Współdziałanie genomów pszenicy Chinese Spring i linii wsobnych żyta w pszenżycie na przykładzie ekspresji genów kodujących prolaminy ziarniaków
Jerzy Drzewiecki
j.drzewiecki@ihar.edu.plZakład Nasiennictwa i Nasionoznawstwa Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie (Poland)
Natalia D. Tikhenko
Oddział Instytutu Genetyki Rosyjskiej Akademii Nauk im. N.I Wawiłowa, Sankt-Petersburg, Rosja (Russian Federation)
Natalia V. Tsvetkova
Oddział Instytutu Genetyki Rosyjskiej Akademii Nauk im. N.I Wawiłowa, Sankt-Petersburg, Rosja (Russian Federation)
Abstrakt
W pszenżycie prolaminy najczęściej dziedziczą się kodominacyjnie, w obrazie białek znaleźć można wszystkie prążki gliadyn i sekalin, pochodzące od obu komponentów rodzicielskich- pszenicy i żyta. W rezultacie współdziałania genomów powstają także nowe jednostki polipeptydowe białka, może zachodzić zjawisko supresji (tłumienia) genów kodujących poszczególne polipeptydy prolamin. Dotychczas zjawisko interakcji między genomami pszenicy i żyta w pszenżycie, na przykładzie ekspresji genów kodujących prolaminy ziarniaków badano na bardzo ograniczonym w liczbie materiale, od jednego do trzech genotypów pszenżyta. W niniejszej pracy badano zjawisko interakcji między genomami pszenicy i żyta na przykładzie 39 mieszańców pierwotnego pszenżyta oktoploidalnego otrzymanych przez krzyżowanie pszenicy Chinese Spring z 39 liniami wsobnymi żyta z kolekcji Sankt-Petersburgskiego Oddziału Instytutu Genetyki Rosyjskiej Akademii Nauk im. N.I Wawiłowa w Sankt-Petersburgu. Wykonano rozdziały elektroforetyczne prolamin ziarniaków pszenicy Chinese Spring, linii wsobnych żyta i mieszańców pszenżyta w 7,5% żelu poliakrylan¬midowym, w pH 3,1. Obraz elektroforetyczny prolamin badanych materiałów składa się z czterech frakcji (stref) prążków α, β, γ i ω. Wszystkie badane ziarniaki pszenicy Chinese Spring charaktery¬zowały się identycznym elektroforegramem gliadyn, natomiast w przypadku linii wsobnych żyta jednolitość obrazu sekalin stwierdzono jedynie u 26 linii (z badanych 39). U 19 mieszańców pszenżyta (z badanych 39) znaleziono w obrazie prolamin nowe, nie występujące u form rodzicielskich prążki, pojawiające się zwykle w białkowej frakcji elektroforetycznej ω. U trzynastu mieszańców stwierdzono brak w elektroforegramie prolamin od jednego do kilku prążków sekalin linii wsobnej użytej do otrzymania danego mieszańca pszenżyta.
Słowa kluczowe:
elektroforeza, interakcja genomów, linie wsobne żyta, prolaminy, pszenica, pierwotne pszenżytoBibliografia
Brzeziński W. 2003. Wiadomości odmianoznawcze Katalog elektroforetyczny zarejestrowanych w Polsce odmian pszenicy, pszenżyta, jęczmienia i owsa. Zeszyt 78, Słupia Wielka.
Google Scholar
Carvalho V., Vegas W. 1996. Intergenomic interaction In wheat × rye hybrids non – additive expression of gliadins and isozymes. Triticale: Today and Tomorrow: 149 — 154. Kluwer Acad. Publ.
Google Scholar
Chen C. H., Bushuk W. 1969. Nature of proteins in Triticale and its parental species III. A comparison of their electrophoretical patterns. Can. J. Plant Sci. vol. 50: 25 — 30.
Google Scholar
Chen Z. J., Ni Z. 2006. Mechanisms of genomic rearrangements and gene expression changes in plant polyploids. BioEssays 28: 240 — 252.
Google Scholar
Cuchija T. 1978. Citologiczeskaja stabilnost’ triticale. Tritikale. Moskva, izdat. Kolos: 80 — 105.
Google Scholar
Devos R. M., Atkinson M. D., Chonoy C. N. 1993. Chromosomal rearrangements in the rye genome relative to that of wheat. Theor. Appl. Gen. 73: 197 — 208.
Google Scholar
Dragovicz A. Ju., Zima V. G., Fisenko L. A., Bespalova L. A., Bukreeva G. I., Mel’nikova E. E., Puchalskij V.A. 2006. Sopostavlenije dwuch suscestvujuscich katalogov allelej gliadinkodirujuscich lokusov u ozimoj mjagkoj pszenicy. Genetika, 42, 8: 1107 — 1116.
Google Scholar
Gruszecka D. 2004. Wpływ form rodzicielskich na skład frakcji protaminowej w ziarniakach roślin mieszańcowych pszenżyta. W: Krajewski P., Zwierzykowski Z., Kachlicki P. (red.). Genetyka w ulepszaniu roślin użytkowych, Instytut Genetyki Roślin PAN w Poznaniu: 413 — 419.
Google Scholar
Gruszecka D. 2005. Zarys Genetyki Zbóż. Pszenżyto, kukurydza i owies. Praca zbiorowa pod redakcją A.G. Górnego, IGR PAN, Poznań.
Google Scholar
Handbook of Variety Testing, Electrophoresis Testing. Ed. by ISTA, Zurich, 1992.
Google Scholar
Hristova J., Baeva R. 1972. Untersuchungen zur Natur der Proteinphänotypen bei Triticale. Z. Pflanzenzüchtg, vol. 67: 327 — 336.
Google Scholar
Jagadev P. N., Khanna V. K. 2002. A study of cross ability mechanism, isozyme analysis and organogenesis from wheat embryos in wheat — rye crosses. Proc. 5th Int. Triticale Symp. IHAR Radzików, Poland, I: 105 — 108.
Google Scholar
Konarev V. G. 2001. Morfogenez i molekuljarno-biologiczeskij analiz rastenij. Wyd. VIR, Sankt-Petersburg: 279.
Google Scholar
Łukaszewski A. J., Gustafson J. P. 1983. Translocations and modifications of chromosomes in triticale × wheat hybrids. Theor. Appl. Gen. 64: 239 — 248.
Google Scholar
Ma X. F., Fang G., Gustafson J. P. 2004. Polyploidization-induced genome variation in triticale. Genome 47: 839 — 848.
Google Scholar
Małuszyńska E. , Drzewiecki J. Łapiński B. 2001. Tożsamość nietypowych roślin pszenżyta na podstawie analizy elektroforetycznej i cytogenetycznej ziarniaków. Biul. IHAR 218/219: 251 — 259.
Google Scholar
Metakovsky E. V. 1991. Gliadin allele identification in common wheat. II. Catalogue of gliadin alleles in common wheat. J. Genet. Breed. 45: 325 — 344.
Google Scholar
Oettler G. Wehmann F. Utz H.F. 1991. Influence of wheat and rye parents on agronomic characters in primary hexaploid and octoploid triticale. Theor. Appl. Gen. 81: 401 — 405.
Google Scholar
Ozkan H., Levy A., Feldman M. 2001. Alloploidy-induced rapid genome evolution in the wheat (Aegilops-Triticum) group. Plant Cell 13: 1735 —1747.
Google Scholar
Rogalska S., Cybulska-Augustyniak J., Kalwinek A. 1991. Aneuploidy in Polish cultivars of winter triticale. Genet. Pol. 32, 1/2: 11 — 16.
Google Scholar
Rogalska S., Cybulska-Augustyniak J., Mikulski W. 1993. Otrzymywanie nowych genotypów triticale o dobrych właściwościach technologicznych. Biul. IHAR 187: 133 — 137.
Google Scholar
Rogalska S. M. 2005. Genome diversity of triticale (X Triticosecale Witt.) using the chromosome heterochromatin maker in plant genome: Biodiversity and Evolution. Sharma A. K., Sharma A. (ed.). Science Publ., Inc., Enfield USA 1, B: 179 — 194.
Google Scholar
Rogalska S., Achrem M., Kalinka A. 2007. Mechanizmy zmian genomowych i zmian w ekspresji genów w mieszańcowych poliploidach roślin. Kosmos Problemy Nauk Biologicznych. 56, 3–4: 421 — 433.
Google Scholar
Rozynek B., Gűnther T., Hesemann C-U. 1998. Gel electrophoretic investigations of prolamins in eu- and alloplasmatic octoploid primary triticale forms. Theor. Appl. Gen. 96: 46 — 51.
Google Scholar
Salina E. A., Numerova O. M., Ozkan H., Feldman M. 2004. Alteration in subtelomeric tandem repeats during early stages of alloploidy in wheat. Genome 47: 860 — 867.
Google Scholar
Schlegel R. 1996. Triticale: Today and Tomorrow: Kluwer Acad. Publ.: 21 — 31.
Google Scholar
Shaked H., Kashkush K., Ozkan H., Feldman M., Levy A. A. 2001. Sequence elimination and cytosine methylation are rapid and reproducible responses of the genome to wide hybridization and allopolyploids in wheat. Plant Cell 13: 1749 — 1759.
Google Scholar
Shewry P. R., Bradbery D., Franklin J., White R. P. 1984. The chromosomal locations and linkage relationships of the structural genes for the prolamin storage proteins (secalins) of rye. Theor. Appl. Gen. 69: 63 — 69.
Google Scholar
Somers D. J., Gustafson J. P., Filion J.P. 1992. The influence of the rye genome on expression of heat shock proteins in triticale. Theor. Appl. Gen. 83: 987 — 993.
Google Scholar
Stefanowska G. 1989. Zależność składu frakcji prolaminowej oktoploidalnego pszenżyta (X Triticale Wittmack) od form wyjściowych pszenicy (Triticum aestivum L.) i żyta (Secale cereale L.). Biul. IHAR 183: 95 — 98.
Google Scholar
Sozinov A. A. 1985. Polimorfizm belkov i jego znaczenie v genetike i selekcii. Nauka, Moskwa: 272 s.
Google Scholar
Tarkowski C., Gruszecka D., Stefanowska G., Makarska E. 1992. A comparison of prolamin fraction in the grains of triticale hybrids with wheat and rye. Genetica Polonica 33: 249 — 253.
Google Scholar
Tarkowski C. 1998. Biologiczno-genetyczne właściwości pszenżyta. Biul. IHAR 205/206: 133 — 135.
Google Scholar
Tikhenko N. D., Tsvetkova N. V., Voylokov A. V., 2003. The effect of parental genotypes of rye lines on the development of quantitative traits in primary octoploid triticale: Plant height. Genetika 39: 64 — 69.
Google Scholar
Voylokov A. V., Tikhenko N. D. 1998. Identification and localization of rye polymorphic genes specifically expressed in Triticale. Proc. 4th Int. Triticale Symp., Red Deer, Alberta, Canada 290 — 296.
Google Scholar
Voylokov A. V., Tikhenko N. D. 2002. Triticale as a model for study of genome interaction and genomic evolution in allopolyploid plants. Proc. 5th Int. Triticale Symp. IHAR Radzików, Poland, I: 63 — 70.
Google Scholar
Waga J. Syntetyczna metoda klasyfikacji białek gliadynowych. 2000. Biul. IHAR 215: 35 — 60.
Google Scholar
Autorzy
Jerzy Drzewieckij.drzewiecki@ihar.edu.pl
Zakład Nasiennictwa i Nasionoznawstwa Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie Poland
Autorzy
Natalia D. TikhenkoOddział Instytutu Genetyki Rosyjskiej Akademii Nauk im. N.I Wawiłowa, Sankt-Petersburg, Rosja Russian Federation
Autorzy
Natalia V. TsvetkovaOddział Instytutu Genetyki Rosyjskiej Akademii Nauk im. N.I Wawiłowa, Sankt-Petersburg, Rosja Russian Federation
Statystyki
Abstract views: 53PDF downloads: 21
Licencja
Prawa autorskie (c) 2008 Jerzy Drzewiecki, Natalia D. Tikhenko, Natalia V. Tsvetkova
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
Inne teksty tego samego autora
- Jerzy Drzewiecki, Adam Mrówczyński, Weryfikacja elektroforetyczna tożsamości roślin nietypowych pszenżyta ozimego z poletek kontroli następczej w Stacji Doświadczalnej Oceny Odmian w Zybiszowie , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 254 (2009): Wydanie regularne
