Аннотация. Цель – изучение характера наследования и описание новых блоков компонентов авенина у сортов овса посевного для дальнейшего использования в маркерной селекции. Методы. Анализировали зерна гибридов F2 от скрещиваний сортов овса посевного ♀Тюменский голозерный × ♂Мегион; ♀Тюменский голозерный × ♂Отрада; ♀Отрада × ♂Тюменский голозерный; ♀Мегион × ♂Отрада. Нативный электрофорез проводили в 13,2-процентном полиакриламидном геле в течение 4,0–4,5 ч при постоянном напряжении 500 В. Результаты. В ходе исследований установлено, что проанализированные компоненты авенина составляют блоки. Распределение частот фенотипических классов по локусам во всех исследованных гибридных комбинациях соответствует предположению о том, что каждый из блоков наследуется как единая кодоминантная менделирующая единица. Синтез блоков компонентов авенина контролируется тремя независимыми авенин-кодирующими локусами. Анализ наследования отдельных компонентов авенина у гибридов F2 позволил описать три новых блока компонентов, синтез которых контролируется локусом Avn A (А9, А10 и А11); один блок, контролируемый локусом Avn В (В7), и один блок, контролируемый локусом Avn С (С8). На основании полученных результатов были составлены полные белковые формулы исследованных сортов овса посевного: Тюменский голозерный – Avn 2.7.3; Мегион – Avn 2+9.7.5; Отрада – Avn 10+11.4.8. Установлено, что использование спектра только одного сорта в качестве стандарта является недостаточным и приводит к ошибкам в процессе идентификации блоков компонентов. Научная новизна. Для более точной идентификации предлагается использовать одновременно нескольких сортов для получения комплексного спектра-стандарта, сочетающего в себе несколько блоков компонентов по каждому локусу. Описано 5 новых блоков компонентов авенина. Они могут быть использованы при оценке внутрипопуляционного генетического разнообразия сортов овса, а также для поиска сцепленных с ними адаптивно значимых и хозяйственно ценных признаков.
овес, электрофорез, электрофоретический спектр, авенин, авенин-кодирующие локусы, блоки компонентов, гибриды F2, распределение частот аллелей, маркерная селекция
1. Cereals and cereal-based foods: Functional Benefits and Technological Advances for Nutrition and Healfcare / Edited by Megh. R. Goyal, Kamaljit Kaur, Jaspeet Kaur. USA: Apple Academic Press, 2021. 318 p.
2. Loskutov I. G., Gnutikov A. A., Blinova E. V., Rodionov A. V. The Origin and Resource Potential of Wild and Cultivated Species of the Genus of Oats (Avena L.) // Russian Journal of Genetics. 2021. Vol. 57. No. 6. Pp. 642–661. DOI: 10.1134/S1022795421060065.
3. Герасимов С. А., Полонский В. И., Сумина А. В. [и др.] Влияние генотипа и условий выращивания овса на содержание биологически активных компонентов в зерне // Химия растительного сырья. 2020. № 2. С. 65–71. DOI: 10.14258/jcprm.2020025515.
4. Loskutov I. G., Khlestkina E. K. Wheat, barley, and oat breeding for health benefit components in grain // Plants. 2021. Vol. 10. No. 1. Pp. 86. DOI: 10.3390/plants10010086.
5. Kosová K., Leišová-Svobodová L., Dvořáček V. Oats as a Safe Alternative to Triticeae Cereals for People Suffering from Celiac Disease? A Review // Plant Foods for Human Nutrition. 2020. No. 75 (2). Pp. 131–141. DOI: 10.1007/s11130-020-00800-8.
6. Ivanova Yu. S., Fomina M. N., Yaroslavtsev A. A. Ecological plasticity and stability of collection samples of naked oats in the conditions of the Northern TRANS-Urals // Bioscience Research. 2020. Vol. 17. No. 2. Pp. 1183–1185.
7. Фомина М. Н., Иванова Ю. С., Пай О. А., Брагин Н. А. «Тоболяк» – сорт овса ярового универсального использования // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021. Т. 182. № 2. С. 107–113. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-2-107-113.
8. Трифунтова И. Б., Зенкина К. В., Асеева Т. А. Основные результаты и задачи селекции ярового овса на Дальнем Востоке // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 6. С. 43-–47. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-10608.
9. Shvachko N. A., Loskutov I. G., Semilet T. V., et al. Bioactive components in oat and barley grain as a promising breeding trend for functional food production // Molecules. 2021. Vol. 26. No. 8. Article number 2260. Pp. 1–16. DOI: 10.3390/molecules26082260.
10. Bityutskii N. P., Loskutov I., Yakkonen K., et al. Screening of Avena sativa cultivars for iron, zinc, manganese, protein and oil content and fatty acid composition in whole grains // Cereal Research Communications. 2020. Vol. 48. No. 1. Pp. 87–94. DOI: 10.1007/s42976-019-00002-2.
11. Polonskiy V. I., Loskutov I. G., Sumina A. V. Evaluation of oat genotypes for the content of β-glucans in grain on the basis of its physical characteristics // Agricultural Biology. 2020. Vol. 55. No. 1. Pp. 45–52. DOI: 10.15389/agrobiology.2020.1.45rus.
12. Jatayev S., Sukhikh I., Vavilova V., et al. Green revolution “stumbles” in a dry environment: Dwarf wheat with Rht genes fails to produce higher grain yield than taller plants under drought // Plant, Cell & Environment. 2020. No. 43 (10). Pp. 2355–2364. DOI: 10.1111/pce.13819.
13. Baidyussen A., Aldammas M., Kurishbayev A., et al. Identification, gene expression and genetic polymorphism of zinc finger A20/AN1 stress-associated genes, HvSAP, in salt stressed barley from Kazakhstan // BMC Plant Biology. 2020. Vol. 20. No. 156. Pp.1-12. DOI: 10.1186/s12870-020-02332-4.
14. Utebayev M., Dashkevich S., Bome N., Bulatova K., Shavrukov Y. Genetic diversity of gliadin-coding alleles in bread wheat (Triticum aestivum L.) from Northern Kazakhstan // PeerJ. Covering life, biology, medicine, and environmental sciences. 2019. No. 7. Article number e7082. Pp. 1–18. DOI: 10.7717/peerj.7082.
15. Chacón E. A., Vázquez F. J., Giraldo P., Carrillo J. M., Benavente E., Rodríguez-Quijano M. Allelic Variation for Prolamins in Spanish Durum Wheat Landraces and Its Relationship with Quality Traits // Agronomy. 2020. Vol. 10. Article number 136. Pp. 1–18. DOI: 10.3390/agronomy10010136.
16. Utebayev M., Dashkevich S. Kunanbayev K., et al. Genetic polymorphism of glutenin subunits with high molecular weight and their role in grain and dough qualities of spring bread wheat (Triticum aestivum L.) from Northern Kazakhstan // Acta Physiologiae Plantarum. 2019. Vol. 41. No. 71. Pp. 1–11. DOI: 10.1007/s11738-019-2862-5.
17. Лялина Е. В., Болдырев С. В., Поморцев А. А. Современное состояние генетического разнообразия ярового ячменя (Нordeum vulgare L.) в России по аллелям гордеинкодирующих локусов // Генетика. 2016. Т. 52. № 6. С. 650-663. DOI: 10.7868/S0016675816060072.
18. Hailegiorgis D., Lee C. A., Yun S. J. Allelic variation at the gliadin coding loci of improved Ethiopian durum wheat varieties // Journal of Crop Science and Biotechnology. 2017. Vol. 20. Pp. 287–293. DOI: 10.1007/s12892-017-0106-0.
19. Остапенко А. В. Полиморфизм проламина культурных видов рода Avena L. в филогенетических и прикладных исследованиях: дис. … канд. биол. наук. Москва, 2016. 175 с.
20. Портянко В. А., Поморцев А. А., Калашник Н. А., Богачков В. И., Созинов А. А. Генетический контроль авенинов и принципы их классификации // Генетика. 1987. № 23 (5). С. 845–853.
21. Портянко В. А. Генетический контроль и полиморфизм проламина овса: автореф. дис. … канд. биол. наук. Москва, 1987. 16 с.
22. Lyubimova A. V., Tobolova G. V., Eremin D. I., Loskutov I. G. Dynamics of the genetic diversity of oat varieties in the Tyumen region at avenin-coding loci // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020. Vol. 24. No. 2. Pp. 123–130. DOI: 10.18699/VJ20.607.
23. Каталог сортов. Федеральный исследовательский центр Тюменского научного центра СО РАН, НИИСХ Северного Зауралья. Тюмень: Печатник, 2021. 80 с.
24. Остапенко А. В., Тоболова Г. В. Применение метода электрофореза проламинов овса для определения гибридной природы зёрен F1 // Вестник КрасГАУ. 2017. № 2 (125). С. 14–21.
