Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2008, 56(5), 221-226 | DOI: 10.11118/actaun200856050221

Polymorfismus prolaminových bílkovin u vybraných odrůd ozimé pšenice registrovaných v České republice

Tomáš Vyhnánek
Ústav biologie rostlin, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika

V práci byla ověřena možnost rozlišení a identifikace dvanácti odrůd ozimé pšenice (Triticum aestivum L., 2n = 6x = 42, genom AABBDD) registrovaných v České republice, a možnost zjištění příměsí na základě detekce polymorfismu prolaminových bílkovin (gliadinů) zrna ve vzorcích sklizených v letech 2006 a 2007. Pro detekci polymorfismu gliadinů byla využita polyakrylamidová elektroforéza. Všech dvanáct analyzovaných odrůd ozimé pšenice bylo pomocí elektroforetické detekce polymorfismu prolaminových bílkovin rozlišeno. Uniformní elektroforetická spektra byla v obou letech detekována u odrůd Athlet, Buteo, Dromos, Ebi, Etela, Florett, Livia a Simila. U tří genotypů pšenice (Astella, Brea a Hana) byl detekován a na základě indexu identity (ii) zjištěn výskyt dvou sesterských prolaminových linií (ii = 0,80-0,85) s různým zastoupením v závislosti na roku sklizně. U odrůd Astella a Brea bylo zastoupení sesterských linií v obou letech stejné. Pouze u odrůdy Hana byl zjištěn mezi jednotlivými roky malý rozdíl (± 2,5%). V případě odrůd Brea a Hana byly detekovány rozdíly u sesterských prolaminových linií ve spektru ω-gliadinů (vyšší molekulová hmotnost), které se nachází v části prolaminového elektroforetického spektra s REM v rozmezí mezi 8 až 44. Oproti tomu u odrůdy Astella se sesterské prolaminové linie lišily ve spektru α-, β-, γ-gliadinů s nižší molekulovou hmotností v rozmezí REM 80 až 100. V roce 2006 byla u analyzovaných odrůd detekována příměs u odrůdy Mona a její zastoupení bylo 7,5%. Příměs měla výrazně nízký index identity k odrůdě Mona (ii = 0,30). U příměsi nebyl detekován gliadinový blok Gld 1B3 (REM 26-44), jež je genetickým markerem žitné translokace T1BL.1RS (genu Sr31 rezistence ke rzi travní, vyšší zimovzdornosti a markerem špatné pekařské jakosti - přítomnost žitných sekalinových genů). Přítomnost cizího genotypu u odrůdy Mona může být způsobena nedostatečnou čistotou použitého osiva nebo příměsi během sklizně. Pro čtyři analyzované odrůdy pšenice (Athlet, Etela, Livia a Mona) byl charakteristický gliadinový klaster, který je geneticky determinován alelou Gld 1B3. Přítomnost gliadinového proteinu s REM 55 v prolaminovém spektru všech analyzovaných odrůd znamená, že všechny analyzované odrůdy obsahují D genom hexaploidních pšenic. Výsledky práce ukazují možnost praktického využití elektroforetické detekce polymorfismu prolaminových bílkovin zrna při identifikaci a rozlišení odrůd pšenice a jako markerů příměsi cizího genotypu ve vzorku osiva.

ozimá pšenice, prolaminy, elektroforéza, příměs

Polymorphism of prolamin proteins in selected varieties of winter wheat registered in the Czech Republic

In 2006 and 2007 samples of harvested grain were used to verify the possibility of distinguishing 12 winter wheat genotypes and of detecting impurities on the basis of polymorphism of prolamin kernel proteins. Uniform electrophoretic patterns were detected in genotypes of Athlet, Buteo, Dromos, Ebi, Etela, Florett, Livia, Simila wheat in 2006 and 2007. On the basis of the identity index two sister prolamin lines with different share, depending on the year of harvest, were discovered in 3 wheat genotypes (Astella, Brea and Hana). The proportion of sister gliadin lines in the Astella and Brea genotypes was the same in both years. There was only minor difference (± 2.5%) in the share of the sister lines in the Hana variety between the respective years, and could be influenced by environmental factors. A foreign genotype was detected in the Mona variety. The identity index of the impurity to the Mona variety (ii = 0.30) was considerably low. In the impurity the gliadin block Gld 1B3 was not detected, which is the genetic marker of rye translocation T1BL.1RS (the Sr31 gene of resistance to black rust, higher cold resistance and the marker of poor baking quality - presence of secalin genes). The results proved the potential practical application of the electrophoretic detection of polymorphism of prolamin proteins as markers of impurities of foreign genotypes in a seed sample.

Keywords: winter wheat, prolamin proteins, electrophoresis, admixture

Received: July 10, 2008; Published: November 3, 2014  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Vyhnánek, T. (2008). Polymorphism of prolamin proteins in selected varieties of winter wheat registered in the Czech Republic. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 56(5), 221-226. doi: 10.11118/actaun200856050221
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. ČERNÝ, J. a ŠAŠEK, A., 1996: Bílkovinné signální geny pšenice obecné. 1. vyd. Praha: ÚZPI: 42 s. ISBN 80-85120-55-0.
    2. ČERNÝ, J., ŠAŠEK, A., KUBÁNEK, J. a SÝKOROVÁ, S., 1992: Identifikace odrůd pšenice obecné souběžnou elektroforézou gliadinů a podjednotek gluteninů s vysokou molekulovou hmotností. Genetika a Šlechtění, 28: 125-133. ISSN 0862-8629.
    3. HADAČOVÁ, V., TURKOVÁ, V., HADAČ, E. and KLOZOVÁ, E., 1980: Comparison of seed proteins and lipid representatives of the genus Pisum from the point of view of their relationship. Biologia Plantarum, 22: 7-16. ISSN 0006-3134. DOI: 10.1007/BF02878122 Go to original source...
    4. CHLOUPEK, O., 2000: Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. 2. vyd., Praha: Academia: 311 s. ISBN 80-200-0779-2.
    5. INTERNATIONAL SEED TESTING ASSOCIATION, 1999: International Rules for Seed Testing. chapter VIII. Verification of species and cultivar: 41-43 and 252-254. ISBN 3-906549-27-5.
    6. KOCH, G., 1998: Comparison of the efficiency of biochemical and molecular marker methods for the description of genetic diversity. Proceedings Symposium on the Utilisation of Genetic Resources, Gatersleben: 49-54. ISBN 92-9043-699-9.
    7. KOZUB, N. A., SOZINOV, I. A. and SOZINOV, A. A., 2003: Recombination of gliadin genes of chromosome 1D in the common wheat hybrid carrying the introgression from Aegilops cylindrica. Plant Breeding, 122: 86-88. ISSN 0179-9541. DOI: 10.1046/j.1439-0523.2003.00803.x Go to original source...
    8. METAKOVSKY, E. V., 1991: Gliadin allele identification in common wheat. II. Catalogue of gliadin alleles in common wheat. Journal of Genetics and Breeding, 45: 325-344. ISSN 0394-9257.
    9. METAKOVSKY, E.V. and BRANLARD, G., 1998: Genetic diversity of French common wheat germplasm based on gliadin alleles. Theoretical and Applied Genetics, 96: 209-218. ISSN 0040-5752. DOI: 10.1007/s001220050729 Go to original source...
    10. METAKOVSKY, E.V., ACHMEDOV, M.G. and SOZINOV, A.A., 1986: Genetic analysis of gliadin - encoding genes reveals gene cluster as well as single remote genes. Theoretical and Applied Genetics, 73: 209-218. ISSN 0040-5752. DOI: 10.1007/BF00289286 Go to original source...
    11. METAKOVSKY, E. V., GOMES, M., VAZQUEZ, J. F. and CARRILLO, J. M., 2000: High genetic diversity of Spanish common wheat as judged from gliadins alleles. Plant Breeding, 119: 37-42. ISSN 0179-9541. DOI: 10.1046/j.1439-0523.2000.00450.x Go to original source...
    12. PAN, Z. F., DENG, G. B., ZHAI, X. G., WU, F. and YU, M. Q., 2007: Genetic diversity of Acid-PAGE monomeric prolamins in cultivated hulless barley (Hordeum vulgare L.) from Qinghai-Tibet plateau in China. Genetic Resources and Crop Evolution, 54: 1691-1699. ISSN 0925-9864. DOI: 10.1007/s10722-006-9177-2 Go to original source...
    13. ŠAŠEK, A., ČERNÝ, J. a BRADOVÁ, J., 1998: Elektroforetická spektra gliadinů a VMH podjednotek gluteninů odrůd pšenice obecné registrovaných v letech 1996 a 1997. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 34: 95-101. ISSN 1212-1975.
    14. ŠAŠEK, A., ČERNÝ, J., SÝKOROVÁ, S. a MALÝ, J., 1990: Gliadinové a gluteninové elektroforetická spektra některých nových šlechtění pšenice seté. Genetika a Šlechtění, 26: 179-186. ISSN 0862-8629.
    15. VYHNÁNEK, T. and BEDNÁŘ, J., 2003: Detection of the varietal purity in sample of harvested wheat and triticale grains by prolamin marker. Plant, Soil and Environment, 49: 95-98. ISSN 1214-1178. DOI: 10.17221/4096-PSE Go to original source...
    16. WEI, E., PING, Y.L. JIA, L.X. and QIN, Ch., 2007: Extraction and identification of prolamin in different species seeds. Xibei Zhiwu Xuebao, 2007, 27: 21-27. ISSN 1000-4025.

    This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY NC ND 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


    Return to the content