояния глиадинкодирующегого локуса хорошо соответствовало теоретически ожидаемому распределению 1:2:1. Для классов, различающихся по блокам, кодируемым хромосомой 1А, у2 = 2,16; Р>0,20. Для классов, различавшихся по блокам, кодируемым хромосомой 1В, х2=1,28; Р>0,5. Распределение растений по фенотипам, определенным с учетом морфологии и - компонентного состава глиадана, представлено в табл. 2 и 3. На основанни данных таб. 2 и 3 с использованием метода максимального правдоподобия Алларда (Allard R.W., 1956),

Таблица 2. Распределение растений по фенотипам, определенным с учетом окраски колоса и компонентного состава глиадина.

Глиадин Окраска колоса Всего

красная белая

Gli-Bfa 52 - 52

Гетеротгота 115 6 121

Gli-Bl"d - 58 52

Всего 167 58 225

Таблица 3. Распределение растений по фенотипам, определенным с учетом опушения колоса и компонентного состава глиадина.

Глиадин Опушение Всего

опушен неопушен

Gli-Aldb 47 - 47

Гетерозигота 118 3 121

Gli-Aldg - 57 57

Всего 165 60 225

были вычислены генетические расстояния между генами, определяющими морфологические признаки колоса, и глиадинкодирующими генами. Величина рекомбинации между геном Rgl и локусом глиадинкодирующих генов, определяющим

блок Gl¡-Blda, составила 2,96±1,15%, рекомбинация между геном Hg и локусом глиадинкодирующих генов, контролирующим блок Gli-Aldb - 0,96±0,65 %

Таким образом, проведенный генетический анализ позволил, во-первых, установить, что локусы глиадинкодирующих генов яровой твердой пшеницы расположены на коротких плечах хромосом первой гомеологической группы - в дистальной части (чего не удалось сделать с использованием дисомно-замещенных линий); во-вторых, показал теоретическую возможность использования генов, контролирующих морфологические признаки колоса в качестве маркеров при селекции на качество зерна твердой пшеницы (подробнее об этом будет сказано в пятой части настоящей работы)

3.4. Полиморфизм твердой пшеницы по ДНК маркерам

Для анализа полиморфизма по ДНК маркерам было отобрано 64 сорта твердой пшеницы, достаточно полно отражающих биоразнообразие сортов, созданных в России и СССР за последние 80 лет. Подбор сортов проводился на основе анализа их родословных и вычисления коэффициента родства с помощью информационно-аналитической системы GRIS 3.5, созданной в лаборатории генетики растений ИОГен им. Н.И. Вавилова РАН. Весь материал был предварительно оценен на сортовую чистоту и соответствие с применением генетических маркеров - глиадинов, а гетерогенные сорта разделены на биотипы. ДНК экстрагировалась из каждого биотипа по отдельности.

3.4.1. Полиморфизм твердой пшеницы по RAPD маркерам

Для проведения RAPD анализа были выбраны наборы коммерческих десятинуклеотидных праймеров фирмы Орегоп. В работе использовались праймеры серий OPA, OPD, OPE, ОРН, OPN. Каждая серия содержит по 20 праймеров. Таким образом, всего было проверено 100 праймеров. Только 16 из них выявили хороший межсортовой полиморфизм твердой пшеницы. В электрофоретических спектрах ампликонов таких праймеров наблюдается четкий полиморфизм по присутствию / отсутствию тех или иных фрагментов ДНК. Это праймеры OPA (4,5,15,17); OPD (3, 5, 12, 16), ОРН (4, 10); OPN (3, 6, 8, 13, 15, 19). (Наибольший уровень полиморфизма выявлен при использовании праймеров OPD 3 и 16 и OPN 3, 8 и 15). Такой набор праймеров позволил идентифицировать 54 локуса, полиморфизм по которым надежно

идентифицировался практически во всех случаях. Суммарный элекрофоретическин спектр амликонов по всем этим локусам уникален для каждого сорта пшеницы.

3.4.2. Полиморфизм твердой пшеницы по SSR маркерам

Для проведения анализа полиморфизма твердых пшениц по микросателлитным (SSR) локусам были выбраны локусы серии Xgwm. В настоящее время, это наиболее изученные на мягкой пшепице микросателлитные локусы, хорошо распределенные по всему геному пшеницы (уже созданы праймеры более чем для 800 SSR локусов) (Röder et al., 1998,2002). Анализ более чем ста SSR локусов твердой пшеницы позволил выбрать 28 наиболее полиморфных, имеющих до 13 аллелей на локус (в среднем 6,3 аллеля на локус). Наиболее полиморфными оказались локусы Xgwm 6, 247, 268, 294, 368. Выявляемые аллели хорошо различаются между собой по числу и электрофоретической подвижности составляющих их ампликонов, которые имели (в зависимости от локуса) размер от 70 до 280 пн. Различия по размеру между компонентами амплифицированной ДНК одного SSR - локуса обычно не превышали 30 пн. Выявленные аллели были обозначены (в соответствии с международными правилами) буквами латинского алфавита. Каждый из проанализированных сортов отличался уникальным сочетанием аллелей, а сами аллели хорошо распознавались при повторных анализах (амплификации и электрофорезе). В ряде случаев были обнаружены гетерогенные спектры, в которых присутствовали компоненты двух разных аллелей. Данное наблюдение объясняется внутренней гетерогенностью сорта.

Глава 4. Идентификация сортов твердой пшеницы, их гомогенность и

гетерогенность. разнородность биотипов гетерогенных сортов в отношении хозяйственно-значимых признаков

Согласно федеральному закотгу РФ «О семеноводстве» семена сельскохозяйственных культур, предназначенные для реализации, должны пройти процедуру сертификации, включающую лабораторные испытания. В качестве одного из методов оценки семян твердой пшеницы Научно-техническим советом Министерства сельского хозяйства РФ рассмотрен и одобрен метод электрофоретического контроля глиадинов, базирующийся на исследованиях, изложенных в данном разделе работы.

4.1. Идентификация сортов твердой пшеницы с использованием генетических маркеров

Теоретически, свободная комбинация (для четырех локусов) аллельных вариантов блоков компонентов глиадина, представленных в текущем каталоге (рис. 1), может дать почти 50000 вариантов электрофоретических спектров сортов твердой пшеницы. Это число достаточно для практических нужд сортовой идентификации, поскольку перечень сортов твердой пшеницы, находящихся в производстве в каждый конкретный период времени, обычно не превышает 50 - 100. (40 сортов в реестре 2006 года). Однако, количество вариантов спектров, наблюдаемых в реальных условиях значительно ниже. Это связано с тем, что некоторые аллельныс варианты блоков встречаются часто, а некоторые редко. Кроме того, сорта связаны между собою общностью происхождения, что влечет за собой сходство их электрофоретических спектров. Тем не менее, сорта твердой пшеницы можно различать по их элсктрофорегическим спектрам глиадина, если и не во всех случаях, то достаточно часто для того, чтобы метод получил практическое применение при оценке сортовой чистоты образцов семян этой культуры. Опыт анализа электрофоретических спектров глиадина твердых пшениц из разных стран показал, что примерно у 60% сортов этой культуры спектры уникальны, а для 40% - повторяются у двух, редко трех сортов.

, Результаты анализа полиморфизма твердой пшеницы отечественного происхождения с использованием молекулярных маркеров показывают, что все сорта и их биотипы могут быть идентифицированы, как по ИАРБ, так и по микросателлитным маркерам. Данные методы позволяют различить мевду собой даже те сорта, которые имеют одинаковые спектры по глиадину. Большинство сортов, не различающихся между собой по глиадинам, могут быть идентифицированы по аллельным состояниям только двух - четырех ЯЯИ локусов, что говорит о принципиальной возможности использования мультиплексного анализа микросателлитных локусов при оценке сортовой чистоты семян твердой пшеницы. Однако идентификация с использованием молекулярных маркеров в настоящее время может быть рекомендована только в крайних случаях, когда её невозможно провести с помощью биохимических маркеров, поскольку эти методы значительно более трудоемки, дороги и менее стабильны, чем метод электрофореза запасных белков глиадипов и глютенинов, а кроме того этот метод не стандартизирован.

При сортовой идентификации и проверки чистоты сорта встает две задачи: первая - определить по электрофоретическому спектру глиадина название сорта (или

соответствие названию, заявленному в документах, сопровождающих образец), вторая -выявить чужеродную примесь и ее долю в исходном сорте (а по возможности, название сортов, которыми загрязнен основной сорт). Под чужеродной примесью понимают часть популяции сорта, случайно попавшую в исходную популяцию в результате недоброкачественного ведения семеноводства. Примесь следует отличать от биотипа сорта. Данные по анализам коммерческих партий семян пшеницы, выполненных в лаборатории ИОГен, показывают, что примерно 60% из них содержат чужеродные примеси в количестве, превышающем допустимые по стандарту (99% чистоты).

Для того, чтобы проводить сортовую идентификацию и давать заключения по сортовой чистоте и сортовому соответствию коммерческих партий семян, заявленным в документах данным, в лаборатории, производящей такие оценки, необходимо иметь базу данных по эталонным сортам. Такая база должна содержать результаты анализов оригинальных семян каждого сорта (семян, полученных от автора сорта), информацию по исходной биотипной структуре сорта и генетические формулы по аллельным вариантам блоков компонентов глиадина для каждого биотипа. Кроме того, лаборатория должна быть укомплектована штатом высококвалифицированных сотрудников, умеющих не только технически выполнять электрофорез, но также расшифровывать электрофоретические спектры глиадииов и давать экспертные заключения по поступающим для анализа коммерческим образцам. Последнее условие особенно трудно выполнимо в условиях массового применения метода без автоматизации обработки электрофореграмм.

4.2. Способы анализа электрофоретических спектров глиадина и их

автоматизация

При анализе соответствия и чистоты сорта возможно применять два подхода: 1 -непосредственное сравнение электрофоретических спектров глиадина анализируемого сорта со спектрами эталонного сорта; 2 - идентификация аллельных вариантов блоков компонентов глиадина по всем локусам у всех биотипов сорта и сравнение 1гх с записями в базе данных по эталонным сортам. Второй способ более экономичен с точки зрения расхода материалов для проведения электрофореза и более информативен, поскольку позволяет идентифицировать сорт, даже в том случае, когда в документах не указано его название (часто встречается в арбитражной практике); определять какими сортами загрязнен анализируемый сорт (бывает важно при определении источников примеси). Однако, как уже отмечалось выше, для реализации второго способа необходимо наличие

высококвалифицированных экспертов. Попытки автоматизировать аналш электрофореграмм глиадина сортов пшеницы предпринимались неоднократно во всем мире и не завершались успехом, из-за невысокой стабильности электрофореза нативного глиаднна и связанной с этим сложности алгоритмизации задачи.

Успешный подход, реализованный в настоящей работе, был основан на применении для расшифровки электрофоретических спектров глиадина компьютерных программ анализа результатов, реализованных на базе искусственных нейронных сетей (ПНС), работа которых основывается на принципе параллельного способа обработки информации и алгоритме, формирующемся путем обучения на примерах.

Материалом для данного исследования послужили результаты электрофоретического анализа запасных белков 805 образцов, 43 отечественных сортов яровой твердой пшеницы, из которых 700 составили обучающую базу, а 105 тестирующую базу. В качестве внутреннего стацдарта был использован (электрофоретический спектр сорта Icaro). Это значительно облегчило стандартизацию информации и положительно повлияло на процесс обучения сети, так как позволило нивелировать технические погрешности при проведении независимых экспериментов.

Денситометрирование и стандартизацию результатов электрофореза проводили с помощью программы One-Dscan ver.1.3. Полученные данные обрабатывали с помощью соответствующих макросов, что позволило учесть такие параметры, как ширина и интенсивность пиков, и экспортировали в программу "Microsoft Excel 97" для превращения в электронную таблицу, которая являлась основой для введения данных в программу, эмулирующую IfflC. Данные оптической плотности служили входными полями для искусственных нейронных сетей (200 колонок, соответствующих 200 участкам электрофореграммы). Выходными полями служили: название сорта и данные о характерных для него аллельных состояниях локусов глиадинов (Gli-Al, Gli-Bl, Gli-A2, Gti-B2 и Gli-BS). Подготовленные таким образом базы использовали для обучения и тестирования искусственных нейронных сетей. Были использованы следующие программные продукты: свободно распространяемая программа NeuroPro 0.25 (Царегородцев В.Г., ИВМ СО РАН) и программа "Нейронные сети, StatSoft, Inc. (1998). STATISTICA for Windows". В качестве инструмента использовались персептроны с различной конфигурацией (количество слоев и количество нейронов в каждом слое), которая формировалась при оптимизации ПНС.

Логика работы ИНС, обучение на примерах, тесно увязывает между собой такие параметры, как количество образцов в обучающей выборке и их объективность (включение как можно большего числа биотипов гетерогенных сортов в обучающую базу)

с качеством обучения. В таб. 4 представлены результаты определения обученной программой аллельных состояний по пяти локусам.

Таблица 4. Результаты определения типа аллеля с помощью ИНС.

Локусы

А1" Б1" А2Л В2" В5"

Число аллельных состояний 5 4 5 6 2

Количество примеров в 439 451 356 140 363

обучающей выборке

Среднее количество примеров на Ш 112.75 71.2 2333 1815

одно аллельное состояние

Процент правильных ответов 98 98 97.5 94 100

(ответов, совпадающих с мнением

эксперта)

Обращает на себя внимание наличие корреляции между количеством образцов в обучающей выборке и долей правильных ответов сети в процессе классификации (г = 0,931 прир = 0,022).

Этими же закономерностями, связью между количеством образцов и качеством обучения, можно объяснить более низкие результаты при идентификации сортов, в среднем порядка 70%. Согласно результатам, представленным в таб. 5, семь образцов - это минимальный предел, который позволяет проводить идентификацию. Коэффициент корреляции между числом правильных ответов и количеством образцов в обучающей базе для таб. 5 составил г - 0,936 при р=0,001.

Таблица 5. Результаты определения сорта с помощью ИНС.

Сорт Количество образцов в Количество Процент правильных

обучающей базе образцов в ответов при

тестирующей базе тестировании

Алмаз 10 5 80

Кубанка-3 7 3 67

Кустанайская 14 9 4 75

Чакинская 5 4 50

Алтайка 10 4 75

Ракета 14 3 100

Кубанка- каракальская 5 3 67

Новоподольская 7 3 67

Примечание: Персептрон - 2 слоя по 10 нейронов в каждом слое, тестируемые образцы не входили в обучающую выборку.

Следует отметить, что критерием достижения цели (создания экспертной системы) считается результат тестирования набора примеров с известными ответами, не входящими в обучающую выборку. Основываясь на этом общепринятом тезисе, можно говорить об обнадеживающих результатах в первых экспериментах по созданию экспертной системы по идентификации аллельных вариантов блоков компонентов запасных белков и идентификации сортов твердой пшеницы. Для достижения более высоких оценок, как следует из литературы и результатов данного исследования, необходимо увеличивать число примеров для каждого конкретного аллеля или сорта.

4.3. Гетерогенность сортов твердой пшеницы

Важным моментом, который необходимо учитывать при проведении сортовой идентификации н определения чистосортности семян пшеницы, является генетическая гетерогенность сортов. Фснотипически, на уровне запасных белков гетерогенность проявляется в том, что нет единообразия всех электрофоретических спектров глиадина в исследуемом образце того или иного сорта. Проявляется несколько типов спектров, которые относятся к разным биотипам, составляющим такой гетерогенный сорт.

Анализ современных сортов твердой пшеницы, районированных в России, показал, что примерно треть из них является гетерогенными и содержит до 5 биотипов, выделяемых с помощью глиадиновых маркеров. Частоты встречаемости разных биотипов в гетерогенных сортах могут сильно различаться. Например, в сорте Харьковская 3 соотношение двух биотипов составляет 99:1, а в сорте Харьковская 7 частоты встречаемости двух биотипов примерно одинаковы (59:41). Особенно важно контролировать биотипную структуру сортов, у которых пет одного доминирующего биотипа. Таких сортов среди районированных в России примерно 15%. Биотипиая структура сорта формируется в процессе его создания в результате того, что селекционер не может или не успевает довести сорт до полной генетической однородности (достигает лишь его единообразия по морфологическим признакам), или сознательно сохраняет генетическую неоднородность сорта для повышения его агроэкологической пластичности.

Анализ гетерогенных сортов с помощью молекулярных маркеров показал, что, как правило, биотипы, выделенные на основании глиадиновых маркеров, различаются также и по ЯАРП профилям. Одновременно, анализ полиморфизма по ЗвЫ маркерам показал, что достаточно часто эти биотипы гетерогенны внутри себя по вБИ маркерам.

Подобное проявление наблюдали достаточно часто (в среднем с частотой 0, 17 на 8811 локус).

Таким образом, с использованием КАРИ и ЙЙИ маркеров было показано, что гетерогенность, проявляющаяся на уровне глиадинкодирующих локусов, затрагивает весь геном растения. Кроме того, фактическая гетерогенность сортов твердой пшеницы значительно шире той, которая выявляется только с помощью глиадиновых маркеров. Учитывая все вышеизложенное, следует рассматривать внутрисортовое, внутрипопуляционное разнообразие образцов пшеницы как важный компонент общего биоразиообразия вида и направлять особое внимание на его мониторинг и сохранение при репродуцировании коллекций.

4.4. Разнородность биотипов в отношении хозяйственно ■ значимых признаков. Использование блоков компонентов глиадина в качестве маркеров показателей качества продуктов переработки твердой пшеницы

Из литературы (Метаковский и др., 1990; Черпаков, Метаковский, 1993) известно, что биотипы гетерогенных сортов мягкой пшеницы могут значительно различаться по своей адаптивности и показателям хозяйственных признаков. Было важно проверить в этом отношении биотипы твердой пшеницы, чтобы подтвердить предположения сделанные в предыдущем разделе. В качестве объекта исследования был выбран сорт Харьковская 7. Он состоит из двух биотипов, различающихся по аллелям глиадинкодирующего локуса СП-В1'' и не отличающихся морфологически. Полученная от оригинатора из Укр НИИРСИГ им. Юрьева исходная популяция сорта включала 59% растений биотипа с блоком СН-ВГ'а (биотип 1 и 41% биотипа который имел блок вИ-В^Ь (биотип 2 ). Данные биотипы имели одинаковые электрофоретичсскне спектры высокомолекулярных пнотешшов, по отличались по спектрам ннзкомолекулярных глютешшов (рис. 4). На основании электрофоретического анализа глиадина было отобрано по 100 колосьев каждого биотипа. Каждый колос стал родоначальником линии. Линии пересевались и оценивались в течение четырех лет.

4.4.1. Сравнение биотипов сорта Харьковская 7 по количественным признакам, характеризующим структуру колоса, и по урожайности

Результаты сравнения показателей признаков, характеризующих структуру колоса, у двух биотипов представлены в таб. 6. Из таблицы видно, что абсолютная

величина различий биотипов но исследованным признакам, хотя и достоверна (все разницы достоверны на 0,1% уровне значимости), но не велика. Урожайность с десятиметровых делянок в первом году испытания у обоих биотипов находилась на одном уровне и составила у первого биотипа 28,0 ц/га и у второго 28,8 ц/га. Во второй году урожайность второго биотипа, оцененная на десяти метровых делянках в конкурсном сортоиспытании,

биотип 2

биотип f

é>*

s§

*к

J ? J 5

s i__

0-mu2 6-nml

ш -

: &

Рисунок 4. Два биотипа сорта твердой пшеницы Харьковская 7, выделенные на основании полиморфизма по локусу глиадинкодирующих генов аь 81* (А). Биотипы различаются также по низкомолекулярному гл юте ни ну (Б), компоненты которого помечены стрелками (локус 01и-ВЗ)

Таблица б. Абсолютная величина разницы {превосходство биотипа 1 над биотипом 2) средних значений количественных признаков колоса у двух биотипов сорта твердой пшеницы Харьковская 7 (данные по 200 линиям 1986-1989 гг)

I j Масса 1000 зерен, L Длина колоса, см. Количество зерен в колосе, штук Масса зерен с колоса, гр.

0,3' 0,4' 2,38* 0,23"

составила 36,9 ц/га, что находилось на уровне урожайности исходного copia Харьковская 7 - 37,4 и/га. Таким образом, можно утверждать, что показатели исследованных количественных признаков биотипов равнозначны. По урожайности

и ряду селекционных признаков нет существенного и устойчивого превосходства одного биотипа над другим.

4.4.2. Сравнение биотипов сорта Харьковская 7 по показателям, характеризующим качество клейковины

В отличие от признаков, характеризующих продуктивность растений, два биотипа ясно различались по уровню значений показателей, характеризующих физические свойства теста и определяющих так называемую "силу теста", с которой, как правило, связывают технологические качества сорта. Второй биотип характеризуется лучшими технологическими показателями: у него примерно на 20% выше показатель 8В8-седиментащш при одном и том же уровне белка, лучше качество клейковины, несколько выше устойчивость теста, которое также меньше разжижается при замесе, значительно выше суммарная оценка по показателю валорнметра . В то же время такие свойства, как цвет готовых макарон, показатель их развариваемости и потери сухого вещества при варке, а также стекловидность зерна и содержание в нем белка, равноценны у обоих биотипов.

Таким образом, анализ сорта Харьковская 7 показал, что биотипы гетерогенного сорта могут существенно отличаться в отношении хозяйственно-значимых признаков. Было установлено, что биотип 2, имеющий в электрофоретическом спектре блок компонентов СИ-В^Ь, существенно превосходит биотип 1 с блоком вИ-В^а по технологическим показателям качества сырья, характеризующим физические свойства теста, не уступая ему по урожайности. Следовательно, блок ОИ-В!'1!) может быть использован в качестве генетического маркера при создании высококачественных сортов яровой твердой пшеницы.

Остается невыясненным является ли блок ОИ-Б1^Ь только маркером высокого качества или же входящие в него глиадины, будучи важнейшими белками клейковины, непосредственно определяют показатели качества. Из литературы (Pogna еГ а1., 1988,1990) известно, что локус глиадинкодирующих генов вИ-В! тесно сцеплен с локусом генов С1и-В3 , контролирующих синтез низкомолскулярных глютешшов, влияние которых на качество продуктов переработки твердой пшеницы высоко. Два

биотипа сорта Харьковская 7, различаются между собой по аллельиым состояниям локуса С/м-БЗ (рис. 4). Возможно, непосредственное влияние на качество биотипов оказывает именно низкомолекулярный пнотенин, а локусы глиадинкодирующих генов только маркирую! его.

Глава 5. Биоразнообразие твердой пшеницы и динамика его изменения

5.1. Анализ биоразнообразия твердой пшеницы с использованием белковых маркеров

Для оценки мирового разнообразия твердых пшениц были изучены коллекции сортов России и бывшего Советского Союза (далее России), Италии, Эфиопии и коллекции перспективных селекционных линий из международного центра 1СА1ША. Коллекции трех вышеперечисленных стран особенно интересны, поскольку культура твердой пшеницы здесь имеет многовековую историю.

Генетическое разнообразие по локусам глиадинкодирующих генов традиционно оценивается по Нею (ТЧе1, 1973) согласно формуле Н=1-Ер? , где Я - индекс генетического разнообразия Нея (па локус) и р, - частота аллеля в том или ином локусе. Данные по Я четырех групп сортов твердой пшеницы представлены в таб. 7.

Таблица 7. Генетическое разнообразие яровой твердой пшеницы по локусам глиадинкодирующих генов

Индекс генетического разнообразия (Н)

Страна Количеств! сортов (,'¡¡-/11" 6И-В1" § Г" § среднее среднее для мягкой пшеницы

Россия, бывший СССР 66 0,482 0,607 0,692 0,829 0,652 0,792 1

Италия 71 0,364 0,358 0,779 0,611 0,528 0,754 1

Эфиопия 26 0,091 0,488 0,797 0,571 0,487 Пет данных

Разнообразие староместных сортов средиземноморского региона (1СА1ША) 119 0,574 0,498 0,871 0,759 0,676 Нет данных

Примечание: приводится по данным: ' (Метакопский и др. 1990; Черпаков и Метаковский, 1994; Новосельская-Драгович и др, 2003); 2 (\tetakovsky е! а!., 1994)

Как хорошо видно из таб. 7, генетическое разнообразие современных сортов яровой твердой пшеницы по локусам глиадинкодирующих генов в среднем не высоко и характеризуется индексом Нея от 0,487 до 0,652. Этот показатель ниже, чем у мягких пшениц (№¡0,75), а у современных сортов Италии ниже, чем у староместных сортов Средиземноморского региона (коллекция 1СА1ША). Видно также, что в современных сортах (за исключением сортов России) разнообразие по локусам глиадинкодирующих генов, расположенных на хромосомах первой гомеологической группы, существенно ниже, чем по локусам шестой группы. Это позволяет предположить, что по данным генам в Европе и в мире в процессе создания современных сортов идет наиболее интенсивный отбор. Поскольку имеется ряд научных результатов (представленных также и в настоящей работе), указывающих на то, что запасные белки, контролируемые хромосомами первой гомеологической группы, непосредственно влияют па качество продуктов переработки твердой пшеницы, и что аллсльные варианты различаются мезвду собой по этим показателям, можно предположить, что сужение разнообразия по этим локусам шло в результате селекционного отбора на качество твердой пшеницы.

Очень наглядным примером потери биоразнообразия твердых пшениц в процессе "современного селекционного процесса" могут служить твердые пшеницы Эфиопии. Здесь индекс Нея по локусам глиадинкодирующих генов у всех сортов, созданных в стране за последние 40 лет (период "научной" селекции), снижается до 0,487. Такой уровень разнообразия часто можно обнаружить только в одной популяции стародавних пшениц этой страны. Например, разнообразие по глиадину в образце асс 7022 (из Эфиопского семенного банка) составляет /7=0,513. Сужение генетического разнообразия в Эфиопии сопровождается также и заменой местного генофонда на генофонд, характерный для европейских и американских сортов. Из всех сортов, созданных в стране, только самый первый - 04-118 (1966 год реализации) имеет аллели, характерные для местных форм пшеницы, все остальные несут аллели широко распространенные у твердых пшениц индустриальных стран. Например, аллели СЯ-ЛГ'с и СИ-В1''с, типичные для европейских сортов и коллекций международных центров, совершенно не встречающиеся у стародавних эфиопских пшениц, в современных сортах этой страны доминируют (таб. 8). Внедрение чужеродных генотипов и эрозия генетического разнообразия сортов в Эфиопии привели к катастрофическим последствиям. Практически все современные сорта как твердых, так н мягких пшениц в высокой степени поражаются местными формами

фитопатогепов (вплоть до полной гибели урожая), что неоднократно приводило страну к гуманитарным катастрофам (СЬо88ис1оУ5ку, 2000).

Россия, напротив, сумела, лучше сохранить биоразнообразие своих твердых пшениц. Индекс Нея (II) здесь самый высокий, нет потери разнообразия по глиадинкодирующим локусам первой гомеологической группы. В России более распространены те аллели, которые у зарубежных сортов практически не встречаются, и наоборот низка частота аллелей типичных для западноевропейских сортов.

Таблица 8. Частоты аллелей вИ-А^с и вП-В^с в группах сортов из разных регионов мира

Страна Gli-Afc Gli-Bldc

Россия, бывший СССР 0,061 0,313

Италия 0,790 0,784

Эфиопия 0,952 0,643

Староместные сорта средиземноморского региона (1СЛ1ШЛ) 0,620 0,678

По локусу Gli-Ald наиболее часто встречается аллель g - 0,629 (а в сортах последних лет районирования его частота составляет 0,935), который в мире редок, а по локусу Gli-Bld -аллель а (в России - 0,471; в Европе - 0,120). Тоже самое можно сказать и относительно аллелей, контролируемых другими глиадинкодирующими локусамп. Видимо, система селекции, действовавшая в нашей стране на протяжении 20го века, когда в каждой агроэкологической зоне, пригодной для возделывания твердой пшеницы, создавались свои сорта и работали независимые селекционные центры, была успешной с точки зрения сохранения биоразнообразия.

Если проследить динамику разнообразия отечественных твердых пшениц по группам сортов районированных в 20 веке в периоды 1929-1950; 1951-1980; 1981 - наст, время, по четырем глиадинкодирующим локусам, то можно заметить, что в первый период оно составляет (II) = 0,683, во второй период разнообразие даже несколько возрастает (Н) = 0,698 и в третий период уменьшается (Н) = 0,577. Однако, если проследить динамику изменения разнообразия сортов по геномам, то видно, что по аллелям глиадинкодирующих генов генома В оно растет от первого к третьему периоду, а по аллелям генома А, наоборот, снижается. В целом общее снижение разнообразия по глиадинкодирующим локусам происходит за счет стремительного сужения в третий период разнообразия по аллельным вариантам локуса Gli-Ald.

Косвенным доказательством того, что биоразнообразие современных твердых пшениц сильно сужено, может служить тот факт, что у нее практически не наблюдается полиморфизма по изоформам фермента а - амилазы, а показатели доминирования и выравненности в популяции сильно сдвинуты к одному фенотипу (часть 1, настоящей работы). Данный вывод, однако, можно сделать только на основании сравнения полиморфизма по а - амилазе у твердых и мягких пшениц, поскольку изучения а -амилазы у стародавних и местных сортов твердой пшеницы не проводились.

5.2. Изучение генетических расстояний в коллекциях сортов твердой пшеницы с использованием глиадиновых маркеров. Связь полиморфизма по глиадину с родословными сортов

Возможность использования глиадиновых маркеров для выявления относительных генетических расстояний в коллекциях сортов была показана на примере итальянских твердых пшениц. Сорта были сгруппированы в кластеры по глиадину, н распределение сортов по кластерам сравнили с их родословными. При группировке исходили из предположения, что присутствие редких аллелей глиадиновых генов у двух сортов указывает на их родство. UPGMA кластеризация была проведена на осповапии матрицы Эвклидовых генетических расстояний между сортами. Эта матрица, в свою очередь была построена на основании линейной матрицы координат, подсчитанной с использованием CORRESP-algorithm статистического пакета NTSYS-pc. Электрофоретический спектр каждого сорта был представлен в виде вектора, в котором присутствие или отсутствие каждого аллеля было записано набором нулей и единиц. Анализ корреспондент (correspondence analysis) как метод расчета генетических расстояний очень чувствителен к частотам аллелей и дает положение генотипов несущих редкие аллели относительно более далекое от общего центроида облака данных. Этот метод при подсчете генетических расстояний между сортами пшеницы на основе данных по полиморфизму глиадина оказался более подходящим, чем другие методы (по-кранней мере он дал лучшее соответствие родословным, чем Phi и Yul коэффициенты, применяемые в той же системе NTSYS).

Были выявлены три больших (B.C.) и пять малых (S.C.) кластеров. Показано логическое соответствие распределения сортов по кластерам их родословным. Например, самый большой кластер (В.С.1) включает 32 сорта, большинство из них имеют в родословной сорт СарреШ или полученпый из этого сорта мутант

Castelporziano. Второй кластер (В.С.2) включает сорта родственные сортам первого кластера, но достоверно отличающиеся от них более высокими показателями качества (интересно, что этот кластер выделился по наличию относительно редких аллелей Gli-В2"о и Gli-A2dk. Возможно, что эти аллели являются маркерами показателей качества). Третий большой кластер (B.C. 3) объединяет сорта, произошедшие от скрещиваний перспективных линий международного центра CIMMYT. Интересные соответствия родословным прослеживаются также и при анализе малых кластеров.

Безусловно, кластеризация сортов на основе глиадиновых маркеров остается весьма приблизительной, и относительные генетические расстояния, вычисленные между сортами, являются, скорее, «качественными» характеристиками различий, чем количественными оценками. Родственные сорта группируются в кластеры, но расстояния между кластерами остаются непропорциональными, поскольку сильно зависят от частот редких аллелей. Локусы запасных белков не могут служить удобными генетическими маркерами для количественного определения относительных генетических расстояний между сортами или образцами коллекций (что может быть интересно при поиске источников нового разнообразия), поскольку классические методы биологической статистики для определения таких расстояний опираются на анализ информации по многим независимым локусам (не менее 30). Однако предложенный метод анализа весьма подходит для неформальной оценки уровня и качества биоразнообразия в группах сортов и популяций твердой пшеницы, а также для предварительной верификации их родословных.

5.3. Анализ биоразнообразия твердой пшеницы с использованием SSR и RAPD маркеров

Индекс генетического разнообразия Нея был подсчитан в коллекции 64 современных сортов России также с использованием SSR маркеров. Он составил 0,627 в среднем для 28 SSR локусов. Данная величина хорошо соответствует величине, полученной с использованием глиадиновых маркеров. Анализ изменения разнообразия по SSR локусам по сортам трех временных групп районирования представлен в таб. 9. Из этой таблицы хорошо видно, что разнообразие по SSR локусам растет, причем практически равномерно по локусам А и В геномов.

Таблица 9. Индексы генетического разнообразия (Н) для ЭЭК локусов А и В геномов сортов твердой пшеницы трех групп (по годам создания)

ДЯЯ локус (И) для сортов 1929-1950 гг (II) для сортов 1951-1980 гг (II) для сортов 1981-наст. время

(Н) среднее по БвИ локусам генома А 0,520 0,583 0,606

(Н) среднее по йЯК локусам генома В 0,569 0,597 0,604

(Н) среднее для геномов А и В 0,544 0,588 0,604

Относительно возможности использования ЯАРП-маркеров для оценки генетического разнообразия следует сказать предварительно несколько слов. ЙАРВ -маркеры обезличены - о них, обычно, нет никакой генетической информации, например, неизвестна хромосомной локализации амплифицированного участка ДНК, аллелей всегда только два, один из которых ноль аллель, одинаковое положение на элсктрофоретическом геле двух компонентов не дает гарантии их генетической идентичности. Поэтому использовать критерий Нея, как это было сделано для маркеров, в случае ИАРБ маркеров, не представляется возможным.

Нами было решено провести анализ общего биоразнообразия сортов твердой пшеницы российского происхождения с помощью ДНК маркеров, посредством оценки относительных генетических расстояний между' ними. Тем более, что количество полиморфных локусов по каждому из этих видов ДНК-маркеров позволяет это сделать. Данный подход применили к той же самой коллекции отечественных сортов.

Меру сходства ((?$ между сортами по КАРО - компонентам вычисляли по Нею, по формуле: С5= 2хЩ /(Т^+Лу, где Щ - число идентичных КАРБ-компонентов у сравниваемых генотипов / и ), N¡1 и Л}-суммарное число компонентов у генотипов / и} соответственно, а также с использованием модифицированного алгоритма Нея, который основывается на вычислении отношения числа компонентов, одновременно присутствующих и/или одновременно отсутствующих у пары сортов, к общему числу компонентов.

Модифицированный алгоритм Нея вычисляли по формуле Сит„{=(Ргц + АЬ^/Х, где Рг,- число идентичных ИАРО компонентов, присутствующих у сравниваемых генотипов / п у, АЬу - число идентичных КАРП - компонентов, отсугствующих у сравниваемых генотипов / и у, N -суммарное число КАРБ-компонентов в анализируемой совокупности. Кластерный анализ провели с помощью пакета

программ КТвУв 2.02с. Использовали иерархический агломерационный алгоритм средней связи (ХТРСМЛ).

Данный анализ позволил разделить проанализированную совокупности сортов на семь кластеров, однако, эти кластеры было трудно обосновать статистически, поскольку внутрикластерное сходство оказалось не на много выше межкластерного (таб. 10). Такая "рыхлая" структура кластеров свидетельствует о том, что ЯАРИ метод оценивает все сорта как в значительной степени одинаковые. Они различаются между собой по индивидуальным КАР1) профилям, но, в целом, комбинации этих различий весьма ограничены. Разброс относительных генетических расстояний невелик (таб. 10): самые «не родственные» сорта отличаются друг от друга не многим больше, чем сорта, практически, сестринские. Например, генетическое сходство между сестринскими сортами Оренбургская 2 и Оренбургская 10 по анализу генеалогий составляет 0,72,

Таблица 10. Матрица внутрикластерных (диагональ) и межкластерных (выше диагонали) мер сходства по модифицированному алгоритму* для 64 сортов твердой пшеницы

Кластеры R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

R1 0.791 0.724 0.702 0.690 0.676 0.630 0.613

R2 0.858 0.699 0.705 0.655 0.616 0.570

R3 0.834 0.672 0.661 0.627 0.559

R4 0.774 0.690 0.656 0.598

R5 0.804 0.690 0.649

R6 0.822 0.627

R7 0.782

* Основан на проценте совпадения присутствующих и/или отсутствующих RAPD компонентов.

тогда как сходство по RAPD методу между самыми далекими по родословным сортами составляет 0,65. Все эти данные, опять же, свидетельствуют об относительно невысоком генетическом разнообразии сортов российской селекции.

Подобные же результаты были получены при кластеризации тех же самых сортов на основании SSR маркеров. Здесь кластеры сгруппировались несколько четче, но также оказалось, что внутрикластерные расстояния близки к межкластерным.

Наличие в лаборатории генетики растений ИОГен РАН уникальной базы данных, описывающей и количественно оценивающей родословные пшениц, и информационно - аналитической системы генетических ресурсов GRIS 3,5, позволило провести работу по количественной оценке относительных генетических расстояний, вычисленных на основании записей родословных, и сравнить их с расстояниями, полученными при использовании RAPD и SSR маркеров.

Сравнение результатов кластерного анализа матриц коэффициентов родства и мер сходства ЯДРО - анализа по тесту у2, представленное в таб. 11, показывает, что нулевая гипотеза о независимости кластеризации сортов на основе различных матриц отвергается на уровне вероятности р=0,95.

Таблица 11. Сравнение результатов кластеризации сортов твердой пшеницы на основе генеалогического и Р^АРР подхода

КЛРП-мегод

Сходство по Модиф. алгоритм*

Коэффициент родства Х2=70.2>Х2 =55.8 л к 0.05 ((И*=40); К=0.39 х2=60.2>зс2оо =55.8 (сИ=40); К=0.37

Сходство по Х2=501.5>х20 05=90.5 (сК=64); К=0.84

* Основан на проценте совпадения присутствующих и/или отсутствующих фрагментов ДНК. Обозначения: х! -тест, К-коэффициент взаимной сопряженности по А.А.Чупрову, <)Г - число степеней свободы.

Взаимосвязь кластерных структур, выявленных на основе генеалогического и молекулярного подходов, оценивается коэффициентом взаимной сопряженности по А.А.Чупрову К=0.37-0.39. Хотя эта оценка значима, связь между различными подходами к оценке генетического разнообразия довольно слабая. Совпадение вычисленных по различным алгоритмам оценок сходства по КАРВ-фрагментам значимо на уровне Р=0.001 и характеризуется высоким коэффициентом взаимной сопряженности. Коэффициенты корреляции между матрицей коэффициентов родства и матрицей мер сходства по КАР1)-фрагмснтам приведены в табл. 12.

Таблица 12. Коэффициенты корреляции между матрицами коэффициентов родства и мер сходства по ИАРО-фрагментам.

№ Характеристика сравниваемых выборок 1 2 3

1 Матрица коэффициентов родства 0.21* 0.26*

2 Матрица мер сходства по N£1 - 0.97*

3 Матрица модифицированных мер -

сходства

♦Значимо на 1% уровне

Видно, что подсчет генетических расстояний по ЯАРВ полиморфизму с использованием модифицированной меры сходства Нея дает лучшие результаты совпадения с кластеризацией по родословным. Было предположено, что не все ИАРО компоненты равнозначны с филогенетической точки зрения. Для выявления компонентов, которые значимо связаны с кластерами родства, провели двухфакторный дисперсионный анализ для плана неорганизованных повторений.

Анализ показал, что из 54 компонентов только для 30 имели место значимые различия средних по кластерам. На основании этих компонентов вычислили матрицу мер сходства. Однако, коэффициент корреляции между матрицами коэффициентов родства н мер сходства по ЯАРБ изменился незначительно (стал 0.23, тогда как с матрицей мер сходства по 54 компонентам коэффициент корреляции равен 0,21). Тем не менее, данный подход наметил пути поиска ЛАРБ маркеров, которые адекватпо отражают генетические расстояния между сортами и которые могут быть надежно использованы для описания биоразнообразия в мировой популяции сортов и образцов твердой пшеницы.

В большинстве исследований изначально предполагается, что кластеризация семейств, родов, видов или разновидностей по результатам анализа с использованием молекулярных маркеров отражает естественную филогению. Это кажется логичным. Полученные нами результаты показывают, что между генеалогическим и ИАРО методами анализа генетического разнообразия твердой пшеницы действительно имеет место некоторое соответствие. Оценка зависимости кластеризации по ДНК-фрагментам и коэффициентам родства (х2-тест) и коэффициент корреляции между матрицами сходства статистически значимы. Тем пе менее, корреляционные связи достаточно слабы, генеалогический анализ и ЛАРР метод не дали идентичных оценок генетического разнообразия всей проанализированной совокупности российских сортов. Применять ДНК маркеры для определения генетических расстояний и филогенетических отношений у сортов и видов пшениц можно только предварительно проверив их и отобрав наиболее подходящие в специальных исследованиях. В нашей работе особенно ярко несоответствие кластеризации по родословным и ДНК маркерам проявилось при использовании 88К маркеров. Коэффициенты корреляции мевду матрицами незначительно отличались от нуля (г = 0,05) Анализ таблицы контингенции (таб. 13) с помощью */2-теста показал независимость распределения

Таблица 13. Контингенция распределения сортов по кластерам на основе генетических маркеров (ввР-метод) и коэффициентов родства (СОР-метод)

СОР- ЗвИ-метод

метод -- В С Р -Ё

С1 5 1 1 1 2

С2 4

СЗ 3 - - - 2

С4 6 2

С5 1 - - - 1

С6 2 - - - 1

сортов по кластерам при использовании этих двух подходов, поскольку фактическая величина ft оказалась меньше табличной (у2 = 31,48 < х2о.о5 = 36,42). Более того, сравнение распределение сортов по кластерам с применением двух типов молекулярных маркеров RAPD и SSR показало, что и эти распределения независимы, что, скорее всего, является отражением мозаичности структуры генома и относительной независимости путей эволюции признаков, контролируемых несцепленными участками молекул ДНК.

В целом, полученные данные еще раз свидетельствуют о том, что разные подходы (маркеры) оценки генетического разнообразия могут дать совершенно различные результаты.

Подводя итог материалу, изложенному в данном разделе работы, можно сказать, что созданная система генетических маркеров, оказалась эффективной при изучении биоразнообразия твердой пшеницы.

Глава 6. Использование генетических маркеров в филогенетических исследованиях рода Triticum L.

Возможность использования полиморфных генетических маркеров при проведении филогенетических исследований была показана неоднократно. Такие работы выполнялись и выполняются в последние годы на множестве биологических объектов с использованием различных генетических маркеров (Jaaska, 1997; Yu et al., 2004; Richard and Thorpe, 2001)

6.1. Использование биохимических (белковых) маркеров при изучении филогении видов в роде Triticum L.

При сопоставлении каталогов блоков компонентов глиадина яровой твердой пшеницы с каталогами блоков яровой и озимой мягкой пшеницы было замечено, что некоторые варианты блоков, контролируемые у этих видов геномом А весьма сходны, или даже идентичны. Это наблюдение, естественно, заставляет предположить, что данные варианты связаны родством происхождения, и могут, следовательно, служить маркерами родства А геномов мягкой и твердой пшеницы. К таким блокам относятся часто встречающиеся и контролируемые хромосомой 1А блоки яровой твердой пшеницы Gli-Aldc, GIi-Aldb, Gli-Aldg и блокп мягкой пшеницы Gli-Alp, Gli-Alr il Gli-AIo. Родственные блоки имеют до трех идентичных электрофоретических

g j£ Я

О н О

n ^

s о с

3 4 S

E ° ?

о *"*

® К V-

~ g G

ш П ft

■Я e a

H ч

5 ä

o в

4 s

5 13

■з t.

•в* о

= û tí s =

S 2 g

jä

S I

s" s

я я

I >

о в

л -s re ^

я в ■о

■< е

Ч s

5 5

к а 3 ы

ta в

» S

= S

í я

с о

г?

с а

S ° * я

S ®

5 «

к £

о g

6 тз

2 а

Ч S а с Я

£ -

_ „ Ё S s

X ft

s a

s I 1

w я a¡ s -Г a s

M a n

S- s

о H n = = nao

ï e "

s. ? i

5 5 5

Я oi

- s

О a E о

SS S i

- œs n

'Ti 2 Г " ^ 5 3 su 1 г

(D Я

EL _ О § » Ь з

я I

— ! s i

30 ûj x

_ as cd

•api

К 8 i В

5 w з а s

Л , -i

О s S 5

S £

a H

П9 Ü" g "

Г 3

51 я) •С cd

Sí

î S D

? s s

5 3 <2

a •<

о 2 ï

2 X о

3 ai =

'S d

Ф m СЛ

S '

о x>

[U ci

il si g

* A

« 5

í 0$

№ fn

] (ШШ

Gti-Alg

Œi-AIr

■a я s

— ft

С -В

H 5

s Й s

5 g

n ta

s V 2 g S

» ^ Sû " —

ta s Sj it

5 ч

ft да

« D

S 4

3 e

ta I

ft S E

S к s

i - H

£ H 3 H

в S °

№ X

В ta

E S n

£ < n

* : i

i s

ta «

i J

в Й

ч ч 3

ы ä i*

H р

S &

к ■а

а 0

а 5

S Tí î й

s s

о S

S s

•a

О y

S в,

ге a ■в-

I g s

I §

g g s

» S> a

n a a

^ в

M I "

» a

■6- 1

g S

a 6 л

§ i i

n> S —

2 s 5

3 ел 5 » ^ *

я ч

re s

7.1 t

a чэ

H ta

S 5

S »

s h

1 я

s e

a a:

4 s

? M S

S P>

S Si i 3

В в

с ц

5 S

с g

к « g

2 » S

4 *а 2 - g а с в

ta я к

а S й

-а я с

™ S i

5 № g

И О

Spa

>: = ta

ч С g

« 2 -

% 5 ¡

ü г

I g

I a

> i в

« °

£ ^

к ti

a о

s s

a S

h F

П a

a s

s g

I I

E rê

i* »

I I

5 S

n a s a в

о *a

a о

8 I

i I

1 1 o ~

г с:

а а в- -а s 2

I i

С n

В s

i = i 5

Я я H воя

»gl M ne

s e

œ E

ч г в

л s ft S у л s *

M э •

S ы a 00

■в- a

° S " p -

3 5

ri и H

С °

я ¿

s я -5

и о

n в а

S 2 -3

<9 n fis

s s ю

■a I к

g §

I i

^ o

5 ?

o> ta

§ i я

a -

в "О n a

ta о ai

евдов найдено не было. Следовательно, сходные блоки вряд ли были просто перенесены из одного вида в другой в результате спонтанного перекрестного опыления или селекционного процесса. Скорее всего, они были получены этими полиплоидными видами непосредственно от общего донора генома А, а основные признаки семейства сформировались еще на уровне диплоидных доноров отдельных геномов полиплоидных пшениц. Отсюда следует важный вывод: все разнообразие блоков компонентов полиплоидных пшениц, которое существует на настоящий момент, идет от уже сформировавшегося на диплоидном уровне разнообразия. На этом уровне формировались блоки - родоначальники семейств, сами семейства сформировались уже на полиплоидном уровне. Исходя из этого, мы можем говорить о полифилетическом происхождении генома А полиплоидных пшениц. Геном А был привнесен в полиплоидные пшеницы не в результате одного единственного акта аллополиплоидизации, в котором участвовал один диплоидный донор, но в результате многих актов аллополиплоидизации, в которых участвовали разные виды (или биотипы одного вида) диплоидного донора, различающиеся по блокам -предшественникам семейств хромосомы 6А. Интересно, что блоки четвертого семейства (g-m) (рис. 1) очень распространенные у твердой пшеницы, совершенно не встречаются у мягкой. Это может свидетельствовать о том, что в формировании этих видов участвовали наборы несколько разных диплоидных доноров.

Основные типы блоков, контролируемых хромосомой 1В, также могли возникнуть уже на диплоидном уровне. Сравнение их показывает, что доноры генома В у Т. durum Desf и T. aestivum L. различались, по крайней мере, аллельными вариантами глиаднн-кодирующих локусов хромосомы 1В, поскольку у твердой и мягкой пшеницы совпадал только один блок (распространенный незначительно у обоих видов). С другой стороны, у твердой пшеницы наблюдался жесткий отбор и сужение биоразнообразия по глиадинам контролируемым хромосомой 1В. Это могло привести к простому исчезновению из популяции твердых пшениц генотипов с аллелями, родственными аллелям мягкой пшеницы.

При сравнении вариантов блоков субъединиц высокомолекулярного глютснина (ВМГ) у двух видов пшениц - яровой твердой и мягкой было установлено, что все блоки, контролируемые хромосомой 1А яровой твердой пшеницы, имеют аналоги среди блоков 1А мягкой пшеницы. При сравнении блоков, контролируемых хромосомой 1В, было выявлено 4 блока, которые оказались идентичны по составу субъединнц у мягкой и твердой пшениц. В том числе у мягкой пшеницы имеются блоки, аналогичные Glu Bläa,b,c,d. В то же время у твердой пшеницы имеются блоки,

контролируемые хромосомой 1В, которые не встречаются у мягкой пшеницы - Glu Blde,p,q,s,r. Идентичность блоков субъединиц ВМГ у сравниваемых видов пшеницы указывает на их филогенетическое родство. Полученные результаты свидетельствуют также о различиях между диплоидными формами, являвшимися донорами генома В для мягкой и твердой пшениц.

6.2. Расстояние между генами как признак филогенетического сходства видов пшениц

Величина сцеплепия между генами может также служить своеобразным признаком, который дает дополнительную информацию при проведении филогенетических сравнений разных видов пшениц. Можно предположить, что если некоторые гены расположены на относительно небольшом расстоянии друг от друга, то и участок хромосомы между ними может сохраняться достаточно долго в неизмененном виде. Прослеживая переходы такого участка у филогенетически связанных видов и оценивая величины сцепления между ограничивающими его генами, можно судить о степени родства рассматриваемых видов.

Ген, определяющий признак опушения колоса Hg у твердой и мягкой пшениц, находится примерно на одном расстоянии от глиадинкодирующего локуса хромосомы 1А у обоих видов. Более того, н у твердой и у мягкой пшеницы ген Hg сцеплен с глиадинкодирующими генами, определяющими один и тот же блок компонентов глиадина типа Gli-Aldb твердой пшеницы. Выполненный в лаборатории анализ компонентного состава глиадина ряда видов пшениц разной плоидности показал, что блок этого типа можно найти у растений отдельных разновидностей разных видов. Чаще всего это разновидности с опушенным колосом. Установление методом генетического анализа сцепления между генами Hg и глнадиновыми генами у этих видов и определение величины этого сцепления могло бы дать существенную дополнительную информацию о путях происхождения полиплоидных пшениц и формированию генома А.

Ранее считалось, что классификация пшениц основанная на морфологических признаках колоса, искусственна и единственным ее достоинством является простота определения принадлежности сорта к той или иной ботанической разновидности. Полученные нами данные свидетельствуют о сцеплении генов морфологических признаков колоса с генами, определяющими отдельные блоки компонентов глиадина, и указывают на глубокий биохимический смысл существующей системы

классификации пшениц. По-видимому, комплекс признаков (блок компонентов глиадина - морфологический признак - неидентифицировапные признаки, возможно, селекционно-значимые) достаточно стабилен и сформировался уже у диплоидных доноров полиплоидных пшениц, а различия в конкретном содержании этих комплексов может отражать пути формирования и происхождения геномов пшениц.

Выводы

1. Показано, что электрофоретические компоненты глиадина твердой пшеницы наследуются сцепленными группами - блоками компонентов, по кодоминантному типу и контролируются четырьмя локусами генов, расположенными на коротких плечах хромосом первой и шестой гомеологической группы. Выявлен и описап полиморфизм по глиадинкодирующим локусам, присущий виду в целом. Составлен каталог аллельных вариантов блоков компонентов глиадина, наиболее часто встречающихся у современных сортов твердой пшеницы, включающий 10 аллелей по локусу С//-Л71'; 12 аллелей по локусу С//-В7''; 20 аллелей по локусу СН-Л2'1; и 20 аллелей по локусу СЧ-В2('. Выявлены и описаны семейства блоков компонентов глиадина.

2. Изучен и описан полиморфизм твердой пшеницы по локусам глютенинкодирующих гепов. Составлен каталог блоков компонентов глютенина, который включает 3 варианта блоков компонентов по 1А хромосоме - локус (Ии-А1(> (в т.ч. нуль-аллель) и 8 вариантов блоков по 1В хромосоме - локус аи-В1л

3. Выявлен очень низкий уровень полиморфизма твердой пшеницы по изоформам а -амилазы (в противоположность мягкой пшенице). При анализе 170 современных сортов мировой коллекции обнаружено только три варианта электрофоретических спектров изоформ этого фермента (знмограмм). При этом подавляющая часть сортов (165 или 97%) имела зимограммы одного типа, три сорта - спектры второго типа. И только один сорт - спектр третьего типа. Таким образом показано, что, в отличие от мягкой пшеницы, а-амилазы твердой пшеницы не могут служить в качестве удобных генетических маркеров.

4. Установлено генетическое сцепление между морфологическими и биохимическими маркерами. Частота рекомбинации между генами глиадин-кодирующего локуса ОП-В1Л и геном определяющим красную окраску колоса, составила 2,96 ± 1,14%.

Частота рекомбинации между глиадин-кодирующим локусом хромосомы 1А - Gli-Ald и геном Ilg, определяющим признак опушения колоса, составила 0,96 ± 0,65%.

5. Выявлен и описан полиморфизм твердой пшеницы по ДНК маркерами (RAPD и SSR). Для обоих типов маркеров найдены наиболее полиморфные локусы (54 RAPD и 28 SSR локусов) и определены эффективно работающие праймеры. Суммарные электрофоретические спектры ампликонов для каждого типа ДНК маркеров дают уникальную характеристику сорта, что позволяет использовать их при сортовой идентификации твердой пшеницы. Высокий уровень полиморфизма и равномерное распределение по геному делает данные маркеры незаменимыми при решении ряда задач генетического анализа этого вида.

6. Показано, что электрофоретический спектр глиадина яровой твердой пшеницы не является абсолютно индивидуальной характеристикой сорта (как у мягкой пшеницы), но может служить дополнительным признаком, принимаемой в рассмотрение при определении сортовой принадлежности и сортовой чистоты партий семян. На основании полученных данных по разнообразию электрофоретических спектров глиадина яровой твердой пшеницы подготовлена "методика проведения лабораторного сортового контроля" яровой твердой пшеницы, одобренпая научно-техническим советом Министерства сельского хозяйства РФ, что документирует практическую значимость проведенного в диссертации исследования. С использованием алгоритмов, реализованных на базе искусственных нейронных сетей, показана возможность компьютерного распознавания аллельных вариантов блоков компонентов глиадина в электрофоретических спектрах сортов твердой пшеницы, чем заложена фундаментальная основа и показана техническая достижимость решения практически важной задачи общенационального масштаба - автоматизации процесса контроля сортовой чистоты и сортового соответствия пшениц.

использования блоков компонентов глиадина в качестве генетических маркеров качества продуктов переработки зерна яровой твердой пшеницы. Установлено, что блок Gli-Bldb маркирует значительно более высокое качество клейковины по сравнению с блоком Gli-Blda. Использование этого маркера позволило выявить перспективные для дальнейшей селекции линии сорта Харьковская 7

8. С использованием предложенной в работе системы генетических маркеров показано, что в современных сортах твердой пшеницы природное биоразнообразие, свойственное этому виду, подверглось генетической эрозии. Индекс генетического разнообразия Нея (.Н), вычисленный для локусов глиадинкодирующих генов современных сортов, в разных странах варьирует от 0,5 до 0,65. Этот показатель ниже чем у мягких пшениц (#~0,75) и ниже, чем по популяциям стародавних местных сортов твердых пшениц, у которых он приближается к 0,7. Биоразнообразие отечественных сортов сохранилось лучше, чем в целом в мире. Для этих сортов индекс Нея составляет 0,652 по локусам глиадинкодирующих генов и 0,627 по микросателлитным локусам. Кроме того, отечественные сорта яровой твердой пшеницы сохранили не только разнообразие, но и индивидуальность, которая выражается в широком распространении в их среде характерных аллелей глиадинкодирующих генов, редких в других регионах мира. В отечественных твердых пшеницах не произошло снижения разнообразия по аллелям глиадинкодирующих локусов хромосом первой гомеологической группы, как это произошло в других странах.

9. С использованием молекулярных маркеров показано, что, несмотря на относительное разнообразие отечественных сортов твердой пшеницы, все они находятся в высокой степени родства. Сорта отличаются друг от друга по наборам аллелей RAPD и SSR маркеров, но, в целом, комбинации этих различий весьма ограничены. Также и при кластеризации сортов на основании относительных генетических расстояний, выявленных с использованием этих маркеров, кластеры выделяются с низкой достоверностью, а межкластерные расстояния соизмеримы с внутрикластсрными и превышают их незначительно.

твердой пшеницы (сорта с хорошо известными родословными), вычисленных на основании генеалогического метода и RAPD анализа, показало, что взаимосвязь результатов кластеризации по RAPD-данным и коэффициентам родства (х2-тест) и коэффициент корреляции между матрицами сходства статистически значимы. Однако уровень корреляции оказался относительно слаб (коэфф. корреляции г=0,21). Генеалогический анализ и RAPD метод не дают полностью идентичных оценок генетического разнообразия анализируемой совокупности сортов. Корреляции же между SSR маркерами и коэффициентами родства вообще оказались нулевыми, так же как и корреляции между SSR и RAPD маркерами.

11. На примере сравнения блоков компонентов глиадина яровой твердой пшеницы с блоками компонентов, выделенными у других видов рода Triticum L, показана возможность использования этих маркеров при проведении филогенетических исследований на уровне рода. Идентичные блоки обнаружены у пшениц разной плоидности, не связанных известными родословными. Твердые и мягкие пшеницы имеют сходные аллельиые варианты блоков компонентов, контролируемых хромосомами 1А и 6А, по не хромосомой 1В. Данный факт свидетельствует о родственности доноров геномов А твердых и мягких пшениц и в пользу гипотезы "разных доноров" генома В. Сравнительный анализ семейств блоков компонентов глиадинов, выявлепных у твердых и мягких пшениц и контролируемых хромосомами генома А, показал, что основные признаки семейства формируются уже на уровне диплоидного донора, что, в свою очередь, позволил высказать гипотезу о полифилитическом (в результате нескольких актов аллополиплоидизации) происхождении гепома А твердой пшеницы от нескольких диплоидных доноров или биотипов одного полиморфного диплоидного донора.

Публикации по материалам работы

1. Коваль С.Ф., Метаковский Е.В., Кудрявцев A.M.. Созинов A.A. О сцеплении семейств аллелей глиадинкодирующих локусов с генами опушения и окраски колоса у пшеницы. // Сельскохозяйственная биология, 1986, №2, С. 31-36.

2. Кудрявцев A.M., Метаковскнй Е.В., Упелниек В.П., Созинов A.A. Каталог блоков компонентов глиадина хромосомы 6А яровой твердой пшеницы // Генетика, 1987,Т. 23, Ш, С. 1465-1477.

3. Kudryavtsev A.M., Mctakovsky E.V., Sozinov A.A. Polymorphism and inheritance of gliadin components controlled by chromosome 6A of spring durum wheat. // Biochem-Genet., 1988, V.26, N. 11/12, P. 693-703.

4. Metakovsky E.V., Kudryavtsev A.M.. Iakobashvili Z.A., Novoselskaya A.Yu. Analysis of philogenetic relations of durum, carthlicum and common wheats by means of comparison of alleles of gliadin loci. // Theor.Appl.Genet„ 1989, V. 77, N.6, P. 881-887.

5. Метаковский E.B., Кудрявцев A.M., Якобашвили 3.A., Новосельская А.Ю., Изучение филогенетических связей полиплоидных пшениц путем сравнения аллельных вариантов блоков компонентов глиадина в электрофоретических спектрах // Генетика, 1990, Т. 26, №2 С. 272-282.

6. Кудрявцев A.M.. Метаковский Е.В., Компонентный состав глиадина и некоторые хозяйственно значимые признаки у сорта яровой твердой пшеницы Харьковская 7 // Тезисы докладов всесоюзной конференции по биотехнологии злаковых культур, 1988, Алма-Ата (8-10 июня), С. 41-42.

7. Кудрявцев A.M., Метаковский Е.В., Полиморфизм высокомолекулярного глютенина яровой твердой пшеницы // Тезисы докладов VII Всесоюзный симпозиум "Молекулярные механизмы генетических процессов", 1990, (Москва, 20 -23марта 1990 г.), С. 156-157.

8. Илличсвский Н.Н., Кудрявцев A.M.. Метаковский Е.В. Полиморфизм а-амилазы яровой твердой пшеницы И Тезисы докладов VII Всесоюзный симпозиум "Молекулярные механизмы генетических процессов", 1990, (Москва, 20 -23 марта 1990 г.), С. 145

9. Кудрявцев A.M.. Белоусова Е.М., Метаковский Е.В. Об использовании отбора по глиадину при создании и репродуцировании высококачественных сортов яровой твердой пшеницы. //Сельскохозяйственная биология, 1993, M 36 С. 9-16.

10. Кудрявцев A.M., Метаковский Е.В. Глиадин пшеницы: Генетика и возможность использования блоков компонентов глиадина в качестве генетических маркеров хозяйственно ценных признаков пшеницы и в филогенетических исследованиях. // Генетика, 1993, Т. 29, M 1, С. 13-27.

11. Кудрявцев A.M. Генетика глиадина яровой твердой пшепнцы (Triticum durum Desf.) /¡Генетика, 1994, T. 30, Ml, С. 77-84.

12. Кудрявцев A.M., Попова Т.А. Генетическое сцепление между глиадинкодирующими генамн и генами окраски и опушения колоса у яровой твердой пшеницы (Triticum durum Dcsf.) // Генетика, 1994, T. 30, № 12, С. 1587-1592.

13. Autran J.C., Pogna N.E., Kudryavtsev A.M. Use of genetic variation in the improvement of quality in durum wheat /7 In "Options méditerranéennes" CIHEAM. 1995. P. 173-180.

14. Илличевский Н.Н., Кудрявцев A.M., Упслнпек В.П., Метаковский Е.В. Анализ родословных сортов мягкой пшеницы на основе изучения полиморфизма а-амилазы // Генетика, 1995, Т.31, М 12, С. 1650 -1654.

15. Kudrvavtsev A.M., Broggio М., Boggini G., Pecetti L., Annicchiarico P. Screening of a mediterranean durum wheat collection by means of gliadin electrophoresis analysis. // Atti 39 convegno annuale Societa' Italiana di Genetica Agraria, (27-30 settembre 1995) Vasto Marina., p. 39-40.

16. Kudrvavtsev A.M., Boggini G., Benedettelli S., Broggio M. Gliadin polymorphism of modern Italian durum wheat. И Atti 40 convegno annuale Societa' Italiana di Genetica Agraria, 1996, (18-21 settembre) Perugia., p. 207-208.

17. Kudryavtsev A.M., Boggini G.,. Benedettelli S., Illichevsky N.N. Gliadin polymorphism and genetic diversity of modern Italian durum wheat // J. Genet. & Breed, 1996, V. 50, p. 239248.

18. Kudrvavtsev A.M., Kochieva E.Z., Broggio M. Intravarietal heterogenity as an important component of the wheat biodiversity // Proceeding of the International Conference on Science and Technology for Managing Plant Genetic Diversity in the 21st Century (SAT 21), 12-16 June 2000, Kuala Lumpur, Malaysia, http:// www.ipgricgiar.org /system/page.asp?frame= catalogue/select, asp

19. Руанет B.B., Кудрявцев A.M.. Дадашев С.Я. Использование искусственных нейронных сетей при автоматизации анализа и генетической расшифровке электрофоретических спектров глиадина твердой пшеницы. // Генетика, 2001, Т37, Ml О, С. 1435-1437.

20. Кудрявцев A.M., Поморцев А.А., Руанет В.В., Дадашев С.Я. Использование искусственных нейронных сетей при определении сортовых качеств семян яровой твердой пшеницы // Сельскохозяйственная биология, 2002, Ml, С. 121-124.

21. Дадашев С.Я. Руанет В.В., Поморцев А.А., Кудрявцев A.M., Бадаева Е.Д. "Использование нейросетевых технологий в генетических исследованиях" // ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ В XXI ВЕКЕ материалы VIII съезда генетиков и селекционеров республики Беларусь, 23-25 июля 2002, г. Минск, С. 392-393.

22. Кудрявцев A.M., Руанет В.В., Дадашев С.Я. 2003 Некомпонентный анализ белков и нуклеиновых кислот при проведении филогенетических исследований у растений. Использование нейросетевой технологии (сети Кохонена).// Материалы 2-й конференции Московского общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова «Актуальные проблемы генетики», посвященной 115 летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова, Москва 20-21 февраля 2003 г. Т.2 С. 152-153.

23. Кудрявцев A.M., Мартынов С.П., Броджно М., Пухальский В.А. Оценка возможности использования RAPD - анализа для выявления филогенетических связей между сортами яровой твердой пшеницы (Г. durum Desf.) II Генетика, 2003, Т. 39, № 9, с. 1237-1246.

24. Upelniek V.P., Nikolaev А.А., Boggini G., Kudryavtsev A.M. Genetic polymorphism of Strampelli bread wheat varieties evaluated by gliadin alleles II Proceeding of 10th International Wheat Genetic Symposium, Paestum, Italy 1-6 September 2003. (Editor Istituto Sperimentaleper la Cerealicoltura, Roma, Italia), Vol. 2: P. 646-648.

25. Кудрявцев A.M., Мартынов С.П., Броджио M., Буятти М. Оценка полиморфизма по микросатсллитным локусам у сортов яровой твердой пшеницы (Г. durum Desf.) и возможность применения SSR анализа в филогенетических исследованиях.// Генетика, 2004, Т. 40, № 10, 2004 С. 1343-1351.

26. Кудрявцев A.M., Упелниек В.П., Методика электрофореза глиадинов пшеницы в полиакриламидном геле // в сборнике "Методика проведения лабораторного сортового контроля по группам сельскохозяйственных растений" - М.: ФГНУ "Росинформагротех" 2004., С. 26-46.

27. Николаев А.А., Кудрявцев A.M., Boggini G., Упелниек В.П. Изучение полиморфизма запасных белков у отечественных и итальянских сортов мягкой пшеницы (Triticum aestivum) селекции первой половины 20 века II Материалы IIIВОГИС "Генетика в XXI веке: современное состояние и перспективы развития, Москва 6-12 июня 2004. С. 234

28. R. Feyssa, A. Kudryavtsev, Е. Chiaparrino, Т. Chiari On -farm conservation and enhancement of local durum wheat genetic resources in Ethiopia IIProceedings of the XLIX Italian Society of Agricultural Genetics Annual Congress Potenza, Italy -12/15 September, 2005 ISBN 88-900622-6-6, P. A. - C.03

29. Пухальский B.A., Поморцев A.A., Драгович А.Ю., Одинцова Т.И., Упелниек В.П., Кудрявцев A.M., Хадеева Н.В., Ратькин А.В., Оболенкова Л.А., Горюнова, С.В. Исследование генома культурных растений и их диких сородичей применительно к генетической теории селекции ПСб: Динамит генофондов растений, животных и человека. М: Наука, 2005. С. 78-80.

30. Т. Letta, G. Gezu, A. Kudryavtsev, Е. Chiapparino, M.G. D'Egidio Genetic diversity of Ethiopian durum wheat varieties based on gliadin alleles // J. Genet & Breed, 2005. V. 59. P. 277-284.

31. Кудрявцев A.M. Внутрисортовая гетерогенность твердой пшеницы - важный компонент биоразнообразия вида II Генетика, 2006, Т.42, № 10, С. 1208-1211.

Напечатано с готового оригинал-макета

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 13.03.2007 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печ.л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ 117. Тел. 939-3890. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Кудрявцев, Александр Михайлович

Введение

Глава 1. Обзор Литературы

1.1. Генетические маркеры - общая характеристика.

1.2. Систематика и организация генома видов рода Triticum L.

1.3. Генетические маркеры пшеницы

1.3.1. Биохимические маркеры пшеницы

1.3.1.1. Биохимическая характеристика запасных белков

1.3.1.2. Структура белка глиадина и глютенина

1.3.1.3. Хромосомная локализация глиадин и глютенин кодирующих генов; полиморфизм и характер наследования запасных белков

1.3.1.4. Эволюция глиадинкодирующих генов

1.3.1.5 Амилаза зерна пшеницы

1.3.2. Молекулярные маркеры пшеницы

1.4. Применение генетических маркеров в исследованиях выполненных на пшенице

1.4.1. Использование генетических маркеров для идентификации сортов пшеницы

1.4.2. Генетическое разнообразие и динамики его изменения, генетической эрозия

1.4.2.1. Генетическое разнообразие

1.4.2.2. Динамика изменения генетического разнообразия пшеницы

1.4.3. Использование генетических маркеров при сохранении материала пшеницы в коллекциях ex situ и on farm

1.4.4. Использование генетических маркеров при изучении происхождения, эволюции и филогении пшеницы.

1.4.4.1. Применение изоферментных маркеров в филогенетических исследованиях

1.4.4.2. Применение запасных белков, как генетических маркеров в филогенетических исследованиях

1.4.4.3. Применение молекулярных маркеров в филогенетических исследованиях

1.4.5. Использование генетических маркеров в селекционной практике

Глава 2. Материалы и методы

2.1. Растительный материал

2.2. Лабораторные методы

2.2.1. Приготовление образцов

2.2.1.1. Экстракция глиадина

2.2.1.2. Экстракция глютенина

2.2.1.3. Экстракция а-амилаз

2.2.1.4. Выделение ДНК

2.2.1.5. Приготовление образцов ампликонов микросателлитной ДНК для нанесения на денатурирующий полиакриламидный гель.

2.2.2. Проведение полимеразной цепной реакции

2.2.2.1 Проведение полимеразной цепной реакции при RAPD анализе

2.2.2.2. Поведение полимеразной цепной реакции при анализе полиморфизма микросателлитных локусов

2.2.3. Электрофорез

2.2.3.1. Нативный одномерный Электрофорез глиадина в кислом (pH

3,1) полиакриламидном геле

2.2.3.2. SDS-Электрофорез глютенина в полиакриламидном геле

2.2.3.3 Двумерный электрофорез глиадина в полиакриламидном геле.

2.2.3.4. Электрофорез а-амилаз в полиакриламидном геле

2.2.3.5. Электрофорез RAPD - фрагментов ДНК в агарозном геле

2.2.3.6. Электрофорез фрагментов микросателлитной ДНК в денатурирующем полиакриламидном геле

2.2.4. Оценка признаков линий сорта Харьковская

2.2.5. Математические методы обработки полученных данных:

2.2.5.1. Оценка соответствия фактического расщепления в гибридах

F2 теоретически ожидаемому.

2.2.5.2. Определение величины сцепления между локусами генов

2.2.5.3. Статистическая обработка данных количественных признаков линий сорта Харьковская

2.2.5.4. Оценка генетического разнообразия сортов и образцов твердой пшеницы

Глава 3. Генетические маркеры твердой пшеницы, хромосомная локализация, наследование и полиморфизм

3.1. Глиадины t

3.1.1. Хромосомная локализация глиадинкодирующих генов твердой пшеницы

3.1.2. Характер наследования глиадинкодирующих генов твердой пшеницы

3.1.3. Полиморфизм по локусам глиадинкодирующих генов твердой пшеницы и генетическая номенклатура для их обозначения

3.1.3.1. Полиморфизм по локусам глиадинкодирующих генов отечественных сортов твердой пшеницы (сортов, созданных в бывшем СССР и России)

3.1.3.2. Полиморфизм по локусам глиадинкодирующих генов в сортах твердой пшеницы Италии

3.1.3.3. Полиморфизм по локусам глиадинкодирующих генов в сортах и образцах твердой пшеницы Эфиопии

3.1.3.4. Полиморфизм по локусам глиадинкодирующих генов в сортах твердой пшеницы из коллекции ICARDA

3.1.4. Сводный каталог аллельных вариантов блоков компонентов глиадина твердой пшеницы и его использование при идентификации аллелей в ранее не изученных сортах. Маркерные сорта

3.1.5. Семейства блоков компонентов глиадина у твердой пшеницы

3.2. Глютенины твердой пшеницы; Хромосомный контроль и полиморфизм по локусам глютенинкодирующих генов

3.3. Полиморфизм а - амилазы твердой пшеницы

3.4. Гены, контролирующие морфологические признаки колоса твердой пшеницы - опушение (.Hg) и окраску (Rgl)

3.5. Полиморфизм твердой пшеницы по ДНК маркерам

3.5.1. Полиморфизм твердой пшеницы по RAPD маркерам

3.5.2. Полиморфизм твердой пшеницы по SSR маркерам

3.6. Обсуждение результатов

Глава 4. Идентификация сортов твердой пшеницы, их гомогенность и гетерогенность. Разнородность биотипов гетерогенных сортов в отношении хозяйственно-значимых признаков

4.1. Использование генетических маркеров при определении сортовой чистоты и сортового соответствия коммерческих партий семян сортов твердой пшеницы

4.1.1. Идентификация сортов твердой пшеницы на основании полиморфизма по глиадину

4.1.2. Использование молекулярных маркеров для идентификации сортов твердой пшеницы

4.1.3. Анализ сортового соответствия и наличия чужеродных примесей по глиадиновым маркерам. Автоматизация метода

4.2. Гетерогенности сортов твердой пшеницы

4.3. Разнородность биотипов в отношении хозяйственно - значимых признаков. Использование блоков компонентов глиадина в качестве маркеров показателей качества продуктов переработки твердой пшеницы

4.3.1. Сравнение биотипов сорта Харьковская 7 по количественным признакам, характеризующим структуру колоса и по урожайности.

4.3.2. Сравнение биотипов сорта Харьковская 7 по показателям, характеризующим качество клейковины

4.4. Обсуждение результатов

Глава 5. Биоразнообразие твердой пшеницы и динамика его изменения

5.1. Анализ биоразнообразия твердой пшеницы с использованием белковых маркеров . 189 5.1.2. Изучение генетических расстояний в коллекциях сортов твердой пшеницы с использованием глиадиновых маркеров. Связь полиморфизма по глиадину с родословными сортов

5.2. Анализ биоразнообразия твердой пшеницы с использованием

SSR и RAPD маркеров

5.2.1. RAPD анализ

5.2.2. 88Я анализ

5.3. Обсуждение результатов

Глава 6. Использование генетических маркеров в филогенетических исследованиях рода ТгШсит Ь.

6.1. Сравнение блоков компонентов глиадина, контролируемых у пшениц хромосомой 1А

6.2. Сравнение блоков компонентов глиадина, контролируемых хромосомой 6А

6.3. Сравнение блоков компонентов глиадина, контролируемых у мягкой и твердой пшеницы гомологичными хромосомами В генома

6.4. Сравнение а-амилазы мягкой и твердой пшеницы

6.5. Обсуждение результатов . .231 Выводы .237 Заключение .243 Список литературы . .247 Приложение

Введение Диссертация по биологии, на тему "Создание системы генетических маркеров твердой пшеницы (T. durum Desf.) и ее применение в научных исследованиях и практических разработках"

Развитие методов биохимии и молекулярной биологии в новейшее время (особенно в последние два десятилетия) привело к тому, что перед генетикой, в ряде ее направлений, открылись принципиально новые возможности. Одним из таких направлений стало выявление внутри- и межвидового полиморфизма белков и ДНК и создание на основе этого полиморфизма генетических маркеров, позволяющих решать ряд задач чисто научного и прикладного характера. С использованием генетических маркеров могут решаться, практически, все задачи генетического анализа. Можно идентифицировать отдельные гены, участвующие в определении полимерного признака, исследовать свойства этих генов, определять их хромосомную локализацию, картировать их, анализировать генотипы, изучать свойства хромосомы и ее отдельных участков (Серебровский, 1979). Кроме того, с помощью генетических маркеров можно решать большинство задач популяционной генетики - в этой области они становятся одним из основных инструментов исследования. Генетические маркеры широко используются в эволюционных и филогенетических исследованиях. В практике маркеры нашли применения в медицине, сельском хозяйстве, криминалистике и многих других областях. Следует, однако, сразу же отметить, что разные типы генетических маркеров по-разному подходят для решения тех или иных задач. Так, маркеры созданные на основе высоко полиморфных белковых систем хорошо подходят для работ в области популяционных исследований, поскольку позволяют проводить относительно дешевые массовые анализы, но эти же маркеры не всегда удается использовать для проведения работ по картированию генов. Маркеры, созданные на основе полиморфизма ДНК, обладают потенциально большими возможностями, поскольку теоретически с их помощью можно маркировать любую область генома. Однако такие маркеры в настоящий момент все еще относительно дороги и требуют больших затрат труда в их практическом применении. Поэтому в настоящее время для каждого объекта исследования следует создавать системы генетических маркеров, включающие маркеры разных типов, позволяющих решать все задачи, встающие перед исследователями в различных областях их применения, с минимальными затратами труда и материальных средств.

Работы по выявлению генетически обусловленного полиморфизма и создания наборов маркеров разных типов широко выполнялись и выполняются на ряде объектов, начиная от бактерий и заканчивая человеком. Огромное количество работ выполнено на сельскохозяйственных растениях, среди которых мягкая пшеница (Т. aestivum L.) в качестве объекта исследования занимает одно из первых мест (см. Глава 1.).

Твердая пшеница (Т. durum Desf.) в плане генетических маркеров остается практически неизученной. По посевным площадям твердая пшеница занимает в мире второе место после мягкой пшеницы и существенно отличается от нее по технологическим характеристикам. Только из твердой пшеницы можно приготовить высококачественные макаронные изделия, манную крупу или кус-кус. Твердая пшеница - культура жаркого климата и сухих степей. Интенсивно возделывается в Средиземноморском регионе Европы, в Африке и в Передней Азии (где, возможно, находится первичный центр ее происхождения (Вавилов, 1987в; Özkan et al., 2002)), вплоть до Индии. Издавна твердую пшеницу выращивали на территории России, причем в дореволюционное время наша страна была основным мировым экспортером зерна этой культуры. Так, в начале XX века США закупали в Италии макароны, изготовленные из российского зерна твердой пшеницы (цит. по Жученко, 2004). В настоящее время этот вид занимает в США и Канаде относительно большие площади, поскольку примерно сто лет назад в этих странах началось освоение культуры твердой пшеницы и создание на основе российских сортов собственных сортов (Гущин, 1983). Почвенно-климатические условия нашей страны благоприятны для получения высоких урожаев твердой пшеницы, однако в послереволюционные и особенно в послевоенные годы площади под ней сильно сокращались. К началу 80 х гг.

XX века в СССР они составили только 2,5 млн. га, по сравнению примерно с 20 млн. га довоенных (Гущин, 1983). В 2006 году в России по данным аналитического центра «СовЭкон» было произведено только 500 тыс. тонн зерна твердой пшеницы, что позволяет примерно оценить посевные площади в 300 тыс. га. Мировое производство зерна твердой пшеницы за последнее десятилетие остается в целом стабильным (примерно 30 млн. тонн в год), хотя в 2005 году наблюдалось его резкое снижение на 7 млн. тонн по сравнению с предыдущим годом, вызванное, опять же, сокращением посевных площадей. Причин подобного снижения площадей под этой культурой несколько, однако все их можно разделить на две группы. Первая группа - причины экономические: неправильная политика установления цен на зерно, завышенные требования к качеству зерна твердой пшеницы и т.д. Вторая группа - причины, исходящие непосредственно из биологии вида, из трудностей его возделывания. Эта культура более требовательна по сравнению с мягкой пшеницей к условиям произрастания, чувствительна к срокам посева, месту в севообороте, почвенному плодородию и многим другим условиям (Гущин, 1983). Поскольку у твердой пшеницы реализация генетического потенциала растения очень сильно зависит от условий его выращивания (Савицкая, Гудинова, 1985), вести ее селекцию особенно трудно. Использование при селекционной работе с твердой пшеницей новейших достижений современной генетики и, в частности, методов генетических маркеров, видимо, позволит эффективнее проводить отбор, создавать новые и улучшать старые сорта. Кроме того, использование генетических маркеров может способствовать решению многих теоретических вопросов, связанных с частной генетикой и филогенией твердой пшеницы и рода ТгШсит Ь. в целом.

Как уже отмечалось выше, твердая пшеница остается относительно неизученным с точки зрения генетики видом, поскольку большинство исследователей, работающих на злаках, занимаются мягкой пшеницей, ячменем и рисом. Только в последнее время появились работы, касающиеся вопросов генетического маркирования сортов твердой пшеницы (с использованием ДНК маркеров), вопросов ее происхождения и биоразнообразия.

Создание системы генетических маркеров для твердой пшеницы, адекватно отражающей и описывающей биологическое разнообразие вида, позволяет быстрее и проще решать ряд задач чисто научного и прикладного характера, встающих перед исследователями, работающими с этой культурой. К таким задачам можно отнести:

• Идентификацию генотипа (сортовая идентификация); Изучение биотипного состава гетерогенных сортов и популяций;

• Оптимизацию сохранения коллекций пшениц ex situ в семенных банках;

• Генетический мониторинг популяций при размножении on farm\

• Описание биоразнообразия и генетической эрозии;

• Сравнение географически разделенных популяций;

• Изучение филогении пшениц и родословных сортов;

• Маркирование генов хозяйственно-значимых признаков и маркер - ассоциированный отбор в селекционной практике;

• Идентификацию чужеродных примесей и очистку от них сортов в процессе семеноводства.

Адекватная система генетических маркеров может быть использована также для решения многих других задач генетики и селекции твердой пшеницы, в частности, для быстрого скрининга коллекций на предмет поиска доноров новых аллелей генов, интересных в хозяйственном отношении.

Важным вопросом практического использования систем генетических маркеров остается вопрос "квалификации персонала". До настоящего момента использовать генетические маркеры любого типа могут лишь специалисты, обладающие достаточным опытом работы и конкретным знанием всего разнообразия маркеров составляющих систему. В связи с этим актуальным остается вопрос создания компьютеризированных систем и программ позволяющих автоматизировать процесс распознания аллельных вариантов генетических маркеров в генотипах сортов.

Все вышеперечисленное было учтено нами при постановке целей и задач исследований, проводимых в рамках настоящей работы.

Основной целью диссертационной работы стало создание системы генетических маркеров яровой твердой пшеницы {Т. durum Desf.), объединяющей взаимодополняющие маркеры разной природы (морфологические, белковые, молекулярные), и пригодной для решения разнообразных задач, возникающих при проведении научных исследований или реализации практических разработок, выполняемых на этой культуре.

Исходя из цели работы, были поставлены следующие задачи:

2. Описать полиморфизм яровой твердой пшеницы по изоформам фермента а-амилазы.

6. Показать возможность применения выявленных маркеров в качестве удобного инструмента при проведении научных исследований в области описания и сохранения биоразнообразия твердой пшеницы, а также в филогенетических исследованиях.

7. Показать применимость данных маркеров при использовании их в селекции и семеноводстве.

8. Разработать подходы к автоматизации методов распознавания генетических маркеров белковой природы по их электрофоретическим спектрам.

В большинстве поставленные в работе задачи были успешно решены. При этом были достигнуты результаты, которые обусловили ее научную новизну, а именно:

Впервые было проведено изучение генетического контроля глиадина (запасного белка зерновки) у твердой пшеницы Т. durum Desf. Выявлено четыре глиадинкодирующих локуса, расположенных на хромосомах первой и шестой гомеологических групп. Показан сцепленный характер наследования компонентов глиадина, контролируемых генами, входящими в один локус. Описан полиморфизм глиадина и составлен каталог аллельных вариантов блоков компонентов глиадина. Показано, что данные аллели могут быть использованы в селекционном процессе в качестве генетических маркеров ряда хозяйственно значимых признаков (качества продуктов переработки твердой пшеницы). Эти же маркеры могут быть использованы при идентификации сортов и определении их чистоты в семеноводстве - созданы каталоги эталонных спектров сортов твердой пшеницы, районированных в России.

Впервые был описан полиморфизм твердых пшениц по изоферменту а-амилаза.

Впервые была установлена величина генетического сцепления между генами, контролирующими морфологические признаки колоса - его окраску и опушение, и локусами глиадинкодирующих генов. Показана возможность использования морфологических генов в качестве маркерных в селекционном процессе при селекции на качество.

Впервые был изучен полиморфизм отечественных твердых пшениц с использованием ДНК маркеров - SSR и RAPD и проведено сравнение кластеризаций по генетическому родству, вычисленному на основании этих маркеров, с кластеризациями проведенными на основании коэффициентов родства по родословным. Показана "условная" возможность использования RAPD и невозможность использования SSR маркеров при анализе родословных сортов твердых пшениц.

Впервые с помощью глиадиновых маркеров показана высокая степень родства А геномов у твердой пшеницы и других представителей рода Triticum L. и менее близкое родство их В геномов. Высказана и подтверждена экспериментально гипотеза о полифилетическом происхождении А генома полиплоидных пшениц.

Впервые был применен метод искусственных нейронных сетей для анализа электрофоретических спектров глиадина. Доказана принципиальная возможность автоматизации процесса расшифровки электрофоретических спектров глиадина, что открывает путь к автоматизации процесса идентификации сортов пшеницы и их сортовой чистоты в системе семенного контроля.

Результаты, полученные в работе, имеют не только фундаментально -научную, но также и практическую ценность и применимость. Генетические маркеры, выявленные и описанные в работе, могут быть успешно применены в различных областях научной и хозяйственной деятельности, так или иначе связанных с использованием или изучением твердой пшеницы:

В области частной и популяционной генетики яровой твердой пшеницы данная система найдет широкое применение при картировании различных генов, для маркирования участков хромосом, при изучении популяционной структуры и динамики ее изменения в пространстве и времени у групп сортов и местных форм, при изучении родословных сортов и филогении рода Triticum L. в целом; а также в ряде других областей.

В области семеноводства предложенные генетические маркеры могут быть полезны при отборе сортотипичных растений (для гетерогенных сортов - в заданных пропорциях биотипов) при закладке первичного питомника размножения, а также для контроля чистоты ведения семеноводческого процесса на всех его стадиях, начиная от суперэлиты и кончая последними репродукциями.

В области селекции использование данной системы позволяет проводить предварительный скрининг коллекций сортов и образцов для поиска доноров новых аллелей генов хозяйственно-ценных признаков, при селекции твердой пшеницы на качество и при создании генетически выровненных, однородных сортов.

В области торговли семенами и товарным зерном, наиболее очевидное применение данной системы и, в первую очередь, глиадиновых маркеров связано с определением сортовой чистоты и сортового соответствия коммерческих партий семян (зерна). Разработка основ автоматизации анализа электрофоретических спектров глиадина с применением искусственных нейронных сетей позволяет вплотную подойти к созданию приборного комплекса и программного обеспечения, пригодного для использования в региональных лабораториях семенного контроля персоналом, не обладающим специальными знаниями в области генетики запасных белков.

Таким образом, подводя итог полученным результатам, также в свете их научной новизны и практической значимости, мы можем сформулировать основные положения работы, выносимые на защиту:

1. Система генетических маркеров твердой пшеницы (Т. durum Desf.), включающая в себя взаимодополняющее маркеры разной природы: биохимические (белки - запасные белки глиадин и глютенин, изофермент а-амилаза), морфологические (гены, определяющие морфологические признаки колоса окраску и опушение) и молекулярные (RAPD и микросателлитные маркеры (8811)), позволяет успешно решать ряд научных и практических задач, связанных с изучением и использованием этого вида.

2. Полиморфные запасные белки зерна - глиадины являются наиболее удобными генетическими маркерами для идентификации сортов твердой пшеницы и оценки сортовой чистоты партий коммерческих семян этой культуры.

3. Применение искусственных нейронных сетей на настоящий момент является наиболее приемлемым подходом к автоматизации распознания аллельных вариантов блоков компонентов глиадина в электрофоретических спектрах сортов твердой пшеницы, что, в свою очередь, открывает возможности автоматизации методов оценки сортового соответствия и сортовой чистоты в партиях семян этой культуры.

4. Генетически обусловленная гетерогенность сортов и популяций твердой пшеницы является важным компонентом биоразнообразия этого вида, сохранение которого в настоящее время практически невозможно без постоянного мониторинга, проводимого с использованием системы генетических маркеров.

5. В современных сортах твердой пшеницы наблюдается снижение генетического разнообразия по сравнению с разнообразием, наблюдаемым в популяциях местных сортов этого вида или у мягкой пшеницы. Снижение генетического разнообразия, с одной стороны, вызвано жесткими технологическими требованиями, предъявляемыми к этой культуре, с другой стороны - активной политикой нескольких международных селекционных центров, продвигающих в производство свои перспективные линии.

6. При выборе генетических маркеров, адекватно описывающих биоразнообразие сортов твердой пшеницы и, особенно, генетические расстояния между сортами, нужно проводить дополнительные исследования, поскольку разные типы маркеров могут дать разные, порой противоречивые результаты. Данное явление, по-видимому, отражает мозаичность структуры генома и относительную независимость путей эволюции признаков, контролируемых его несцепленными участками.

Все результаты, представленные в работе, получены при непосредственном личном участии автора в период с 1985 по 2006 год в результате научных исследований, проведенных им в Институте общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, в Институте агрономии заморских стран (Флоренция, Италия), а также на базе лабораторий, участвовавших в международных научных проектах. Автор приносит глубокую благодарность С.Я. Дадашеву, H.H. Илличевскому, С.П. Мартынову, В.В. Руанету и В.П. Упелниеку, в тесном сотрудничестве с которыми были выполнены некоторые разделы работ.

Особую признательность автор выражает д.б.н., профессору В.А. Пухальскому за его многолетнюю поддержку всех исследований, выполненных по теме работы, а также за критические замечания и полезные советы, высказанные в процессе написания данного труда.

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Кудрявцев, Александр Михайлович

Выводы

1. Показано, что электрофоретические компоненты глиадина твердой пшеницы наследуются сцепленными группами - блоками компонентов, по кодоминантному типу и контролируются четырьмя локусами генов, расположенными на коротких плечах хромосом первой и шестой гомеологической группы. Выявлен и описан полиморфизм по глиадинкодирующим локусам, присущий виду в целом. Составлен каталог аллельных вариантов блоков компонентов глиадина, наиболее часто встречающихся у современных сортов твердой пшеницы, включающий 10 аллелей по локусу (т/г-Л/^; 12 аллелей по локусу СИ-В1й\ 20 аллелей по локусу и 20 аллелей по локусу СИ-В2с1. Выявлены и описаны семейства блоков компонентов глиадина.

2. Изучен и описан полиморфизм твердой пшеницы по локусам глютенинкодирующих генов. Составлен каталог блоков компонентов глютенина, который включает 3 варианта блоков компонентов по 1А хромосоме - локус вк-АГ (в т.ч. нуль-аллель) и 8 вариантов блоков по 1В хромосоме - локус аи-В1с1

3. Выявлен очень низкий уровень полиморфизма твердой пшеницы по изоформам а - амилазы (в противоположность мягкой пшенице). При анализе 170 современных сортов мировой коллекции обнаружено только три варианта электрофоретических спектров изоформ этого фермента (зимограмм). При этом подавляющая часть сортов (165 или 97%) имела зимограммы одного типа, три сорта - спектры второго типа. И только один сорт - спектр третьего типа. Таким образом показано, что, в отличие от мягкой пшеницы, а-амилазы твердой пшеницы не могут служить в качестве удобных генетических маркеров.

4. Установлено генетическое сцепление между морфологическими и биохимическими маркерами. Частота рекомбинации между генами глиадин-кодирующего локуса ОИ-В1а и геном Rgl, определяющим красную окраску колоса, составила 2,96 ± 1,14%. Частота рекомбинации между глиадин-кодирующим локусом хромосомы 1А - СИ-А1с1 и геном Щ, определяющим признак опушения колоса, составила 0,96 ± 0,65%.

5. Выявлен и описан полиморфизм твердой пшеницы по ДНК маркерами (ИАРО и 8811). Для обоих типов маркеров найдены наиболее полиморфные локусы (54 ЯАРО и 28 локусов) и определены эффективно работающие праймеры. Суммарные электрофоретические спектры ампликонов для каждого типа ДНК маркеров дают уникальную характеристику сорта, что позволяет использовать их при сортовой идентификации твердой пшеницы. Высокий уровень полиморфизма и равномерное распределение по геному делает данные маркеры незаменимыми при решении ряда задач генетического анализа этого вида.

6. Показано, что электрофоретический спектр глиадина яровой твердой пшеницы не является абсолютно индивидуальной характеристикой сорта (как у мягкой пшеницы), но может служить дополнительным признаком, принимаемой в рассмотрение при определении сортовой принадлежности и сортовой чистоты партий семян. На основании полученных данных по разнообразию электрофоретических спектров глиадина яровой твердой пшеницы подготовлена "методика проведения лабораторного сортового контроля" яровой твердой пшеницы, одобренная научно-техническим советом Министерства сельского хозяйства РФ, что документирует практическую значимость проведенного в диссертации исследования. С использованием алгоритмов, реализованных на базе искусственных нейронных сетей, показана возможность компьютерного распознавания аллельных вариантов блоков компонентов глиадина в электрофоретических спектрах сортов твердой пшеницы, чем заложена фундаментальная основа и показана техническая достижимость решения практически важной задачи общенационального масштаба -автоматизации процесса контроля сортовой чистоты и сортового соответствия пшениц.

7. Показано, что внутрисортовая гетерогенность твердой пшеницы является важным компонентом биоразнообразия вида. Гетерогенность по глиадину присуща практически половине современных сортов твердой пшеницы. Такие сорта могут содержать от двух до пяти биотипов, разнящихся по компонентному составу глиадина, а также по молекулярным маркерам. На примере гетерогенного сорта Харьковская 7 доказана возможность разнородности биотипов гетерогенных сортов твердой пшеницы в отношении хозяйственно-значимых признаков. Также, показана возможность использования блоков компонентов глиадина в качестве генетических маркеров качества продуктов переработки зерна яровой твердой пшеницы. Установлено, что блок ОН-В^Ь маркирует значительно более высокое качество клейковины по сравнению с блоком ОН-В1аа. Использование этого маркера позволило выявить перспективные для дальнейшей селекции линии сорта Харьковская 7

8. С использованием предложенной в работе системы генетических маркеров показано, что в современных сортах твердой пшеницы природное биоразнообразие, свойственное этому виду, подверглось генетической эрозии. Индекс генетического разнообразия Нея (//), вычисленный для локусов глиадинкодирующих генов современных сортов, в разных странах варьирует от 0,5 до 0,65. Этот показатель ниже чем у мягких пшениц (#«0,75) и ниже, чем по популяциям стародавних местных сортов твердых пшениц, у которых он приближается к 0,7. Биоразнообразие отечественных сортов сохранилось лучше, чем в целом в мире. Для этих сортов индекс Нея составляет 0,652 по локусам глиадинкодирующих генов и 0,627 по микросателлитным локусам. Кроме того, отечественные сорта яровой твердой пшеницы сохранили не только разнообразие, но и индивидуальность, которая выражается в широком распространении в их среде характерных аллелей глиадинкодирующих генов, редких в других регионах мира. В отечественных твердых пшеницах не произошло снижения разнообразия по аллелям глиадинкодирующих локусов хромосом первой гомеологической группы, как это произошло в других странах.

9. С использованием молекулярных маркеров показано, что, несмотря на относительное разнообразие отечественных сортов твердой пшеницы, все они находятся в высокой степени родства. Сорта отличаются друг от друга по наборам аллелей ЯДРО и 8811 маркеров, но, в целом, комбинации этих различий весьма ограничены. Также и при кластеризации сортов на основании относительных генетических расстояний, выявленных с использованием этих маркеров, кластеры выделяются с низкой достоверностью, а межкластерные расстояния соизмеримы с внутрикластерными и превышают их незначительно.

10. Показано, что при изучении родословных сортов яровой твердой пшеницы, а также для определения генетически наиболее отличных образцов нельзя брать наборы случайных молекулярных маркеров и на основании их полиморфизма проводить филогенетические построения. Сравнение индексов сходства между 64 сортами яровой твердой пшеницы (сорта с хорошо известными родословными), вычисленных на основании генеалогического метода и ЯАРО анализа, показало, что взаимосвязь результатов кластеризации по КАРЭ-данным и коэффициентам родства (х2-тест) и коэффициент корреляции между матрицами сходства статистически значимы. Однако уровень корреляции оказался относительно слаб (коэфф. корреляции г= 0,21). Генеалогический анализ и ЯАРО метод не дают полностью идентичных оценок генетического разнообразия анализируемой совокупности сортов. Корреляции же между 8811 маркерами и коэффициентами родства вообще оказались нулевыми, так же как и корреляции между 8811 и ИАРО маркерами.

11. На примере сравнения блоков компонентов глиадина яровой твердой пшеницы с блоками компонентов, выделенными у других видов рода ТгШсит Ь, показана возможность использования этих маркеров при проведении филогенетических исследований на уровне рода. Идентичные блоки обнаружены у пшениц разной плоидности, не связанных известными родословными. Твердые и мягкие пшеницы имеют сходные аллельные варианты блоков компонентов, контролируемых хромосомами 1А и 6А, но не хромосомой 1В. Данный факт свидетельствует о родственности доноров геномов А твердых и мягких пшениц и в пользу гипотезы "разных доноров" генома В. Сравнительный анализ семейств блоков компонентов глиадинов, выявленных у твердых и мягких пшениц и контролируемых хромосомами генома А, показал, что основные признаки семейства формируются уже на уровне диплоидного донора, что, в свою очередь, позволил высказать гипотезу о полифилитическом (в результате нескольких актов аллополиплоидизации) происхождении генома А твердой пшеницы от нескольких диплоидных доноров или биотипов одного полиморфного диплоидного донора.

Заключение

Подводя итог всему вышеизложенному, еще раз хотелось бы подчеркнуть, что изученные в работе маркеры различных типов позволили решить поставленные задачи, в первую очередь, потому, что они были использованы в своем взаимном дополнении, в системе. Каждый тип маркеров более удобен для решения какой-то определенной задачи. Глиадины и глютенины применимы для проведения массовых анализов в популяционных исследованиях, поскольку методика идентификации этих белков проста и быстра в исполнении и относительно дешева. Молекулярные маркеры все еще остаются дорогостоящими и достаточно трудоемкими, особенно на стадии выделения из растений ДНК, и потому для массовых анализов менее пригодными. Однако с их помощью возможно решать такие задачи генетических исследований, которые требуют применения мультилокусного анализа, например, при изучении генетического сходства различных сортов. Безусловно, с развитием методов лабораторных исследований и созданием новых технологий и новых маркерных систем ряд ограничений, связанных с применением тех или иных маркеров будет преодолен (если только эти ограничения не связаны с самой природой маркера). Уже сейчас ясно, что для сортовой идентификации образцов и партий семян пшеницы в недалеком будущем будут применимы системы мультиплексного анализа микросателлитных локусов с последующей расшифровкой генетического профиля образцов даже не методом электрофореза в геле, но на автоматических системах капиллярного электрофореза. Кроме того, разработка метода «балк-анализа» ДНК, то есть анализа ДНК, выделенной из смеси генотипов, с последующим определением процентного содержания каждого генотипа в смеси, может существенно облегчить и удешевить методику сортовой идентификации растений. Все эти разработки, однако, пока еще предстоит выполнить на теоретическом уровне, и это входит в дальнейшие планы нашей работы. Что касается глиадиновых маркеров, то уже сейчас они являются маркерами, готовыми к практическому применению в области сортового контроля. Более того, методики лабораторного контроля сортовой чистоты, основанные на разработанном методе, были уже утверждены в качестве стандартных методик Министерством сельского хозяйства РФ. Часто бывает так, что получить формальное признание метода и утверждение его в качестве стандарта значительно сложнее, чем разработать сам метод. В этом плане, многолетняя работа по изучению полиморфизма глиадина пшеницы и популяризация данного метода среди потенциально заинтересованных лиц, выполненная не только (и не столько) автором настоящей работы, но и многими и многими его коллегами, дала уже свои плоды. Многое еще предстоит сделать и в этом направлении. Например, создать систему автоматического анализа электрофоретических спектров глиадина, разработать комплекс приборов, с помощью которого сама работа по выполнению электрофорезов будет оптимизирована и производительность труда возрастет. Такие работы в настоящее время проводятся в рамках проектов РФФИ и Президиума РАН под непосредственным руководством автора настоящей диссертации. В дальнейшем предстоит не менее сложная и важная работа по внедрению метода в системе заинтересованных организаций - Испытательных станций Госсеминспекции, селекционных и семеноводческих учреждений. Желательно создание в стране сети таких станций, работающих на едином оборудовании, по единой методике и связанных между собой информационно. Если эта задача будет решена, то в дальнейшем можно будет выполнить рад широкомасштабных научных проектов. Принятие единого стандарта получения и обработки данных, описывающих генотипы пшениц (а в последствии и других культурных растений), в научных институтах РАСХН и испытательных лабораториях МСХ, разбросанных по всей стране, позволит связать их в единую информационную сеть "Генетического мониторинга культурных растений" (ГМКР), одновременно объединив с профильными институтами РАН. Посредством этой сети данные, описывающие разнообразие генотипов культурных растений, собранные по всей стране, будут объединяться в массивы (базы) и обрабатываться математически. Проведение всеобъемлющего и многолетнего мониторинга биоразнообразия в разных видах культурных растений, интеграция данных, описывающих генотипы видов с агроклиматическими данными (с учетом микроклиматических вариаций), данными по урожайности культур и другими данными, позволят получить уникальные научные результаты. С использованием системы ГМКР будет возможно:

1) Проводить генетический мониторинг сортосмены культурных растений в России, определять скорости потери (возрастания) биоразнообразия в популяциях культурных растений. Определить динамики изменения частот генотипов и в этом плане скорость потери локальных генотипов и замены их генотипами, созданными в зарубежных селекционных центрах. На основании этих данных будет возможно разработать биологические критерии вовлеченности России в процессы Мировой Глобализации, а также пороговые критерии Национальной безопасности России в области уровня генетического разнообразия культурных растений.

2) Изучать на уровне культурных растений процессы взаимодействия генотип - среда (также на уровне микроклиматических ниш), что в перспективе позволит подбирать оптимальные генотипы для данных агроклиматических условий. При наличии долговременных погодных прогнозов подбирать оптимальные сорта для высева в зонах прогнозирования.

3) Провести параллельный мониторинг биоразнообразия и динамики его изменения в популяциях культурных и диких растений. Выявить общности и различия в этих процессах. Провести анализ факторов: агроклиматических, антропогенных, экологических, оказывающих максимальное влияние на изменение биоразнообразия растений.

4) Провести детальное изучение селекционного процесса, показать с помощью сравнительного генетического анализа исходного селекционного материала и реализованных сортов основные тенденции отбора материала для разных агоклиматических зон. Но все это только еще предстоит сделать!

В целом, мониторинг генетического разнообразия пшениц России в свете полученных в работе результатов становится важной задачей. Потеря собственного генетического разнообразия, генотипов, исторически адаптированных к местным агро-климатическим условиям, может обернуться трагедией и для нашей страны, как это уже случилось в Эфиопии.

Хочется верить, что результаты, полученные и обобщенные в рамках данного исследования, послужат основой для дальнейших фундаментальных исследований в области частной генетики твердой пшеницы и позволят повысить эффективность работ в областях селекции и семеноводства этой культуры.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Кудрявцев, Александр Михайлович, Москва

1. Абрамова Л.И. Кариотип пшениц. // Цитол. и генет. 1986. Т. 20. С. 379-385.

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

3. Алтухов Ю.П., Абрамова А.Б. Мономорфная видоспецифичная ДНК, выявляемая в полимеразной цепной реакции со случайными праймерами. // Генетика. -2000. Т. 36. № 12. С. 1674-1681.

4. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях: // Уч. пос. -М.:Академкнига. 2003.-431с.

5. Бабоев С.К., Филатенко A.A., Якобашвили З.А., Метаковский Е.В. Полиморфизм глиадина диплоидных видов пшеницы с геномом А. // Генетика. 1990. Т. 26. № 12. С. 2166-2176.

6. Бабоев С.К. Изучение полиморфизма и наследования запасных белков диплоидных видов пшеницы: Дис. канд. биол. наук. М.: ИОГен. 1992. -154 с.

7. Вавилов Н.И. К филогенезу пшениц //В кн. Теоретические основы селекции // М.: Наука. -1987а. С. 409-476.

8. Вавилов Н.И. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости // М.: Наука. -19876. 260 с.

9. Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений // В кн. «Происхождение и география культурных растений» // М.: Наука. 1987в. С. 33-127

10. Валянский С. И., Калюжный Д.В. Третий путь цивилизации, или спасет ли Россия мир? // М.: Алгоритм. 2002. 496 с.

11. Генетика признаков пшеницы // В кн: «Генетика культурных растений. Зерновые культуры» // Л.: «Агропромиздат». 1986. С. 87-130.

12. Гречко В.В. Молекулярные маркеры ДНК в изучении филогении и систематики.//Генетика. -2002. Т. 38. №8. С. 1013-1033.

13. Горбань А. Н. Обучение нейронных сетей. // М.: изд СССР США СП "РагаСтгаР. - 1990. 160 с.

14. Горбань А.Н., Россиев Д.А. Нейронные сети на персональном компьютере.//Новосибирск: "Наука". 1996. 276с.

15. Гостимский С.А., Кокаева З.Г., Коновалов Ф.А. Изучение организации и изменчивости генома растений с помощью молекулярных маркеров // Генетика. 2005. Т.41. №4. С. 480-492.

16. Гущин И.В. Твердая пшеница в саратовской области // В сб. «Твердые и сильные пшеницы в Поволжье», Саратов. 1983. С. 29-40.

17. Дарканбаев Т.Б., Фурсов О.В., Хайдарова Ж.С. Изоферменты а-амилаз зерна некоторых злаков. // Физиология и биохимия культурных растений. -1980. Т. 24. С. 258-262.

18. Дорофеев В.Ф., Мигушова Э.Ф. Система рода ТгШсит Ь // Вестн. с/х науки. 1979. № 26. С. 409-410.

19. Дорохов Д.Б., Клоке Э. Быстрая и экономичная технология ЯАРО -анализа растительных геномов // Генетика. 1997. Т. 33. С. 476-483.

20. Жизнь растений. // М.: «Просвещение». 1980. Т. 6. 430 с.

21. Жиров Е.Г. Синтез новой гексаплоидной пшеницы. // Тр. по прикл. бот. генет. селек. 1980. Т. 68. вып. 1. С. 14-16.

22. Жученко A.A. Ресурсный потенциал производства зерна в России // М.: «Издательство Агрорус». -2004. 1110 с.

23. Илличевский H.H., Метаковский Е.В., Созинов A.A. Полиморфизм и генетический контроль а-амилазы у отечественных сортов яровой мягкой пшеницы. //Генетика. 1989. Т. 25. С. 2176-2186.

24. Илличевский H.H., Кудрявцев A.M., Метаковский Е.В. Полиморфизм а-амилазы яровой твердой пшеницы // Тезисы докладов VII Всесоюзный симпозиум "Молекулярные механизмы генетических процессов". 1990. (Москва, 20 -23 марта 1990 г.). С. 145

25. Илличевский H.H. Полиморфизм и генетический контроль а-амилазы у пшеницы. // Дисс. канд. биол. наук. 1992. Москва. ИОГен им. Н.И. Вавилова. 143 с.

26. Илличевский H.H., Кудрявцев A.M., Упелниек В.П., Метаковский Е.В. Анализ родословных сортов мягкой пшеницы на основе изучения полиморфизма а-амилазы // Генетика. 1995. Т.31. № 12. С. 1650 -1654.

27. Коваль С.Ф., Метаковский Е.В., Кудрявцев A.M., Созинов A.A. О сцеплении семейств аллелей глиадинкодирующих локусов с генами опушения и окраски колоса у пшеницы. // Сельскохозяйственная биология. -1986. №2. С. 31-36.

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

29. Конарев В.Г., Гаврилюк И.П., Пенева Т.И., Конарев A.B., Хакимова А.Г., Мигушова Э.Ф. О природе и происхождении геномов пшеницы по данным биохимии и иммунохимии белков зерна // Сельскохозяйственная биология. 1976. №11. С. 656-665.

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

31. Конарев В.Г. Молекулярно-биологические исследования генофонда культурных растений в ВИРе (1967-1997). // С.-Пб.: ВИР, 1998 97с.

32. Крамер Г. Математические методы статистики / Пер. с англ. / 2-е изд. -М.: Мир, 1975. 648 с.

33. Кудрявцев A.M., Метаковский Е.В., Упелниек В.П., Созинов A.A. Каталог блоков компонентов глиадина хромосомы 6А яровой твердой пшеницы // Генетика. 1987. Т. 23. №8. С. 1465-1477.

34. Кудрявцев A.M., Метаковский Е.В. Полиморфизм высокомолекулярного глютенина яровой твердой пшеницы // Тезисы докладов VII Всесоюзный симпозиум "Молекулярные механизмы генетических процессов". 1990. (Москва, 20 -23 марта 1990 г.). С. 156-157

35. Кудрявцев A.M. Генетика глиадина яровой твердой пшеницы (Triticum durum Desf.) // Генетика. 1994. Т. 30. №1. С. 77-84.

36. Кудрявцев A.M., Белоусова Е.М., Метаковский Е.В. Об использовании отбора по глиадину при создании и репродуцировании высококачественных сортов яровой твердой пшеницы // Сельскохозяйственная биология. 1993. №36. С. 9-16.

37. Кудрявцев A.M., Попова Т.А. Генетическое сцепление между глиадинкодирующими генами и генами окраски и опушения колоса у яровойтвердой пшеницы (Triticum durum Desf.) // Генетика. 1994. Т. 30. № 12. С. 1587-1592.

38. Кудрявцев A.M., Поморцев A.A., Руанет В.В., Дадашев С.Я. Использование искусственных нейронных сетей при определении сортовых качеств семян яровой твердой пшеницы // Сельскохозяйственная биология. -2002. №1. С. 121-124.

39. Кудрявцев A.M., Мартынов С.П., Броджио М., Пухальский В.А. Оценка возможности использования RAPD анализа для выявления филогенетических связей между сортами яровой твердой пшеницы (Т. durum Desf.) // Генетика. - 2003. Т. 39. № 9. С. 1237-1246.

40. Кудрявцев A.M., Упелниек В.П. Методика электрофореза глиадинов пшеницы в полиакриламидном геле // в сборнике "Методика проведения лабораторного сортового контроля по группам сельскохозяйственных растений" М.: ФГНУ "Росинформагротех". - 2004. С. 26-46.

41. Кудрявцев A.M. Внутрисортовая гетерогенность твердой пшеницы -важный компонент биоразнообразия вида // Генетика. 2006. Т.42. № 10. С. 1208-1211.

42. Культурная флора СССР, Пшеница // JL: «Колос». 1979. Т.1. 347 с.

43. Левитский Г.А., Сизова М.А., Поддубная-Арнольди В.А. Сравнительная морфология хромосом пшениц // Докл. АН СССР. 1939. Т. 25. №2. С. 144-147.

44. Ленинджер А.Л. Биохимия // М.: «Мир». 1984. 105 с.

45. Мартынов С.П., Добротворская T.B. Анализ генетического разнообразия пшеницы с помощью Информационно-аналитической системы генетических ресурсов GRIS // Генетика. -2000. Т. 36. С. 195-202.

46. Мартынов С.П., Добротворская Т.В., Пухальский В.А. Анализ генетического разнообразия сортов твердой пшеницы (Triticum durum Desf.), районированных на территории России в 1929-2004 гг. // Генетика. 2005. Т. 41. С. 1358-1368.

47. Мережко А.Ф. Видовой состав и кариология Triticum L. Классификация // В кн. «Генетика культурных растений. Зерновые культуры». JL: «Агропромиздат». 1986. с. 25-28.

48. Мережко А. Ф. Принципы поиска, создания и использования доноров ценных признаков в селекции растений // В книге Идентифицированный генофонд растений и селекция, СПб.: ВИР 2005. 896 с.

49. Метаковский Е.В., Новосельская А.Ю., Созинов A.A. Генетический контроль компонентов глиадина у озимой мягкой пшеницы Безостая 1 // Генетика. 1985. Т. 21. № 3. С. 472-478.

50. Метаковский Е.В., Ильина Л.Г., Галкин А.Н., Коваль С. Ф., Созинов A.A. Аллельные варианты блоков компонентов глиадина у мягких пшениц Саратовской области //Селекция и семеноводство. 1987. №1. С. 11-15.

51. Метаковский Е.В., Коваль С.Ф., Созинов A.A. Стабильность и микроэволюция гетерогенного сорта Саратовская 29 // Вестн. с.-х. науки. -19876, №9. С. 28-34.

52. Метаковский Е.В., Чернаков В.М., Шаманин В.П. Генетический полиморфизм глиадина у сортов яровой мягкой пшеницы Омской области //Докл. ВАСХНИЛ. -1990. №9. С. 10-14.

53. Метаковский E.B, Бабаев C.K, Шахметов И.Ш. Анализ наследования компонентного состава глиадина у диплоидной пшеницы Т. топососсит II Генетика. 1991. Т. 27. № 8. С. 1396-1409.

54. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, технологическая оценка зерновых, крупяных и зернобобовых культур // М.: Госагропром СССР. 1988. 121 с.

55. Наскидашвили П.П. Межвидовая гибридизация пшеницы // М.: Колос, 1984. -256 с.

56. Николаева А.Г. Цитологическое исследование рода Triticum II Тр. по прикл. ботанике, генетике. 1923. Т. 13. №1. С. 33-44.

57. Новосельская А.Ю, Метаковский Е.В, Созинов A.A. Изучение полиморфизма глиадинов некоторых сортов пшеницы методами одномерного и двумерного электрофореза // Цитология и генетика. 1983. Т. 17. №5. С. 45-50.

58. Осборн Т. Растительные белки. М.; JL: Биохимгиз, 1935. 220с.

59. Павлов А.Н. Накопление белка в зерне пшеницы и кукурузы. // М.: Колос, 1967. -339с.

60. Панин В.М, Асипова С.Л. Салтыкова H.H. Особенности организации аллеля глиадин-кодирующего локуса хромосомы 1А твердой озимой пшеницы сорта Харьковская 1 // Докл. ВАСХНИЛ. 1986. № 10. С. 7-9.

61. Плохинский H.A. Руководство по биометрии для зоотехников // М.: Колос, 1969.-256 с.

62. Политов Д.В., Крутовский К.В., Алтухов Ю.П. Характеристика генофондов популяций кедровых сосен по совокупности изоферментных локусов//Генетика. 1992. Т. 28. № 1. С. 93-114.

63. Поморцев A.A., Нецветаев В.П., Созинов A.A. Полиморфизм культурного ячменя (Hordeum vulgare) по гордеинам // Генетика. 1985. Т. 21. С. 629-639.

64. Поморцев A.A., Лялина Е.В. Использование электрофоретического анализа запасных белков зерна в лабораторном контроле сортовых качеств семян // Вестник семеноводства в СНГ. 2000. № 4. С. 20-24.

65. Попереля Ф.А., Созинов A.A. Биохимическая генетика глиадина и селекция пшеницы//Тр. ВАСХНИЛ. 1977. С. 65-70.

66. Попереля Ф.А., Созинов A.A., Оморбекова З.А. Изучение природы различий качества муки у сортов пшеницы Одесская 51 и Кавказ методами биохимической генетики // Науч. техн. бюл. ВСГИ. 1978. Вып. 31. № 4. С. 37-39.

67. Попереля Ф.А., Бабаянц Л.Г. Блок компонентов глиадина GLD 1ВЗ как маркер гена, обусловливающего устойчивость растений пшеницы к стеблевой ржавчине // Докл. ВАСХНИЛ. 1978. № 6. С .6-7.

68. Попереля Ф.А., Бито М., Созинов A.A. Связь блоков компонентов глиадина с выживаемостью растений и их продуктивностью, окраской колоса и качеством гибридов F2 от скрещивания сортов Безостая 1 и Црвена Звезда // Докл. ВАСХНИЛ. 1980. № 4. С. 4-7.

69. Попереля Ф.А., Гасанова Г.М. Компонентный состав глиадина и консистенция эндосперма как показатели качества зерна пшеницы // Научно-техн. бюл. ВСГИ. -1980. № 3. С. 21-25.

70. Пшеница в СССР /(под редакцией П.М. Жуковского) Л.: «Гос. Изд-во. Сельскохозяйственной л-ры», 1957. - 632 с.

71. Попов В.И., Карпов В.Н., Ушаков И.Б., и др. Многофакторное планирование и анализ в медико-биологических исследованиях. // Воронеж. 2000. 72с.

72. Пюккенен В.П., Губарева Н.К., Митрофанова О.П. Поиск возможных дублетов среди коллекций образцов мягкой пшеницы из Китая // Аграрная Россия.- 2005. №2. С. 31-35.

73. Россиев Д.А. Медицинская нейроинформатика. // В кн: Нейроинформатика Новосибирск: «Наука», сибирское предприятие РАН, 1998.С. 138-211.

74. Романова Ю.А. Губарева Н.К., Конарев A.B., Митрофанова О.П., Ляпунова O.A., Анфилова H.A. Стрельченко П.П. Исследование коллекции вида пшеницы Triticum spelta L. по полиморфизму глиадинов // Генетика. -2001. Т. 37. С.1258-1265.

75. Руанет В.В., Кудрявцев A.M., Дадашев С.Я. Использование искусственных нейронных сетей при автоматизации анализа и генетической расшифровке электрофоретических спектров глиадина твердой пшеницы // Генетика. 2001. Т37. №10. С. 1435-1437

76. Руководство по апробации сельскохозяйственных культур // М.: «Сельхозгиз», 1947. Т.1. 639 с.

77. Рыбалка А.И., Созинов A.A. Картирование локуса Gld 1В, контролирующего биосинтез запасных белков мягкой пшеницы // Цитология и генетика. 1979. Т. 13. № 4. С. 276-282.

78. Рыбалка А.И., Созинов A.A. Генетический анализ ß- амилазы зерна пшеницы//Генетика.- 1980. Т. 16. С. 1059-1067.

79. Рыбина Г.В. Проектирование систем, основанных на знаниях. // М.: «МИФИ» 2000.

80. Савицкая В.А., Гудинова Л.Г. Селекция яровой твердой пшеницы: состояние и пути повышения засухоустойчивости сортов. // Селекция и семеноводство.- 1985. №3. С. 11-13.

81. Севастьянова С.С., Гарпинчинко Т.В., Белоусова Е.М., Демкин П.П., Добровольский М.В., Богданов В.П. Полипептидный состав запасных белков в процессе созревания зерна пшеницы разного хлебопекарного качества // Докл. ВАСХНИЛ. 1987. №10. С. 5-7.

82. Серебровский A.C. Генетический Анализ // М.: Наука, 1979. 342 с.

83. Собко Т.А. Попереля Ф.А. Сцепление глиадинкодирующего локуса GLD 1А и гена опушения колосковых чешуй Hg у пшеницы // Научно-техн. бюлл. ВСГИ. -1982. Т. 2, №48. С. 28-33.

84. Собко Т.О. 1дент1фикащя локусу, який контролюэ синтез спирторозчинних бшюв ендосперма в озимо1 м'яко1 пшенищ // Вюник с/г науки. 1984. №7. С. 78-80.

85. Созинов A.A., Попереля Ф.А., Парфентъев М.Г. О наследовании некоторых фракций спирторастворимого белка при гибридизации пшениц // Научно- техн. бюл. ВСГИ. -1970. Вып. 13. № 2. С. 4 -38.

86. Созинов A.A., Попереля Ф.А. Способ определения сортовой принадлежности и (или) гомозиготности сортов и линий зерновых злаков // Откр., Изобр., Пром., Образцы., Товары., Знаки. 1972. №25. С. 7.

87. Созинов A.A., Попереля Ф.А., Копусь М.М. Генетически обусловленные различия компонентного состава глиадина пшеницы сортов Безостая 1 и Днепровская 521 и их роль в определении качества муки // Докл. ВАСХНИЛ. 1975а. № 11. С. 10-13.

88. Созинов A.A., Попереля Ф.А., Стаханова А.И. Гибридологический анализ как метод изучения генетических закономерностей биосинтеза глиадина // Научно-техн. бюл. ВСГИ. 19756. Вып. 42. № 24. С. 10-15.

89. Созинов A.A., Попереля Ф.А. Принципы биохимической генетики как теоретическая основа решения практических задач селекции (на примере проламинов) // Матер, засед. Президиума ВАСХНИЛ. Одесса, 1976. 48 с.

90. Созинов A.A., Попереля Ф.А. Полиморфизм проламинов и селекция // Вести, с/х науки. 1979. № 10. С. 21-34.

91. Созинов A.A. Полиморфизм белков и его значение для генетики и селекции // Вестн. АН СССР.- 1982. № 11. С. 18-29.

92. Созинов A.A. Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции // М.: Наука, 1985. 272 с.

93. Созинов H.A., Попереля Ф.А. Связь компонентов глиадина с качеством зерна озимой пшеницы // Селекция и семеноводство. 1985. № 4. С. 34-35.

94. Созинов A.A., Метаковский Е.В., Поморцев A.A. Проблемы использования блоков компонентов проламина в качестве генетических маркеров у пшеницы и ячменя // Сельскохозяйственная биология. 1987. №1. С. 3- 12.

95. Трувелер К.А., Нефедов Г.Н. Многоцелевой прибор для вертикального электрофореза в параллельных пластинах полиакриламидного геля. // Научн. докл. высш. шк. Биол. науки. 1974. №9. С. 137-140.

96. Уотерман Д. Руководство по экспертным системам.// М.: «Мир». -1989.388с.

97. Федеральный закон «О семеноводстве» в редакции от 16.10. 2006 N 160-ФЗ // Российская газета № 233. от 18.10. 2006

98. Фляксбергер К.А. Пшеница // М.: «Сельхозгиз». 1938. 297с.

99. Хлесткина Е.К., Салина Е.А. SNP маркеры: методы анализа, способы разработки и сравнительная характеристика на примере мягкой пшеницы // Генетика. - 2006. Т. 42. №6. С. 725-736.

100. Цвелев H.H. О геномном критерии родов у высших растений // Бот. журнал. 1991. Т. 76. № 5. С. 669-676.

101. Цитология пшеницы и ее гибридов // М.: «Колос». 1971. 286 с.

102. Чернаков В.М., Метаковский Е.В. Спонтанные мутации по глиадинкодирующим локусам, найденные при анализе колосового и линейного материала яровой мягкой пшеницы // Генетика. -1993. Т. 29. №.1. С. 114—124.

103. Чернаков В.М. Исследование генотипов мягкой пшеницы западносибирского региона с помощью генетических маркеров) // Дис. канд. биол. наук. Москва. ИОГен РАН. -1994. 140 с.

104. Чернаков В.М., Метаковский Е.В. Разнообразие аллельных вариантов глиадинкодирующих локусов и оценка генетического сходства сортов мягкой пшеницы, созданных в разных селекционных центрах. // Генетика. -1994, Т. 30. №4. С. 509-517.

105. Шноль С.Э., Коломбет В.А. и др. Микроскопические флуктуации -общее свойство водных растворов различных белков и других веществ, статистический спектральный анализ макроскопических флуктуаций. // Биофизика. 1980. Т. 25. С. 409 - 413.

106. Якобашвилли З.А. Установление филогенетических связей между видами пшеницы с помощью анализа полиморфизма и наследования запасных белков: Дис. канд. биол. наук. М.: ИОГен. 1989. 192 с.

107. Ahn S., Anderson J.A., Sorrells М.Е., Tanksley S.D. Homoeologous relationships of rice, wheat and maize chromosomes // Mol. Gen. Genet. 1993. V. 241. P. 483-490.

108. Ainsworth C.C., GAle M.D., Baird S. The genetics of (3-amylase isozymes in wheat. 1. Allelic variation among hexaploid varieties and intrachromosomal gene locations. // Theor. Appl. Genet. 1983. V. 66. P. 39-49.

109. Ainsworth C.C., Doherty P., Edwards K.G.K. Allelic variation at a-amylase loci in hexaploid wheat. // Theor. Appl. Genet. 1985. V. 70. P. 400-406.

110. Akopyanz N, Bukanov N, Westblom TU and Berg DE. PCR-based RFLP analysis of DNA sequence diversity in the gastric pathogen Helicobacter pylori // Nucleic Acids Research. 1992. V. 20. P.6221-6225.

111. Allard R.W. Formulas and tables to facilitate the calculation of recombination values in heredity. // Hilgardia. 1956. V. 24. P. 235-278.

112. Allard R.W. Genetic basis of the evolution of adaptedness in plants. // Euphytica. 1996. V. 92. P. 1-11

113. Almanza-Pinzön M.I., Khairallah M., Fox P.N., Warburton M.L. Comparison of molecular markers and coefficients of parentage for the analysis of genetic diversity among spring bread wheat accessions // Euphytica. 2003. V. 130. P.77-86.

114. Andersen J.R., Lübberstedt T. Functional markers in plants // TRENDS in Plant Science. 2003. V.8. No.l 1. P. 554-560.

115. Anderson J.A, Churchill G.A, Antrique J.E, Tanksley S.D, Sorrels M.E Optimising parental selection for genetic linkage maps // Genome. 1993. V.36. P. 181-188.

116. Anderson O.D., Litts J.C., Gautier M.F., and Greene F.C. Nucleic acid sequence and chromosome assignment of a wheat storage protein gene.// Nucleic Acids Research. -1984. V. 12. P. 8129-8144.

117. Anderson, O. D., and Green, F. C. The characterization and comparative analysis of high-molecular-weight glutenin genes from genomes A and B of a hexaploid bread wheat. // Theor. Appl. Genet. 1989. V. 77. P. 689-700.

118. Anderson O.D., Greene F.C. Structure of the co-gliadin gene family from the bread wheat cultivar Cheyenne // Proc. 4th Intern. Workshop on Glut. Prot. Winnipeg, MB, Canada. 1990. P. 640-645.

119. Anderson O.D., Greene F.C. The a-gliadin gene family. II. DNA and protein sequence variation, subfamily structure, and origins of pseudogenes. // Theor. Appl. Genet. 1997b. V. 95. P. 59-65.

120. Anderson O.D., Hisa C.C., Adalsteins A.E., Lew E.J.L., Kasarda D.D. Identification of several new classes of low-molecular-weight wheat gliadin-related proteins and genes. // Theor. Appl. Genet.- 2001a. V. 103. P. 307-315.

121. Anderson O.D., Hisa C.C., Torres V. The wheat y-gliadin genes: characterization often new sequences and further understanding of y -gliadin gene family structure. // Theor. Appl. Genet. 2001b. V. 103. P. 323-330.

122. Annicchiarico P., Pecetti L. Morpho-physiological traits as descriptors for discrimination of durum wheat germplasm // Genetic Resources and Crop Evolution. 1994. V. 41. P.47-54.

123. Arzani A., Peng J.H., Lapitan N.L.V. DNA and morphological markers for a Russian wheat aphid resistance gene // Euphytica. 2004. V.139. P. 167-172.

124. Asins M.J., Carbonell E.A. A comparative study on variability and phylogeny of Triticum species. 2. Interspecific variability // Theor. Appl. Genet. -1986. V. 72. P. 551-558.

125. Autran, J.C., Laignelet B., Morel M.H. Characterisation and quantification of low molecular weight glutenins in durum wheats // Biochimie. 1987. V. 69. P. 699-711.

126. Autran J.C., Galterio G. Association between electrophoretic composition of proteins, quality characteristics and agronomic attributes of durum wheats II. Protein-quality associations // J. Cer. Sci. 1989. № 9. P. 195-215.

127. Autran J.C., Pogna N.E., Kudryavtsev A.M. Use of genetic variation in the improvement of quality in durum wheat // In: "Options méditerranéennes" CIHEAM. 1995. P. 173-180.

128. Autrique E., Nachit M.M., Monneveux P., Tanksley S.D., Sorrells M.E. Genetic diversity in durum wheat based on RFLPs, morphophysiological traits, and coefficient of parentage // Crop Sci. 1996. V. 36. P. 735-742.

129. Axford D.W.E., McDermott E.E., Redman D.G. Small-scale tests of bread-making quality // Milling Feed Fert. 1978. V. 161. P. 18-20.

130. Baker R.I., Bushuk K. Inheritance of differences of gliadin electrophoregrams in the progeny of «Neepawa» and «Pitic 62» wheats // Canad. J. Plant. Sci. 1978. V. 5. № 2. P. 599-610.

131. Barrett B.A., Kidwell K.K. AFLP-based genetic diversity assessment among wheat cultivars from the Pacific Northwest. // Crop Sci. 1998. V. 38. P.1261-1271.

132. Barrett B.A., Kidwell K.K., Fox P.N. Comparison of AFLP and pedigree-based genetic diversity assessment methods using wheat cultivars from the Pacific Northwest // Crop Sci. 1998. V. 38. P. 1271-1278.

133. Bassam B.J., Gaetano -Anolles G., Gresshoff P.M. Fast and sensitive silver staining of DNA in polyacriylamide gels // Anal. Biochem. -1991. V. 196. P. 80 -83.

134. Beales J., Laurie D. A., Devos K. M. Allelic variation at the linked APlaxvA PhyC loci in hexaploid wheat is associated but not perfectly correlated with vernalization response 11 Theor. Appl. Genet. 2005. V. 110. P. 1099-1107.

135. Bean S.R., Bietz J.A., Lookhart G.L. High-performance capillary electrophoresis of cereal proteins // Journal of Chromatography. 1998. A. 814. P. 25-41.

136. Bean S.R., Lookhart G.L. Electrophoresis of cereal storage proteins // Journal of Chromatography. 2000. A. 881. P. 23-36.

137. Bianchi A. Durum wheat crop in Italy // In: "Options méditerranéennes" CIHEAM. 1995. P. 103-108.

138. Bietz, J. A., Shepherd, K. W., and Wall, J. S. Single-kernel analysis of glutenin: Use in wheat genetics and breeding // Cereal Chem. 1975. V. 52. P. 513-532.

139. Bietz J. A. Separation of cereal proteins by reversed-phase highperformance liquid chromatography// J. Chromatogr. -1983. V. 255. P. 219-238.

140. Bietz JA., Burnof T. Chromasomal control of wheat gliadin: analysis by reversed-phase high-performance liquid chromatography //Theor. Appl. Genet. -1985. V. 70. №6. P. 599-609.

141. Blanco A., Bellomo M. P., Cenci A., De Giovanni C., • D'Ovidio R, Iacono E., Laddomada B., Pagnotta M. A., Porceddu E., Sciancalepore A., Simeone R., Tanzarella O. A. A genetic linkage map of durum wheat // Theor. Appl. Genet. 1998. V. 97. P. 721-728.

142. Boggini G., Pogna N.E.The breadmaking quality and storage protein composition of Italian durum wheat// J Cereal Sci. 1989. V.9. P. 131-138.

143. Boggini G., Annichiarico P., Longo A., Pecetti L. Produttività e adattamento di nuove costituzioni di frumento duro (Triticum durum Desf.) // Revista di Agronomia. 1992. V.26. P. 482-488.

144. Bohn M.,. Utz H.F., Melchinger A.E. Genetic similarities among winter wheat cultivars determined on the basis of RFLPs, AFLPs, and SSRs and their use for predicting progeny variance // Crop Sci. 1999. V.39. P. 228-237.

145. Bonnett D.G., Rebetzke G.J., Spielmeyer W. Strategies for efficient implementation of molecular markers in wheat breeding // Molecular Breeding. -2005. V. 15. P. 75-85.

146. Borner A., Chebotar S., Korzun V. Molecular characterization of the genetic integrity of wheat ( Triticum aestivum L.) germplasm after long-term maintenance // Theor. Appl. Genet. 2000. V. 100. P. 494^197.

147. Botstein D, White RL, Skolnick M and Davis RW. Construction of a genetic map in man using restriction fragment length polymorphisms // American Journal of Human Genetics 1980. V. 32. P. 314-331.

148. Boyko E., Starkey S., Smith M. Molecular genetic mapping of Gby, a new greenbug resistance gene in bread wheat //Theor. Appl. Genet. 2004. V. 109. P.1230-1236.

149. Branlard G. Correlation between gliadin bands // Theor. Appl. Genet. -1983.V. 64. №2. P. 163-168.

150. Branlard G., Chevalet C Sur la diversite' des bles cultives en France //Agronomie. -1984. V. 4. P. 933-938.

151. Branlard, G., Autran, J.-C., and Monneveux, P. High molecular weight glutenin subunits in durum wheat (Triticum durum). II Theor. Appl. Genet. -1989. V. 78. P. 353-358.

152. Branlard G., Dardevet M., Saccomano R., Lagoutte F., Gourdon J. Genetic diversity of wheat storage proteins and bread wheat quality // Euphytica. 2001. V. 119. P.59-67.

153. Briggs D.E., Glutenbuck V.J. Generation of a-amylase in germinating Hordeum Diction //Phytochemistry. 1973. V12. P. 1047-1053.

154. Brown A.H.D. Core collections: a practical approach to genetic resources management//Genome. 1989. V. 31. P.818-824.

155. Brown A.H.D. The core collection at the crossroad // In: Hodgkin T., Brown A.H.D., Hintum Van T.H.L. and Morales E.A.V. (eds), Core Collection of

156. Plant Genetic Resources. International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI), Wiley-Science. 1995. P. 3-19.

157. Bryan G. J., Collins A. J., »Stephenson P., Orry A., Smith J. B., Gale M. D. Isolation and characterisation of microsatellites from hexaploid bread wheat // Theor. Appl. Genet. 1997. V. 94. P. 557-563.

158. Burkhamer R.L., Lanning S.P., Martens R.J., Martin J.M., Talbert L.E. Predicting progeny variance from parental divergence in hard red spring wheat // Crop Sci. -1998. V.38. P. 243-248.

159. Bushuk W., Zillman R.R. Wheat cultivar identification by gliadin electrophoregrams. 1. Apparatus, method, and nomenclature // Canad. J. Plant Sci. 1978. V. 58. P. 505-515.

160. Caetano-Anolles G, Bassam BJ and Gresshoff PM. DNA amplification fingerprinting using very short arbitrary oligonucleotide primers // Biotechnology. -1991. V. 9. P. 553-557.

161. Caetano-Anolles G. Fingerprinting nucleic acids with arbitrary oligonucleotide primers // Agro Food Industry Hi Tech. 1996. V.7. P.26-31.

162. Cao W., Scoles G., Hucl P., Chibbar R. N. The use of RAPD analysis to classify Triticum accessions // Theor. Appl. Genet. 1999. V. 98. P.602-607.

163. Cao W., Hughes G.R., Ma H., Dong Z. Identification of molecular markers for resistance to Septoria nodorum blotch in durum wheat // Theor. Appl. Genet. -2001. V. 102. P. 551-554.

164. Cassidy B.G., Dvorak J., Anderson O.D. The wheat low-molecular-weight glutenin genes: characterization of six new genes and progress in understanding gene family structure // Theor. Appl. Genet. -1998. V. 96. P. 743-750.

165. Chen H.B., Martin J.M, Lavin M, Talbert L.E. Genetic diversity in hard red spring wheat based on sequence-tagged-site PCR markers // Crop Sci. 1994. V. 34. P. 1628-1632.

166. Cherukuri D. P, Gupta S. K, Charpe A, Koul S, Prabhu K. V., Singh R. B., Qazi Haq M. R. Molecular mapping of Aegilops speltoides derived leaf rust resistance gene Lr28 in wheat // Euphytica. 2005. V. 143. P. 19-26.

167. Chossudovsky M. Sowing the Seeds of Famine in Ethiopia // Global Research, September 10, 2001. http://www.globalresearch.ca

168. Christiansen M. J., Feenstra B, Skovgaard I. M., Andersen S. B. Genetic analysis of resistance to yellow rust in hexaploid wheat using a mixture model for multiple crosses // Theor. Appl. Genet. 2006. V. 112. P. 581-591.

169. Chu C.-G, Faris J. D., Friesen T. L, Xu S. S. Molecular mapping of hybrid necrosis genes Nel and Ne2 in hexaploid wheat using microsatellite markers // Theor. Appl. Genet.-2006. V. 112. P. 1374-1381.

170. Ciaffi, M, Dominici, L, and Lafiandra, D. High molecular weight glutenin subunit variation in wild and cultivated einkorn wheats // Plant Syst. Evol. 1998. V. 209. P. 123-137.

171. Clarke B.C., Phongkham T, Gianibelli M.C, Beasley H, Bekes F. The characterization and mapping of a family of LMW-gliadin genes: effects on dough properties and bread volume // Theor. Appl. Genet. -2003. V. 106. P. 629-635.

172. Clegg M.T. Chloroplast gene sequences and the study of plant evolution // Proceedings of the National Academy Science USA -1993. V. 90. P. 363-367.

173. Collard B.C.Y, Jahufer M.Z.Z, Brouwer J.B, Pang E.C.K. An introduction to markers, quantitative trait loci (QTL) mapping and marker-assisted selection for crop improvement: The basic concepts // Euphytica. 2005. V. 142. P. 169-196.

174. Condit R., Hubbell S.P. Abundance and DNA sequence of two-base repeat regions in tropical tree genomes // Genome. 1991. V. 34. P. 66-71.

175. Cooke R.J. The characterization and identification of crop cultivars by electrophoresis // Electrophoresis. 1984. V.5. P. 59-72.

176. Cooke R.J. The standartization of electrophoresis methods for variety identification (In Materials of III Int. Symp. ISTA, Leningrad, USSR, 1987) // Eds. V. Konarev, I. Gavriljuk. -1988. P. 14-27.

177. Cox T.S., Kiang Y.T., Gorman M.B., Rodgers D.M. Relationship between coefficient of parentage and genetic similarity indices in soybean // Crop Sci. -1985. V. 25. P. 529-532.

178. Cruzan M.B. Genetic markers in plant evolutionary ecology // Ecology. -1998. V. 79. P. 400-412.

179. D'Amato F. The progress of Italian wheat production in the first half of the 20th century: the contribution of breeders // Agr. Med. 1989. V.l 19. P. 157-174.

180. Davila J.A., Sanchez de la Hoz M.P., Loarce Y., Ferrer E. The use of random amplified microsatellite polymorphic DNA and coefficient of parentage to determine genetic relationships in barley // Genome. 1998. V. 41. P. 477-486.

181. DeLacy I.H., Skovmand B., Huerta J. Characterization of Mexican wheat landraces using agronomically useful attributes //Genetic Resources and Crop Evolution. 2000. V.47. P. 591-602.

182. Devos K.M., Gale M.D. The use of random amplified polymorphic DNA markers in wheat // Theor. Appl. Genet. 1992. V. 84. P. 567-572.

183. Dillon S.L, Lawrence P.K., and Henry R.J. The use of ribosomal ITS to determine phylogenetic relationships within Sorghum // Plant Systematics and Evolution. 2001. V.230. P. 97-110.

184. Dobrovolskaya O., Saleh U., Malysheva-Otto L., Rooder M.S., Borner A. Rationalising germplasm collections: a case study for wheat // Theor. Appl. Genet. 2005. V. 111. P. 1322-1329.

185. Doekes G.I. Inheritance of gliadin composition in bread wheat, Tr. aestivum L. // Euphytica. 1973. V. 22. № 1. P. 28-34.

186. Dong Y.S., Cao Y.S., Zhang X.Y, Liu S.C., Wang L.F., You G.X., Pang B.S., Li L.H. and Jia J.Z. Establishment of candidate core collections in Chinese common wheat germplasm // J. Plant Genet. Resour. 2003. V.4. P. 1-8.

187. Donini P., Law J.R. Koebner R.M.D., Reeves J.C., Cooke R.J. Temporal trends in the diversity of UK wheat // Theor. Appl. Genet. 2000. V. 100. P. 912917.

188. Dubkovsky J., Dvorak J. Ribosomal RNA multigene loci: nomads of the Triticeae genomes // Genetics. 1995. V. 140. P. 1367-1377.

189. Dvorak J., Appels R. Chromosomal and nucleotide sequence differentiation in genomes of polyploid Triticum species // Theor. Appl. Genet. 1982. V. 63. P.349-360.

190. Dvorak J., Zhang H.B., Variation in repeated nucleotide sequences sheds light on the phylogeny of the wheat B and G genomes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. V.87. P. 9640-9644.

191. Dvorak J, Zhang H.B. Reconstruction of the phylogeny of the genus Triticum from variation in repeated nucleotide sequences I I Theor. Appl. Genet. -1992. V. 84. P.419-429.

192. Dweikat I., Ohm H., Patterson F., Cambron S. Identification of RAPD markers for 11 Hessian fly resistance genes in wheat // Theor. Appl.Genet. 1997. V. 94. P. 419-423.

193. Dweikat I., Zhang W., Ohm H. Development of STS markers linked to Hessian fly resistance gene H6 in wheat // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 105. P.766-770.

194. Edwards S.K., Johonstone C., Thompson C. A simple and rapid method for the preparation of plant genomic DNA for PCR analyse // Nucleic Acids Res. -1991. V. 19. P. 1349

195. Edwards A.W.F., Nei M. Assessing molecular phylogenies // Science. -1995. V.267. P. 253-256.

196. Ellis M.H., Spielmeyer W, Gale K.R., Rebetzke G.J., Richards R.A. "Perfect" markers for the Rht-Blb and Rht-Dlb dwarfing genes in wheat // Theor. Appl. Genet. -2002. V. 105. P. 1038-1042.

197. Ellis M. H., Rebetzke G. J., Azanza F., Richards R. A., Spielmeyer W. Molecular mapping of gibberellin-responsive dwarfing genes in bread wheat //Theor. Appl. Genet. 2005. V. 111. P.423^30.

198. Epling C., Dobzhansky T. Genetics of natural populations. VI. Microgeographic races in Linanthns parryae // Genetics. 1942. V. 27. P. 317332.

199. Eujayl I., Sorrells M., Baum M., Wolters P., Powell W. Assessment of genotypic variation among cultivated durum wheat based on EST-SSRS and genomic SSRS // Euphytica. 2001. V.l 19. P. 39-43,

200. Eujayl I., Sorrells M.E., Baum M., Wolters P., Powell W. Isolation of EST-derived microsatellite markers for genotyping the A and B genomes of wheat // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 104. P. 399-407.

201. Ewart JA.D. A Capelle-Desprez gliadin of high mobility // J. Sci. Food and Agr.-1976. V. 27. P. 695-698.

202. Ewart, J. A. D. Comments on recent hypothesis of glutenin //Food Chem. -1990, V. 38. P. 159-169.

203. Faberge A. C. Genetics of the scapijlora section of Papaver. II. The alpine poppy// Journal of Genetics. 1943. V. 45. P. 139-170.

204. Fahima T., Roder M.S., »Wendehake K., Kirzhner V.M., Nevo E. Microsatellite polymorphism in natural populations of wild emmer wheat, Triticum dicoccoides,in Israel // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 104. P. 17-29.

205. FAO The state of the world's plant genetic resources for food and agriculture // Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome -1998.

206. Fernandez-Calvin, B., and Orellana, J. High molecular weight glutenin subunit variation in the Sitopsis section of Aegilops. Implications for the origin of the B genome of wheat // Heredity -1990. V. 65. P.455-463.

207. Frankel, O.H. The genetic dangers of the Green Revolution // World Agriculture -1970.V 19. P. 9-13.

208. Friebe B. Tuleen N. A. Gill B. S. Standard karyotype of Triticum searsii and its relationship with other S-genome species and common wheat // Theor. Appl. Genet. 1995. V. 91. P. 248-254.

209. Gale M.D., Marshall G.A. Intensivity to gibberellin in draw wheat // Ann. Of Botany. -1973. V. 37. P. 729-732.

210. Gale M.D., Law C.N., Chojecki A.J., Kempton R.A. genetic control of a-amylase production in wheat // Theor. Appl. genet. -1983. P. 309-316.

211. Galili G., Feldman M. Mapping of glutenin and gliadin genes located on chromosome IB of common wheat // Mol. and Gen. Genet. 1984. V. 193. P. 293-298.

212. Gianbelli M.C., Larroque O.K., MacRitchie F., and Wrigley C.W. Biochemical, genetic, and molecular characterization of wheat endosperm proteins // American association of Cereal Chemists, Inc. Online review. -2001. P. 1-20.

213. Giles R. J., Brown T. A. GluDy allele variations in Aegilops tauschii and Triticum aestivunr. implications for the origins of hexaploid wheats // Theor. Appl. Genet. 2006. V. 112. P.1563-1572.

214. Gilbert J.E., Lewis R.V., Wilkinson M.J., Caligari P.D.S. Developing an appropriate strategy to assess genetic variability in plant germplasm collections // Theor. Appl. Genet. 1999. V. 98. P. 1125-1131.

215. Godwin ID, Aitken EAB and Smith LW. Application of inter simple sequence repeat (ISSR) markers to plant genetics // Electrophoresis. 1997. V. 18. P.1524-1528.

216. Green H., Wang N. Codon reiteration and the evolution of proteins // Proc. Natl. Acad. Sci. Evolution. 1994. V. 91. P. 4298-4302.

217. Gu Y.Q., Crossman C., Kong X. Y, Luo M.C., You P.M., Coleman-Derr D., Dubcovsky J., Anderson O.D. Genomic organization of the complex a-gliadin gene loci in wheat // Theor. Appl. Genet.- 2004a. V. 109. P. 648-657.

218. Gu Y.Q., Coleman -Derr D., Kong X., and Anderson O.D. Rapid genome evolution revealed by comparative sequence analysis of orthologous regions from four Triticeae genomes // Plant Physiology. 2004b. V. 135. P. 459-470.

219. Gubareva N.K., Gaydenkova N.V. Varietal identifikation and registration of bread wheat gene fund by means of gliadin electrophoresis // (In: Materials of III Int. Symp. ISTA, Leningrad, USSR, 1987) Eds. V. Konarev, I. Gavriljuk. -1988. P. 131-135.

220. Guo R.X., Sun D. F., Tan Z. B., Rong D. F., Li C. D. Two recessive genes controlling thermophotoperiod-sensitive male sterility in wheat // Theor. Appl. Genet.-2006. V. 112. P. 1271-1276.

221. Gupta, R.B., Shepherd K.W., LMW-GS in wheat: Their variation, inheritance, and association with breadmaking quality // In: Proceedings Int. Wheat Genetic Symposium 7th Cambridge, UK. -1988. P.943-949.

222. Gupta R.B., Singh N.K., Shepherd K.W. The cumulative effect of allelic variation in LMW and HMW glutenin subunits on dough properties in the progeny of two bread wheats // Theor. Appl. Genet. 1989. V. 77. P. 57-64.

223. Gupta P. K., Baum B. R. Stable classification and nomenclature in the Triticeae desirability, limitations and prospects // Euphytica. 1989. V. 41. P. 191-197.

224. Gupta P. K., Varshney R. K., Sharma P. C., Ramesh B. Molecular markers and their applications in wheat breeding // Plant Breed. 1999. V. 118. P.369-390.

225. Gupta P. K., Varshney R. K. The development and use of microsatellite markers for genetic analysis and plant breeding with emphasis on bread wheat // Euphytica 2000. V. 113. P. 163-185.

226. Hadrys H, Balick M and Schierwater B. Applications of random amplified polymorphic DNA (RAPD) in molecular ecology // Molecular Ecology. 1992. V. l.P. 55-63.

227. Hancock, J.F. Plant Evolution and the Origin of Crop Species // Englewood Cliffs, New Jersey, Prentice-Hall 1992.

228. Hao C.Y., Zhang X.Y., Wang L.F., Dong Y.S, Shang X.W., Jia J.Z. Genetic diversity and core collection evaluations in common wheat germplasm from the Northwestern Spring Wheat Region in China // Molecular Breeding. -2006. V. 17. P.69-77

229. Hart G.E. Genetic and chromosomal relationship among the wheats and their relatives // In: Stadler Symp. Columbia (Mo). 1979. V. 11. P. 9-29.

230. Hauser MT, Adhami F, Dorner M, Fuchs E. and Glossl J. Generation of codominant PCR-based markers by duplex analysis on high resolution gels // Plant Journal. 1998. V. 16. P. 117-125.

231. Hayashi K. PCR-SSCP: a method for detection of mutations // Genetic Analysis Techniques and Applications. 1992. V. 9. P. 73-79.

232. Hazen S. P., Zhu L., Kim H-S., Tang G., Ward R.W. Genetic diversity of winter wheat in Shaanxi province, China, and other common wheat germplasm pools // Genetic Resources and Crop Evolution. 2002. V.49. P. 437-445.

233. Hearne C.M., Ghosh S. and Todd J.A. Microsatellites for linkage analysis of genetic traits // Trends in Genetics. 1992. V 8. P. 288-294.

234. Heath D.D., Iwama G.K. and Devlin R.H. PCR primed with VNTR core sequences yields species specific patterns and hypervariable probes // Nucleic Acids Research. 1993. V. 21. P.5782-5785.

235. Hegde S.G., Valkoun J., Waines J.G. Genetic diversity in wild wheats and goat grass // Theor. Appl. Genet.-2000. V. 101. P.309-316.

236. Henry R.J. ed. Plant Genotyping // CABI Publishing 2001.

237. Hernández P., Martin A., Dorado G. Development of SCARs by direct sequencing of RAPD products: a practical tool for the introgression and marker-assisted selection of wheat // Molecular Breeding. 1999. V. 5. P. 245-253.

238. Heun M., Schaefer-Pregl R, Klawan D, Castagna R, Accerbi M, Borghi B, Salamini F Site of einkorn wheat domestication identified by DNA fingerprinting // Science. 1997.V. 278. P. 1312-1314.

239. Hintum Th.J.L. van Knupffer H. Duplication within and between germplasm collections. I. Identifying duplication on the basis of passport data // Genet Res. Crop. Evol. 1995. V. 42. P.127-133.

240. Hisa C.C., Anderson O. D. Isolation and characterization of wheat co-gliadin genes // Theor. Appl. Genet. 2001. V. 103. P. 37-44.

241. Hoisington D., Khairallah M., Reeves T., Ribaut J.M., Skovmand B., Taba S., Warburton M. Plant genetic resources: what can they contribute toward increased crop productivity? // Proc Natl. Acad. Sci. USA. 1999. V. 96. P. 5937-5943.

242. Holton T.A. Plant genotyping by analysis of Microsatellites, in book: The DNA Fingerprinting of Plants // Centre for Plant Conservation Genetics, Southern Cross University, Lismore, Australia. -2001. 344 p.

243. Howes N.K. Linkage between the LrlO gene conditioning resistance to leaf rust, two endosperm proteins, and hairy glums in hexaploid wheat // Canad. J. Genet. Cyt. 1986. V. 28. № 4. P. 595- 600.

244. Hu X. Y., Ohm H. W., Dweikat I. Identification of RAPD markers linked to the gene PM1 for resistance to powdery mildew in wheat // Theor. Appl. Genet. -1997. V.94. P. 832-840

245. Huang X.Q., Borner A., Roder M.S., Ganal M.W. Assessing genetic diversity of wheat (Triticum aestivum L.) germplasm using microsatellite markers // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 105. P. 699-707.

246. Huang X-Q., Roder M. S. Molecular mapping of powdery mildew resistance genes in wheat: A review // Euphytica. 2004. V. 137. P.203-223.

247. Hurka H Conservation genetics and the role of botanical gardens // In: Loeschcke V, Tomiuk J Jain, SK (eds) Conservation genetics. Birkhauser Verlag, Basel, Switzerland. 1994. P. 371-380.

248. International Rules for Seed Testing. Rules 1996. Verification of species and cultivar // Seed Sci. Technol. -1996. V. 24 (supplement). P. 253-270.

249. Iwaki K., Nishida J., Yanagisawa T., Yoshida H., Kato K. Genetic analysis of Vrn-Bl for vernalization requirement by using linked dCAPS markers in bread wheat (Triticum aestivum L.) // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 104. P.571-576.

250. Jaaska V. NADP-dependent aromatic alcohol dehydrogenase in polyploidy wheats and their diploid relatives. On the origin and phylogeny of polyploidy wheats // Theor. Appl. Genet. 1978. V. 53. P. 203-217.

251. Jaaska V. Electrophoretic survey of seedling esterases in wheats in relation to their phylogeny // Theor. Appl. Genet. 1980. V. 56. P. 273-284.

252. Jaaska V. Isoenzymes of superoxide dismutase in wheats and their relatives: Allozyme variation // Biochem. Physiol. Pflanzen. 1982. V. 177. P. 747-755.

253. Jaaska V. Isoenzyme differences between the wild diploid and tetraploid wheats // Genetic Resources and Crop Evolution. 1997. V. 44. P. 137-146.

254. Jarne P. and Lagoda P.J.L. Microsatellites, from molecules to populations and back // Trends Ecology and Evolution. 1996. V. 11. P. 424-429.

255. Jeffreys A.J., Wilson V. and Thein S.L. Individual-specific "fingerprints" of human DNA//Nature. 1985b. V. 316. P. 76-79.

256. Jeffreys A.J., Wilson V. and Thein S.L. Hypervariable "minisatellite" regions in human DNA //Nature. 1985a. V.314. P. 67-73.

257. Johnson B.L. Protein electrophoretic profiles and the origin of the B genome of wheat // PNAS. -1972. V. 69. P. 1398-1402.

258. Johnson, B.L., H.S. Dhaliwal, Reproductive isolation of Triticum boeoticum and Triticum urartu and the origin of the tetraploid wheats // Amer. J. Bot. 1976. V. 63. P. 1088-1094.

259. Joppa L.R., Williams N.D. Langdon durum disomic substitution lines and aneuploid analyses in tetraploid wheat // Genome.- 1988. V. 30. P. 222-228.

260. Joshi C.P., Nguyen H.T. RAPD (random amplied polymorphic DNA) analysis based intervarietal genetic relationships among hexaploid wheats // Plant Sci.- 1993. V. 93. P. 95-103.

261. Kantety R.V., La Rota M., Matthews D.E., Sorrells M.E. Data mining for simple sequence repeats in expressed sequence tags from barley, maize, rice, sorghum and wheat//Plant Mol. Biol. 2002. V. 48. P. 501-510.

262. Karp A., Seberg O., Buiatti M., Molecular techniques in the assessment of botanical diversity //Ann. Bot. 1997. V. 78. P. 143-149.

263. Kasarda D.D., Bernardin J.E., and Nimmo C.C. Wheat proteins // In: Advances in Cereal Science and Technology. Eds. Promeranz Y. St. Paul, MN. American Association of Cereal Chemists. -1976a. V. l.P. 158-236.

264. Kasarda D.D., Bernardin J.J., Qualset C.O. Relation of gliadin protein components to chromosomes in hexaploid wheat (Tr. aestivum) // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1976b. V. 73. P. 3646-3650.

265. Kasarda D.D. Structure and properties of a-gliadins // Ann. Technol. Agric. 1980. V. 29. P. 151-173.

266. Kasarda D.D., Autran J.C, Lew E.J.L, Nimmo C.C., Shewry P.R. N-terminal amino acid sequences of to-gliadins and co-secalins; implications for the evolution of prolamin genes // Biochim. Biophys. Acta. 1983. V. 747. P. 138150.

267. Kerby K., Kuspira J., Lookhart G.L. Biochemical data bearing on the origin of the B genome in the polyploidy wheats // Genome. 1990. V. 33. P. 360-368.

268. Khlestkina E. K., Huang X. Q., Quenum • F. J.-B., Chebotar S., Roder M. S., Borner A. Genetic diversity in cultivated plants—loss or stability? //Theor. Appl. Genet. 2004. V 108. P. 1466-1472.

269. Kihara H. Origin of wheat // Wheat. Inf. Serv. 1954. N. 1. P. 35-42.

270. Kim H.S., Ward R.W. Patterns of RFLP-based genetic diversity in germplasm pools of common wheat with different geographical or breeding program origins // Euphytica. 2000. V. 115. P. 197-208.

271. Koebner R.M.D., Powell W., Donini P. The contribution of current and forthcoming DNA molecular marker technologies to wheat and barley geneticsand breeding // In: Janick J (ed) Plant breeding reviews. John Wiley and Sons. -2001. V. 21. P. 181-220.

272. Kojima T., Nagaoka T., Noda K., Ogihara Y. Genetic linkage map of ISSR and RAPD markers in Einkorn wheat in relation to that of RFLP markers // Theor. Appl. Genet. 1998. V. 96. P. 37-45.

273. Konarev A.V., Konarev V.G. Genome analysis of wheat and its relatives // In: "Molecular biological aspects of applied botany, genetics and plant breeding" Edit: Konarev V.G. VIR. 1994. P.32-49.

274. Konarev A., Gubareva N., Kornuchin D., Borner A. Gliadin electrophoretic analysis of the genetic integrity of wheat (Triticum aestivum L.) accessions after frequent seed reproductions // Genetic Resources and Crop Evolution. 2005. V. 52. P. 519-523.

275. Konieczny A and Ausubel FM. A procedure for mapping Arabidopsis mutations using co-dominant ecotype-specific PCR-based markers // Plant Journal 1993. V.4.P. 403-410.

276. Korzun V., Rôder M. S., Wendehake K., Pasqualone A., Lotti C., Ganal M. W., Blanco A. Integration of dinucleotide microsatellites from hexaploid bread wheat into a genetic linkage map of durum wheat // Theor. Appl. Genet. 1999. V. 98. P. 1202-1207.

277. Kosmolak F.G. Glisdin composition of the bread wheat cultivars BW20 and Sinton// Can. J. Plant Sci. 1979. V.59. P. 1001-1005.

278. Kosmolak F.G, Dexter J.E, Matsuo R.R, Leisle D, Horchylo B.A. A relationship between durum wheat quality and gliadin electrophoregrams // Canad. J. Plant. Sci. -1980. V. 60. P. 427-432.

279. Kota R, Wolf M, Michalek W. and Graner A. Application of denaturing highperformance liquid • chromatography for mapping of single nucleotide polymorphisms in barley (Hordeum vulgare L.) // Genome. 2001. V. 44. P.523-528.

280. Kuckuck H. Experimentelle untersuchungen fur enstehung der kulturweizen // Z. Pflanz. -1964. Bd 51.H. 2. P. 97-140.

281. Kudryavtsev AM, Metakovsky EV, Sozinov AA. Polymorphism and inheritance of gliadin components controlled by chromosome 6A of spring durum wheat // Biochem.Genet. 1988. V.26. N. 11/12. P. 693-703.

282. Kudryavtsev AM, Boggini G,. Benedettelli S, Illichevsky NN. Gliadin polymorphism and genetic diversity of modern Italian durum wheat // J. Genet. & Breed. 1996a. V. 50. P. 239-248.

283. Kudryavtsev AM, Boggini G, Benedettelli S, Broggio M. Gliadin polymorphism of modern italian durum wheat // Atti 40 convegno annuale Societa' Italiana di Genetica Agraria- 1996b. (18-21 settembre) Perugia., P. 207208.

284. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 //Nature. 1970. V. 227. N. 15. P. 680-685.

285. Lafiandra D, Colaprico G, Kasarda D.D, Porceddu E. Null alleles for gliadin blocks in bread and durum wheat cultivars // Theor. Appl. Genet. 1987. V. 74. P. 610-616.

286. Lagudah E.S, Halloran G.M. Phylogenetic relationships of Triticum tauschii, the D. genome donor to hexaploid wheat. 1. Variation in HMW subunits of glutenin and gliadins // Theor. Appl. Genet. -1988. V . 75. P. 592-598.

287. Law J.R, Donini P, Koebner R.M.D, Reeves J. C, Cooke R. J. DNA profiling and plant variety registration. Ill: The statistical assessment of distinctness in wheat using amplified fragment length polymorphisms // Euphytica. 1998. V.102. P. 335-342.

288. Lawrence, G. J, and Shepherd, K. W. Variation in glutenin protein subunits of wheat // Aust. J. Biol. Sci. 1980. V. 33. P. 221-233.

289. Le Buanec B. Plant breeding, biodiversity and yield stability // In: ISTA Secretariat (ed) Proc 1999 World Seed Conference. Agrobios, India. 1999. P. 99-114.

290. Lee Y.K, Ciaffi M, Appels R, Morell M.K. The low-molecular-weight glutenin subunit proteins of primitive wheats. II. The genes from A-genome species // Theor. Appl. Genet.- 1999. V. 98. P. 126-134.

291. Leisle D, Kosmolak F.G, Kovacs M. Association of glume color with gluten strength and gliadin proteins in durum wheat // Canad. J. Plant Sci. 1981. V. 61. P. 149-151.

292. Liakat A.M., Zhou Yi., Gray M., Procunier J.D. Single Nucleotide Polymorphism: A Powerful Tool for Variety Identification in Wheat // ITMI Publ. Workshop, Winnipeg. 2002. P. 3.

293. Liu Y.G., Ikeda T. M., Tsunewaki K. Moderately repeated, dispersed, and highly variable (MRDH) genomic sequences of common wheat usable for cultivar identification // Theor. Appl. Genet. 1992. V. 84. P. 535-543.

294. Liu X.M., Smith C.M., Gill B.S. Identification of microsatellite markers linked to Russian wheat aphid resistance genes Dn4 and Dn6 II Theor. Appl. Genet. 2002. V. 104. P. 1042-1048.

295. Liu B., Segal G., Rong J. K., Feldman M. A chromosome-speci.c sequence common to the B genome of polyploid wheat and Aegilops searsii II Plant Syst. Evol. -2003. V. 241. P. 55-66.

296. Lotti C., Salvi S., Pasqualone A., Tuberosa R., Blanco A. Integration of AFLP markers into an RFLP-based map of durum wheat // Plant Breeding. 2000. V. 119. P. 393-401.

297. Loveless M. D., Hamrick J. L. 1984. Ecological determinants of genetic structure in plant populations // Annual Review of Ecology and Systematics. -1984. V. 15. P. 65-95.

298. Lund B., Ortiz R., Skovgaard I. M., Waugh R., Andersen S. B. Analysis of potential duplicates in barley gene bank collections using re-sampling of microsatellite data // Theor. Appl. Genet. 2003. V. 106. P. 1129-1138.

299. Luo C., Griffin W.B, Branlard G, McNeil D.L. Comparison of low- and high molecular-weight wheat glutenin allele effects on flour quality //Theor. Appl. Genet. 2001. V. 102. P.1088-1098.

300. Ma Z. Q., Roder M.S., Sorrells M. E. Frequencies and sequence characteristics of di-, tri-, and tetra-nucleotide microsatellites in wheat // Genome. -1996. V. 39. P. 123-130.

301. Maccaferri M., Sanguined M. C., Donini P., Tuberosa R. Microsatellite analysis reveals a progressive widening of the genetic basis in the elite durum wheat germplasm // Theor. Appl. Genet. 2003. V. 107. P. 783-797.

302. MacRitchie, F. Physicochemical properties of wheat proteins in relation to functionality // Adv. Food Nutr. Res. 1992. V. 36. P. 1-87.

303. Manjarrez-Sandoval P., Carter T.E., Webb D.M., Burton J.W. RFLP genetic similarity estimates and coefficient of parentage as genetic variance predictors for soybean yield //Crop Sei. 1997. V. 37 N. 3. P. 698-703.

304. Manners D., Marshall J. Studies on carbohydrate metabolizing enzymes. Part XXVIII. Preparation and propreties of a-amylase isoenzynes malted rye // Stärke. 1972. V. 24. P. 3-8.

305. Marchylo R.A., La Croix L.J., Kruger J.E. Synthesis of a-amylase in sppecific tissues of the immature wheat kernel // Cereal Res. Commun. 1980. V. 8. P. 61-68.

306. Marchylo R.A., Kruger J.E., McGregor A.W. Production of multiple forms of a-amylase in germinated incubated, whole de embryonated wheat kernels // Cereal Res. Commun. 1984. V. 61. P. 305-311.

307. Masci S., Lafiandra D., Porceddu E., Lew E.J.L., Tao H.P., Kasarda D.D. D-glutenin subunits: N-terminal sequences and evidence for the presence of cysteine // Cereal Chem. 1993. V. 70. P. 581-585.

308. Masci S., Rovelli L., Kasarda D.D., Vensel W.H., Lafiandra D. Characterization and chromosomal localization of C-type low-molecular-weight glutenin subunits in the bread wheat cultivar Chinese Spring // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 104. P. 422-428.

309. Maughan PJ, Saghai Maroof MA and Buss GR. Microsatellite and amplified sequence length polymorphisms in cultivated and wild soybean // Genome. 1995. V. 38. P. 715-723.

310. McGregor A.W., Gordon A.G., Meredith W.O.S., Lacroix L. Site of a-amylase in developing barley kernels. // J. Inst.Brew. 1979. V. 78. P. 174-178.

311. Mcintosh R. A., Bennett F.G.A. Telocentric mapping of genes Pm3a and Hg on chromosome 1A of hexaploid wheat // Cereal. Res. Com. 1978. V. 6. P. 9-14.

312. Mcintosh R.A., Yamazaki Y., Devos K.M., Dubkovsky J., Rogers W.J., Appels R. Catalogue of gene symbols for wheat // Proc. 10th Int. Wheat Genetics Symposium (1-6 Sept. 2003, Paestum, Italy)/ 2003. V. 4. P.l-34.

313. Mecham O.K., Kasarda D.D., Qualset C.O. Genetics aspect of wheat gliadin proteins // Biochem. Genet. 1978. V. 16. № 7/8. P. 831-853.

314. Melaku Worede, Tesfaye Tesemma, Regassa Feyissa Keeping diversity alive: an Ethiopian perspective // In book: Genes in the Fields, On-Farm Conservation of Crop Diversity, S.B. Brush Ed. IPGRI, IDRC, Lewis Publ. -2000. P. 143-161.

315. Merezhko A.F. Impact of plant genetic resources on wheat breeding // Euphytica. -1998. V.100. P. 295-303.

316. Metakovsky E.V., Novoselskaya A.Yu., Kopus M.M., Sobko T.A., Sozinov A.A. Blocks of gliadin components in winter wheat detected by one-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis // Theor. Appl. Genet. -1984. V. 67. № 6. P. 559-568.

317. Metakovsky E.V., Novoselskaya A. Yu., Sozinov A.A. genetic analysis of gliadin components in winter wheat using two-dimensional polyacrilamide gel electrophoresis // Theor. Appl. Genet. 1984b. V. 69. P. 31-37.

318. Metakovsky E.V., Akhmedov M.C., Sozinov AA. Genetic analysis of gliadin-encoding genes reveals gene clusters as well as single remote genes // Theor. Appl. Genet. 1986. V. 73. № 2. P. 278-285.

319. Metakovsky E.V. Organization, variability and stability of the family of the gliadin-coding genes in wheat: genetic data // Proc. 3rd. Intern. Workshop on Glut. Prot. Budapest, Hungary. 1987. P. 30-38.

320. Metakovsky E.V., Kudryavtsev A.M., Iakobashvili Z.A., Novoselskaya A.Yu. Analysis of philogenetic relations of durum, carthlicum and common wheats by means of comparison of alleles of gliadin loci // Theor.Appl.Genet.1989. V.77. N.6. P. 881-887.

321. Metakovsky E.V. The value of gliadin biotypes in commercial cultivars of wheat // Proc. 4th. Intern. Workshop on Glut. Prot. Winnipeg, MB, Canada.1990. P.569-580.

322. Metakovsky E.V., Wriglley C.W., Bekes F. and Gupta R. Gluten polypeptides as useful genetic markers of dough quality in Australian wheats // Austral. J. Agric. Res.- 1990. V. 41. P.289 -306

323. Metakovsky E.V., Novoselskaya A.Yu. Gliadin allele identification in common wheatl. Methodological aspects of the analysis of gliadin patternsby one-dimensional Polyacrylamide gel electrophoresis // J. Genet. & Breed. 1991. V.45.P. 317-324

324. Metakovsky E.V. Gliadin allele identification in common wheat. 2. Catalogue of gliadin alleles in common wheat// J. Genet, and Breed. 199 I.V. 45. P. 325-344.

325. Metakovsky E.V., Knezevic D., Javornik B. Gliadin allele composition of Yugoslav winter wheat cultivars // Euphitica. 1991. V. 54. P. 285-295.

326. Metakovsky E.V., Ng P.K.W., Chernakov V.M., Pogna N.E., Bushuk W. Gliadin alleles in Canada western red spring wheat cultivars: Use of two different procedures of acid-page for gliadin separation // Genome. 1993. V. 36. P.743-749.

327. Metakovsky E.V., Pogna N.E., Biancardi A.M., Redaelli R. Gliadin allele composition of common wheat cultivars grown in Italy // J. Genet. & Breed. -1994. V. 48. P. 55-66.

328. Metakovsky E.V., Branlard G. Genetic diversity of French common wheat germplasm based on gliadin alleles // Theor. Appl. Genet. 1998. V. 96. P. 209218.

329. Mohan M., Nair S., Bhagwat A., Krishna T.G., Yano M., Bhatia C.R., Sasaki T. Genome mapping, molecular markers and marker-assisted selection in crop plants // Molecular Breeding. 1997. V. 3. P. 87-103.

330. Morgante M and Olivieri AM. PCR-amplified microsatellites as markers in plant genetics//Plant Journal. 1993. V. 3. P. 175-182.

331. Morgante M., Hanafey M., Powell W. Microsatellites are preferentially associated with nonrepetitive DNA in plant genome // Nat. Genet. 2002. V. 30. P. 194-200.

332. Motojima K., Sakaquchi K. Characterization of the mRNA for a-amylase from wheat // Plant Cell Physiol. 1982. V. 23. P. 1197-1203.

333. Mukhtar M.S., Rahman M., Zafar Y. Assessment of genetic diversity among wheat (Triticum aestivum L.) cultivars from a range of localities across Pakistan using random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis // Euphytica. 2002. V. 128. P. 417-425.

334. Muller S.W., Wieser H. The location of disulphide bonds in a-type gliadins // Journal of Cereal Science. 1995. V. 22. P. 21-27.

335. Murray E.E., Lotzer J., and Eberle M. Codon usage in plant genes // Nucleic Acids research. 1989. V. 17. P. 477-498.

336. Myburg A. A., Cawood M., Wingfield B. D., Botha A-M. Development of RAPD and SCAR markers linked to the Russian wheat aphid resistance gene Dn2 in wheat // Theor. Appl. Genet. 1998. V. 96. P. 1162-1169.

337. Nagaoka T., Ogihara Y. Applicability of inter-simple sequence repeat polymorphisms in wheat for use as DNA markers in comparison to RFLP and RAPD markers // Theor. Appl. Genet. 1997. V. 94. P. 597-602.

338. Namkoong G., Koshy M.P. Application of Genetic Markers to Forest tree species // Draft report to IPGRI of the project "Developing Decision-making Strategies on Priorities for Conservation and Use of Forest Genetic Resources".-2001.26 p.

339. Nath J., McNay J. W., Paroda C. M., Gulati S. C. Implication of Triticum searsii as the B-Genome Donor to Wheat Using DNA Hybridizations // Biochemical Genetics. 1983. V. 21. P 745-760.

340. Nath J., Hanzel J. J.,. Thompson J. P., MeNay J. W. Additional Evidence Implicating Triticum searsii as the B-Genome Donor to Wheat // Biochemical Genetics. 1984. V. 22. P. 37-50.

341. Neale DB and Williams CG. Restriction fragment length polymorphism mapping in conifers and applications to forest genetics and tree improvement // Canadian Journal of Forest Research. 1991. V. 21. P. 545-554.

342. Nehéz R., Pâlvôlgyi L., Beke B. Some aspects of the application of gliadin gel electrophoretic pattern and phenol colour reaction in the identification and breeding of wheat varieties // Acta Alimentaria. 1983. V. 12. P. 131-141.

343. Nei M. Genetic distance between populations // Am. Nat. 1972. V.106. P.283-292.

344. Nei M. Analysis of gene diversity in subdivided populations // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1973. V. 70 P. 3321-3323.

345. Nei ML, Roychoudhury A.K. Sampling variances of heterozygosity and genetic distance // Genetics. -1974. V. 76. P. 379-390.

346. Nei M., Li W.H. Mathematical model for studying genetic variation in term of restriction endonucleases // Proc. Nat. Acad. Sci USA. -1979. V. 76. P. 52695273.

347. Neill J.D., Litts J. C., Anderson O.D., Greene F.C., and Stiles J.I. Expression of a wheat alpha-gliadin gene in Saccharomyces cerevisiae // Gene. -1987. V. 55. P. 303-317

348. Nevo E., Golenberg E.M., Beiles A., Brown A.D.H., Zohary D. Genetic diversity and environmental associations of wild wheat, Triticum dicoccoides in Israel // Theor. Appl. Genet. 1982. V. 62. P. 241-254.

349. Nevo E Genetic resources of wild emmer wheat: structure, evolution and application in breeding //In: Sakamoto S (ed) Proc 6th Int Wheat Genet Symp, Kyoto University, Kyoto, Japan. -1983. P. 421-431.

350. Nevo, E., and Payne, P. I. Wheat storage proteins: Diversity of HMW glutenin subunits in wild emmer from Israel // Theor. Appl. Genet. 1987. V. 74. P. 827-836.

351. Nevo E., Beiles A., Krugman T., Natural selection of allozyme polymorphisms: A microgeographic climatic differentiation in wild emmer wheat, Triticum dicoccoides II Theor. Appl.Genet. 1988a. V. 75 P. 529-538.

352. Nevo E., Beiles A., Krugman T. Natural selection of allozyme polymorphisms a microgeographical differentiation by edaphic, topographical, and temporal factors in wild emmer wheat (Triticum dicoccoides) //Theor. Appl. Genet. 1988b. V. 76. P. 737-752.

353. Nevo E. Genetic resources of wild emmer wheat revisited: genetic evolution, conservation and utilization // In: Miller TE, Koebner RMD (eds) Proc 7th Int Wheat Genet Symp, Cambridge, England. 1989. P. 121-126.

354. Nevo E., Beiles A. Genetic diversity of wild emmer wheatin Israel and Turkey // Theor. Appl. Genet. 1989. V. 77. P. 421-455.

355. Nevo E. Genetic resources of wild emmer, Triticum dicoccoides for wheat improvement: news and views //In: Li ZS, XinZY (eds) Proc 8th Int Wheat Genet Symp, China Agric Sci Press, Beijing, China. 1995. P. 79-87.

356. Nishikawa K., Nobuhara M. Genetic studies of a-amylase isozymes in wheat // Japan J. Genet. 1971. V. 46. P. 345-395.

357. Nishikawa K., Furuta Y., Goshima H. Genetic studies of a-amylase isozymes in wheat. II Reconstituted AABB tetraploid, Aegilops squarrosa and their synthetic AABBDD hexaploid // Japan J. Genet. 1975. N. 5. P. 409-416.

358. Nishikawa K., Furuta Y., Hina Y. Genetic studies of a-amylase isozymes in wheat. IV. Genetic analysis in hexaploid wheat // Japan J. Genet. -1981. V. 56. P. 385-395.

359. Novoselskaya A.Yu., Metakovsky E.V., Sutka J., Galiba G. Spontaneous and induced genetic variability in gluten proteins in bread wheat // Proc. 4th Intern. Workshop on Glut. Prot. Winnipeg, MB, Canada. 1990. P. 558-568.

360. O'Farrel P.H. High resolution two-dimensional electrophoresis of proteins // J. Biol. Chem. 1975. V. 250. P. 4007-4021.

361. Okita T.W., Cheesbrough V., and Reeves C.D. Evolution and heterogeneity of the a-/(3-type and y-type gliadin DNA sequences //The Journal of Biological Chemistry. -1985. V. 260. P. 8203-8213.

362. Osborne, T. B. The protein of the wheat kernel // Carnegie Institute: Washington, DC. 1907.PublicationNo. 84.

363. Ozkan H., Levy A.A., Feldman M. Allopolyploidy-induced rapid genome evolution in the wheat (Aegilops-Triticum) group // Plant cell. 2001. V. 13. P. 1735-1747.

364. Ozkan H., Brandolini A., Schafer-Pregl R., Salamini F. AFLP Analysis of a Collection of Tetraploid Wheats Indicates the Origin of Emmer and Hard Wheat Domestication in Southeast Turkey //Mol. Biol. Evol. 2002. V.19. N.10. P. 1797-1801.

365. Ozkan H., Brandolini A., Pozzi C., Effgen S., Wunder J., Salamini F. A reconsideration of the domestication geography of tetraploid wheats // Theor Appl Genet. -2005. V. 110. P. 1052-1060.

366. Pagnotta M. A., Nevo E., Beiles A., Porceddu E. Wheat storage proteins: glutenin diversity in wild emmer, Triticum dicoccoides, in Israel and Turkey. 2. DNA diversity detected by PCR //Theor. Appl Genet. 1995. V. 91. P.409-414.

367. Paillard S., Schnurbusch T., Winzeler M., Messmer M., Sourdille P., Abderhalden O., Keller B., Schachermayr G. An integrative genetic linkage map of winter wheat (Triticum aestivum L.) //Theor. Appl. Genet. 2003 V. 107. P. 1235-1242.

368. Paran I., Michelmore R.W. Development of reliable PCR based markers linked to downy mildew resistance genes in lettuce // Theoretical and Applied Genetics. 1993. V.85. P. 985-993.

369. Parida S.K, Raj Kumar K. A., Dalai V, Singh N. K., Mohapatra T. Unigene derived microsatellite markers for the cereal genomes // Theor. Appl. Genet.-2006. V. 112. P. 808-817.

370. Pasqualone A., Lotti C., Blanco A. Identification of durum wheat cultivars and monovarietal semolinas by analysis of DNA microsatellites // Eur. Food. Res. Technol. -1999. V. 210. P. 144-147

371. Patey A.L., Waldron N.M. Gliadin proteins from Maris Widgeon wheat // J. Sci. Food and Agr. 1976. V. 27. P. 197-201.

372. Paull J.G., Chalmers K.J., Karakousis A., Kretschmer J.M., Manning S., Langridge P. Genetic diversity in Australian wheat varieties and breeding material based on RFLP data // Theor. Appl. Genet. 1998. V. 96. P. 435-446.

373. Payne P.I., Law C.N., Mudd E.E. Control by homoeologous group 1 chromosomes of the high-molecular-weight subunits of glutenin, a major protein of wheat endosperm // Theor. Appl. Genet. 1980.V. 58. P. 113-120.

374. Payne P.I., Holt L.M., Lawrence A.I., Law C.N. The genetics of gliadin and glutenin, the major storage proteins of the wheat endosperm // Qual. Plant. Foods. Hum. Nutr. 1982. V. 31. № 2. P. 229-241.

375. Payne P.I., Lawrence G.J. Catalogue of alleles for the complex gene loci, Glu-Al, Glu-Bl and Glu-Dl which code for the high-molecular-weight subunits of glutenin in hexaploid wheat // Cereal Res. Commun. 1983. V. 11. P.29-3 5.

376. Payne P.I., Holt L.M., Jackson EA, Law C.N. Wheat storage proteins: Their genetics and their potential for manipulation by plant breeding // Phil. Trans. R. Soc. Lond. -1984a. B. 304. P. 359 371.

377. Payne P.I., Jackson E.A., Holt L.M., Law C.N. Genetics linkage between endosperm storage protein genes of each of the short arms of chromosomes 1A and IB in wheat // Theor. Appl. Genet. -1984b. V. 67. № 2/3. P. 235-245.

378. Payne P.I, Jackson E.A, Holt L.M. The association between gliadin 45 and gluten strength in durum wheat varieties: a direct causal effect or the result of genetic linkage? // J. Cer. Sci. -1984d. № 2. p. 73-81.

379. Payne P.I, Holt L.M, Jackson E.A. Genetical analysis of wheat endosperm storage proteins // Proc. 2nd Intern. Workshop on Gluten proteins . Wageningen. -1984e. P. 111-119.

380. Payne P.I, Holt L.M, Johnson R, Snape J.W. Linkage mapping of four gene loci Glu-Bl, Rgl and YrlO on chromosome IB of bread wheat // Genet. Agric. 1986. V. 40. P. 231-242.

381. Payne, P. I. Genetics of wheat storage protein and the effect of allelic variation on breadmaking quality //Ann. Rev. Plant Physiol. 1987. V.38. P. 141153.

382. Payne, P. I, Nightingale, M. A, Krattiger, A. F, and Holt, L. M. The relationship between HMW glutenin subunit composition and the bread-making quality of British-grown wheat varieties // J. Sci. Food Agric. 1987. V. 40. P. 5165.

383. Pecetti L, Damania A.B, Jana S. Practical problems in largescale germplasm evaluation: a case study in durum wheat // FAO/IBPGR Plant Genet Resources Newsl. -1992. V. 88/89. P. 5-10.

384. Pecetti L, Doust M.A, Calcagno L, Raciti C.N. and Boggini G. Variation of morphological and agronomical traits, and protein composition in durum wheatgermplasm from eastern Europe // Genetic Resources and Crop Evolution. 2001. V.48. P. 609-620.

385. Perez JA, Maca N and Larruga JM. Expanding informativeness of microsatellite motifs through the analysis of heteroduplexes: a case applied to Solarium tuberosum II Theor. Appl. Genet. 1999. V. 99. P.481-486.

386. Perry D. J. Identification of Canadian durum wheat varieties using a single PCR// Theor. Appl. Genet. 2004. V. 109. P. 55-61.

387. Plaschke J., Ganal M. W.,. Roder M. S. Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers // Theor. Appl. Genet. -1995. V. 91. P. 1001-1007.

388. Poehlman J.M., Sleper D.A. Breeding Field Crops // Iowa State University Press, -1995.

389. Pogna N.E., Boggini G., Corbellini M., Cattaneo M., Peruffo D.B. Association between gliadin eleclrophoretic bands and quality in common wheat // Canad. J. Plant. Sci. 1982a. V. 62. P. 913 - 918.

390. Pogna N.E., Dal Belin Peruffo A., Boggini G., Corbellini M. Analysis of wheat varieties by gliadin electrophoregrams II. Nature, origin and quality of biotypes present in six Italian common wheat varieties // Genet. Agr. 1982b. V. 36. P. 143-154.

391. Pogna N., Lafiandra D., Feiilet P., Autran J.C. Evidence for a direct causal effect of low molecular weight subunits of glutenins on gluten viscoelasticity in durum wheats // J. Cer. Sci. 1988. № 7. P. 211-214.

392. Pogna N.E, Autran J.C, Mellini F, Lafiandra D, Feillet P. Chromosome IB encoded gliadins and glutenin subunits in durum wheat: genetics and relationship to gluten strength//J. Cereal Sci. - 1990. V. 11. P. 15-34.

393. Porceddu E, Ceoloni C, Lafiandra D, Tanzarella O.A, Scarascia Mugnozza G.T. Genetic resources and plant breeding: problems and prospects // Proc. 7th Int. Wheat Genet. Symp. Cambridge, England, 13-19 July 1988. 1988. V. l.P. 7- 22.

394. Powell W, Machray G.C, Provan J. Polymorphism revealed by simple sequence repeats // Trends Plant Sci. 1996a. V. 7. P. 215-222.

395. Powell W, Morgante M, Andre C, Hanafey M, Vogel J, Tingey S. and A. Rafalsky The comparison of RFLP, RAPD, AFLP and SSRs (microsatellite) markers for germplasm analysis // Mol. Breed. 1996b. V. 2. P. 225-238.

396. Prasad M, Varshney R.K, Roy J.K, Balyan H.S, Gupta P.K. The use of microsatellites for detecting DNA polymorphism, genotype identification and genetic diversity in wheat // Theor. Appl. Genet. 2000. V. 100. P.584-592.

397. Promega. Silver Sequence ™ DNA Sequencing System // Technical manual. Promega Corporation. -1993-2000. 24 p.

398. Provan J, Wolters P, Caldwell K. H, Powell W. High-resolution organellar genome analysis of Triticum and Aegilops sheds new light on cytoplasm evolution in wheat // Theor. Appl. Genet. 2004. V. 108. P. 11821190.

399. Pujar S., Tamhankar S.A, Rao V.S, Gupta V.S, Naik S, Ranjekar P.K. Arbitrarily primed-PCR based diversity assessment reflects hierarchical groupings of Indian tetraploid wheat genotypes // Theor. Appl. Genet. -1999. V. 99. P. 868876.

400. Queller DC, Strassmann JE and Hughes CR. Microsatellites and kinship // Trends in Ecology and Evolution. 1993. V. 8. P. 285-288.

401. Raman H., Raman R., Wood R., Martin P. Repetitive indel markers within the ALMT1 gene conditioning aluminium tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) // Mol. Breeding. -2006. V. 18. P. 171-183.

402. Reif J. C., Zhang P., Dreisigacker S., Warburton M. L., van Ginkel M., Hoisington D., Bohn M., Melchinger A. E. Wheat genetic diversity trends during domestication and breeding // Theor. Appl. Genet. 2005. V. 110. P. 859-864.

403. Richard M. and Thorpe R. S. Can Microsatellites Be Used to Infer Phylogenies? Evidence from Population Affinities of the Western Canary Island Lizard (Gallotia galloti) // Molecular Phylogenetics and Evolution. 2001. V. 20. No. 3. P. 351-360.

404. Rohlf F.J. NTSYSpc. Numerical taxonomy and multivariate analysis system, version 2.02c. // Exeter Software. New York, 1998.

405. Röder M.S., Plaschke J., König S.U., Börner A., Sorrells M.E., Tanksley S.D., Ganal M.W. Abundance, variability and chromosomal location of microsatellites in wheat //Mol. Gen. Genet. -1995. V. 246. P. 327-333.

406. Röder M.S., Korzun V., Wendehake K., Plaschke J., Tixier M., Leroy P. and Ganal M.W. A Microsatellite Map of Wheat // Genetics. 1998. V. 149. P. 2007-2023.

407. Rubenstein K.D., Heisey P., Shoemaker R., Sullivan J., Frisvold G Crop Genetic Resources: An Economic Appraisal // USD A Economic Information Bulletin. 2005. No. 2. - 47 p.

408. Ruiz M., Aguiriano E. Analysis of duplication in the Spanish durum wheat collection maintained in the CRF-INIA on the basis of agro-morphological traits and gliadin proteins // Genetic Resources and Crop Evolution.- 2004. V. 51. P. 231-235.

409. Russell J.R., Fuller J.D., Macaulay M.,. Hatz B.G, Jahoor A., Powell W., Waugh R. Direct comparison of levels of genetic variation among barley accessions detected by RFLPs, AFLPs, SSRs and RAPDs. // Theor. Appl. Genet. 1997. V. 95. P. 714-722.

410. Salamini F., Ozkan H., Brandolini A., Schafer-Pregl R., Martin W. Genetics and geography of whild cereal domestication in the Near East // Nature. 2002. V. 3.P. 429-441.

411. Sallares R., Brown T. A. Phylogenetic analysis of complete 59external transcribed spacers of the 18S ribosomal RNA genes of diploid Aegilops and related species (Triticeae, Poaceae) // Genetic Resources and Crop Evolution. -2004. V.51.P. 701-712.

412. Sambrook, J., Fritsch E.F. & Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Course Manual // Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York. -1989

413. Sanger F., Nicklen S. and Coulson A.R. DNA sequencing with chain terminating inhibitors // Proceedings of the National Academy of Sciences USA. -1977. V.74.P. 5463-5467.

414. Sax K. The association of size differences with seed-coat pattern and pigmentation in Phaseolus vulgaris // Genetics. 1923. V. 8. P. 552-560.

415. Schneider K, Borchardt D.C., Schafer-Pregl R., Nagl N., Glass C., Jeppsson A., Gebhardt C. and Salamini F. PCR-based cloning and segregation analysis of functional gene homologues in Beta vulgaris II Molecular Genetics. -1999. V. 262. P. 515-524.

416. Sears E.R. Chromosome mapping with the aid of telocentric // Proc. 2nd Intern. Wheat. Genet. Sympcs. Hereditas. Suppl. 1966. V. 2. P. 370-381.

417. Sears E.R. The aneuploids of common wheat // Res. Bull. Mo. Agr. Exp. Stat. Columbia. -1954. № 572. P. 1-58.

418. Sentayehu Alamerew, Chebotar S., Huang X., Roder M., Borner A.Genetic diversity in Ethiopian hexaploid and tetraploid wheat germplasm assessed by microsatellite markers // Genetic Resources and Crop Evolution. 2004. V.51. P. 559-567.

419. Shah M.M., Yen Y., Gill K.S., Baenziger P.S. Comparisons of RFLP and PCR-based markers to detect polymorphism between wheat cultivars // Euphytica. -2000. V. 114. P. 135-142.

420. Sharma H.C., Gill B.S. Current status of wide hybridizationin wheat // Euphytica. 1983. V.32. P. 17-31.

421. Shepherd K.W. Chromosomal control of endosperm proteins in wheat and rye // Proc. 3rd Intern. Wheat Genet. Sympos. Canberra: Austral. Acad. Sci. -1968. P. 86 -96.

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

423. Shewry, P. R., Halford, N. G., Tatham, A. S. The high molecular weight subunits of wheat glutenin // J. Cereal Sci. 1992. V. 15. P. 105-120.

424. Shewry P.R., Napier J.A., and Tatham A.S. Seed storage proteins: structures and biosynthesis // The Plant Cell. -1995. V. 7. P. 945-956.

425. Shewry, P. R., Tatham, A. S., Lazzeri, P. Biotechnology of wheat quality // J. Sci. Food Agric. 1997. V. 73. P. 397-406.

426. Siedler H., Messmer M.M., Schachermayr G.M., Winzeler H., Winzeler M., Keller B. Genetic diversity in European wheat and spelt breeding material based on RFLP data // Theor. Appl. Genet. 1994. V. 88 P. 994-1003.

427. Singh N.K., Shepherd K.W. Linkage mapping of genes controlling endosperm storage proteins in wheat // Theor. Appl. Genet. 1988. V. 75. № 4. P. 628-641.

428. Skovmand B., Reynolds M.P., DeLacy I.H. Mining wheat germplasm collections for yield enhancing traits // Euphytica. 2001.V. 119. P. 25-32.

429. Smith-Huerta N.L., Huerta A.J., Barnhart D., Waines J.G. Genetic diversity in wild diploid wheats Triticum monococcum var. boeoticum and T. urartu (Poaceae) // Theor. Appl. Genet. 1989. V. 78. P. 260-264.

430. Snape J.W. Golden calves or white elephants? Biotechnologies for wheat improvement // Euphytica. 1998. V. 100. P. 207-217

431. Soleimani V.D., Baum B.R., Johnson D.A. AFLP and pedigree-based genetic diversity estimates in modern cultivars of durum wheat Triticum turgidum L. subsp. durum (Desf.) Husn. // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 104. P.350-357.

432. Somers D.J. and Demmon G. Identification of repetitive, genome-specific probes in crucifer oilseed species // Genome. 2002. V. 45, P.485-492.

433. Somers D.J., Kirkpatrick R., Moniwa M., Walsh A. Mining Single-Nucleotide Polymorphisms from Hexaploid Wheat ESTs // Genome. 2003. V. 49. P. 431-437.

434. Spooner D., van Treuren R., de Vicente M.C. Molecular markers for genbank management // IPGRI Technical Bulletin. -2006. No. 10. 136 p.

435. Squirrell J., Hollingsworth P. M., Woodhead M., Russell J., Lowe A. J., Gibby M. G., Powell W. How much effort is required to isolate nuclear microsatellites from plants? // Molecular Ecology. 2003. V.12. P. 1339-1348.

436. Staub J.E., Serquen F.C. and Gupta M. Genetic markers, map construction, and their application in plant breeding // HortScience. 1996. V. 31. P. 729-741.

437. Steinmetz L.M., Mindrinos M. and Oefner P.J. Combining genome sequences and new technologies for dissecting the genetics of complex phenotypes // Trends in Plant Science. 2000. V.5. P. 397-401.

438. Sturtevant A.H. The linear arrangement of six sex-linked factors in Drosophila, as shown by their mode of association // J. Exp.Zool. 1913. V. 14. P. 43-59.

439. Sugiyama T., Rafalski A., and Soil D. The nucleotide sequence of a wheat y-gliadin genomic clone // Plant Sci. 1986. V. 44. P. 204-209.

440. Sumner -Smith M., Rafalski J.A., Sugiyama T., Stoll M., and Soil D. Conservation andvariability of wheat a/p-gliadin genes // Nucleic Acids Research. 1985. V. 13. P. 3905-3916.

441. Takaiwa F, Oono K and Sugiura M. Nucleotide sequence of the 17S 25S spacer region from rice rDNA // Plant Molecular Biology. - 1985. V.4. P. 355— 364.

442. Tanaka H., Nakata N., Osawa M., Tomita M., Tsujimoto H., Yasumuro Y. Positive effect of the high-molecular-wieght glutenin allele, Glu-Dld, on the bread-making quality of common wheat // Plant Breeding. 2003. V. 122. P. 279280.

443. Tanksley S.D., Mc Couch S.R. Seed bank and molecular maps: unlocking genetic potential from the wild // Science. 1997. V. 277. P. 1063-1066.

444. Tatham A.S., Shewry P.R. The S-poor prolamins of wheat, barley and rye // Journal of Cereal Science. -1995. V. 22. P. 1-16.

445. Tesfaye Tesemma Improvement of indigenous durum wheat landraces in Ethiopia // In: J.M.M. Engels J.G. Hawks & M. Worede (Eds). Plant genetic resources of Ethiopia. Cambridge University Press. 1991. P. 289-295.

446. Thormann C.E., Ferreira M.E., Camargo L.E.A., Tivang J.G., Osborn T.C. Comparison of RFLP and RAPD markers to estimating genetic relationships within and among cruciferous species // Theor. Appl. Genet. 1994. V. 88. P. 973980.

447. Thorpe J.P. Enzyme variation and taxonomy: the estimation of sampling errors in measurements of interspecific genetic similarity // Biological Journal of the Linnean Society. 1979. V. 11. P. 369-386.

448. Tkachuk R., Kruger J. Wheat a-amylases. II. Physical characterization // Cereal Chem. 1974. V. 51. P. 508-529.

449. Toledo J.M., Lenne J.M., Schultze-Kraft R. Efective utilization of tropical pasture germplasm // In: Utilization of genetic resources: suitable approaches, agronomic evaluation and use. // FAO, Rome, Italy. 1989. P. 27-57.

450. Treuren R., van Soest L.J.M., van Hintum Th.J.L .van Markerassisted rationalisation of genetic resource collections: a case study in flax using AFLPs // Theor. Appl. Genet. 2001. V. 103. P. 144-152.

451. UPOV (1991) International convention for the protection of new varieties of plants, http://www.upov.int/en/publications/conventions/1991/content.htm

452. Vellve R. The decline of diversity in European agriculture // Ecologist. -1993. V. 23. P. 64-69.

453. Vierling R. A. Nguyen H. T. Use of RAPD markers to determine the genetic diversity of diploid, wheat genotypes // Theor. Appl. Genet. 1992. V. 84. P. 835-838.

454. Vigouroux Y., Jaqueth J.S., Matsuoka Y., Smith O.S., Beavis W.D., Smith J.S., Doebley J. Rate and pattern of mutation at microsatellite loci in maize // Mol. Biol. Evol. 2002. V. 19. P. 1251-1260.

455. Virk P.S., Newbury H.J., Jackson M.T., Ford-Lloyd B.V. The identification of duplicate accessions within a rice germplasm collection using RAPD analysis // Theor. Appl. Genet. 1995. V. 90. P. 1049-1055.

456. Vos P, Hogers R, Bleeker M, Reijans M, van de Lee T, Homes M, Frijters A, Pot J, Peleman J, Kuiper M and Zabeau M. AFLP: a new technique for DNA fingerprinting // Nucleic Acids Research. 1995. V. 23. P.4407-4414.

457. Waines, J. G., Payne, P. I. Electrophoretic analysis of the high molecular-weight glutenin subunits of Triticum monococcum, T. urartu, and the A genome of bread wheat (T. aestivum) // Theor. Appl. Genet. 1987. V. 74. P. 71-76.

458. Warchalewsky J.R. Presentday studies on cereal protein nature alpha-amylase inhibitors //Die Nahrung. 1983. V. 27. P. 103-117.

459. Welsh J. and McClelland M. Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers //Nucleic Acids Research. 1990. V. 18. P. 7213-7218.

460. Wieser H., Zimmermann G. Importance of amounts and proportions of high molecular weight subunits of glutenin for wheat quality // Eur. Food Res .Technol. -2000. V. 210. P. 324-330.

461. Wieser H. Comparative investigations of gluten proteins from different wheat species. III. N-terminal amino acid sequences of a-gliadins potentially toxic for celiac patients //Eur. Food Res. Technol.- 2001. V. 213. P. 183-186.

462. Williams J.G.K., Kubelik A.R., Livak K.J., Rafalski J.A. and Tingey S.V. DNA polymorphisms ampli.ed by arbitrary primers are useful as genetic markers //Nucleic Acids Research. 1990. V. 18. P. 6531-6535.

463. Williams, M. D. H. ML, Pena, R. J., and Mujeeb-Kazi, A. Seed protein and isozyme variations in Triticum tauschii {Aegilops squarrosa) II Theor. Appl. Genet.-1993. V. 87. P. 257-263.

464. Witsenboer H., Vogel J. and Michelmore R.W. Identification, genetic localization, and allelic diversity of selectively amplified microsatellite polymorphic loci in lettuce and wild relatives (Lactuca spp.) // Genome. 1997. V. 40. P. 923-936.

465. Woychik J.H, Boundly J.A, Dimler R.J. Starch gel electrophoresis of wheat gliadin and glutenin // Arch. Biochem. and Biophys. -1964. V. 94. P. 477482.

466. Wrigley C.W, Shepherd K.W. Electrofocusing of grain proteins from wheat genotypes // Ann. N.Y. Acad. Sei. 1973. V. 209. P. 154—162.

467. Wrigley C.W, Robinson P.I, Williams W.T. Association between electrophoretic patterns of gliadin proteins and quality characteristics of wheat cultivars // J. Sei. Food and Agr. 1981. V. 32. № 5. P. 433-422.

468. Wrigley C.W, Lawrence G.J, Shepherd K.W. Association of glutenin subunits with gliadin composition and grain quality in wheat // Aust J Plant Physiol.-1982a. V. 9. P. 15-30.

469. Wrigley C.W, Autran J.C, Bushuk W. Identification of cereal varieties by gel electrophoresis of the grain proteins // Advances in Cereal Science and Technology. 1982b. V. 5. P. 211-259.

470. Wrigley, C. W. Giant proteins with flour power .// Nature. 1996. V. 381. P. 738-739.

471. Yang Z.P, Gilbertl J, Somers D.J, Fedak G, Procunier J.D, McKenzie I.H. Marker assisted selection of Fusarium head blight resistance genes in two doubled haploid populations of wheat //Molecular Breeding. 2003. V. 12 P. 309— 317.

472. Yu J.-K, La Rota M, Kantety R. V, Sorrells M. E. EST derived SSR markers for comparative mapping in wheat and rice // Mol. Gen. Genomics. -2004. V. 271. P. 742-751.

473. Zeder M.A, Emshwiller E, Smith B.D, Bradley D.G. Documenting domestication: the intersection of genetics and archaeology // Trends in Genetics. 2006. V. 22. N. 3. P. 139- 155.

474. Zeven A.C., Dehmer K. J, Gladis T, Hammer K, Lux H. Are the duplicates of perennial kale (Brassica oleracea L. var. ramosa DC.) true duplicatesas determined by RAPD analysis? // Genet. Res. Crop. Evol. 1998. V. 45. P. 105-111.

475. Zhang W., Qu L.-J., Gu H., Gao W., Liu M., Chen J., Chen Z. Studies on the origin and evolution of tetraploid wheats based on the internal transcribed spacer (ITS) sequences of nuclear ribosomal DNA //Theor. Appl. Genet. 2002. V. 104. P. 1099-1106.

476. Zhang W., Gianibelli M.C., Ma W., Rampling L., Gale K.R. Idintification of SNPs and development of allele-specific PCR markers for y-gliadin alleles in Triticum aestivum 11 Theor. Appl. Genet. 2003. V. 107. P. 130-138.

477. Zhang Z., Xu J., Xu Q., Larkin P., Xin Z. Development of novel PCR markers linked to the BYDV resistance gene Bdv2 useful in wheat for marker-assisted selection // Theor. Appl. Genet. 2004. V. 109. P. 433^139.

478. Zhang L. Y, Ravel C., Bernard M., Balfourier F., Leroy P., Feuillet C., Sourdille P. Transferable bread wheat EST-SSRs can be useful for phylogenetic studies among the Triticeae species // Theor. Appl. Genet. 2006. V. 113. P.407-418.

479. Zhou W., Kolb F. L., Domier L. L., Wang S. SSR markers associated with fertility restoration genes against Triticum timopheevii cytoplasm in Triticum aestivum II Euphytica. -2005. V. 141. P. 33^10.

480. Zietkiewicz E, Rafalski A and Labuda D. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR)-anchored polymerase chain reaction amplification // Genomics. 1994. V. 20. P. 176-183.

Информация о работе

Кудрявцев, Александр Михайлович
доктора биологических наук
Москва, 2007
ВАК 03.00.15

Диссертация

Создание системы генетических маркеров твердой пшеницы (T. durum Desf.) и ее применение в научных исследованиях и практических разработках - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы