Проекты

Популяционно-генетический анализ высокомолекулярных глютенинов яровой тритикале сорта Тимирязевская 42

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Агротехнологии. Селекция и семеноводство»

Направление работы: Генетика, Агротехнологии
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1598
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Тритикале (×Triticosecale Wittm.) – новая сельскохозяйственная культура семейства Мятликовые, являющаяся амфидиплоидом пшеницы и ржи. Начиная с 60-х годов прошлого столетия тритикале находит широкое применение в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности. В культуре чаще всего используются вторичные гексаплоидные тритикале (2n=42).

В работе было изучено аллельное состояние локусов, отвечающих за синтез высокомолекулярных глютенинов у яровой тритикале сорта Тимирязевская 42. 

Цель

Изучить аллельный состав высокомолекулярных глютенинов у яровой тритикале сорта Тимирязевская 42.

Задачи

1. Ознакомиться с техникой экстракции глютенинов из зерновок тритикале.

2. Ознакомиться с методикой фракционирования высокомолекулярных субъединиц глютенинов тритикале при помощи электрофореза в ПААГ в присутствии додецилсульфата натрия.

3. Оценить разнообразие субъединиц высокомолекулярных глютенинов.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Камера для вертикального электрофореза белков BioRad Protean XL
  • Центрифуга Eppendorf Minispin
  • Твердотельный термостат ДНК-Технологии ГНОМ
  • Дозаторы одноканальные переменного объёма Ленпипет на 10-100 мкл и 100-1000 мкл

Описание

Гипотеза: успех сорта яровой тритикале Тимирязевская 42 заключается в его многобиотипности. Для большинства сортов самоопыляемых культур, к которым относится и тритикале, характерно наличие в генофонде сорта только одного биотипа. Однако сорта, состоящие из нескольких биотипов, проявляют большую экологическую пластичность и лучше приспосабливаются к различным условиям выращивания.

Запасные белки зерна являются надёжными генетическими маркерами и широко применяются для идентификации сортов многих культур.  Особое значение среди запасных белков имеют глютенины.  Глютенины очень разнообразны, и композиционный состав этой белковой фракции позволяет безошибочно идентифицировать межсортовые и внутрисортовые отличия растений друг от друга.

Одним из основных методов изучения разнообразия запасных белков является электрофорез в полиакриламидном геле с использованием додецилсульфата натрия (SDS-PAGE).

Сорт яровой гексаплоидной тритикале Тимирязевская 42 сочетает в себе высокую урожайность и устойчивость к биотическим и абиотическим факторам. По предварительным данным Государственного сортоиспытания этот сорт превосходит по урожайности сорта-стандарты в большинстве регионов Российской Федерации, где он был испытан.

В ходе работы глютенины экстрагировали из измельчённых зерновок тритикале сорта Тимирязевская 42 по методике Singh et al., 1991. Затем проводили фракционирование глютенинов в 12,8% полиакриламидном геле при постоянной силе тока 16 мА в течение 20 часов с использованием Трис-глицинового электродного буфера. Полученные гели окрашивали раствором Coomassi R-250 с последующим обесцвечиванием в растворе этилового спирта (3 части) и уксусной кислоты (1 часть).

Результаты вертикального электрофореза

1 – мягкая пшеница Лада (стандарт)
8 – мягкая пшеница Chinese Spring (стандарт)
2–7, 9–15 – тритикале Тимирязевская 42

Результаты работы/выводы

В результате исследования установлено, что сорт яровой тритикале Тимирязевская 42 является многобиотипным, вероятнее всего, именно этим обстоятельством обеспечивается успех этого сорта в разнообразных по почвенно-климатическим условиям регионах России.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии