Научная статья на тему 'Поширеність алелів гена HvITR1, що кодує інгібітор трипсину CMe (BTI-CMe), пов’язаний із колоїдальною стабільністю пива, у зареєстрованих в Україні сортах ячменю'

Поширеність алелів гена HvITR1, що кодує інгібітор трипсину CMe (BTI-CMe), пов’язаний із колоїдальною стабільністю пива, у зареєстрованих в Україні сортах ячменю Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
127
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Biotechnologia Acta
CAS
Область наук
Ключевые слова
біотехнологія ячменю / помутніння пива / СМе-протеїн / биотехнология ячменя / помутнение пива / СМе-протеин / СМе protein / barley biotechnology / haze beer

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — А І. Степаненко, Б В. Моргун, О В. Степаненко, С С. Поліщук, О І. Рибалка

Выполнен биотехнологический анализ современных сортов ячменя отечественной и зарубежной селекции для выявления ценных SE-ve генотипов. Идентификация аллельного состояния гена проведена у 109 сортов ячменя с помощью разработанных мультиплексных ПЦР для SNAP-системы молекулярных маркеров. Среди исследованных сортов аллель SE+ve обнаружен в 75 сортах ячменя, аллель SE-ve — у остальных сортов. Гетерогенными (+/-) оказались 6 образцов, в которых найдены оба аллеля: SE+ve и SE-ve. Полученные результаты по сравнению с данными Государственного реестра сортов растений, пригодных для распространения в Украине, показали, что 8 сортов, указанных как фуражные, несут аллель SE+ve и ни один из них не несет аллель SE-ve. Из 38 сортов, качество которых было определено как пригодное для пивоварения, 19 содержат аллель SE+ve, остальные — аллель SE-ve. Результаты проведенного анализа коллекции сортов ячменя по аллельному составу гена HvITR1 имеют важное технологическое значение как для подбора пар для селекции сортов пивоваренного направления, элитных растений в селекционных популяциях, так и для объективной оценки партий зерна, предназначенных для изготовления качественных и стабильных при хранении напитков.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DISTRIBUTION OF ALLELES OF HvITR1 GENE ENCODING CMe (BTI-CMe) TRYPSIN INHIBITOR WHICH RELATED WITH COLLOIDAL STABILITY OF BEER AMONG BARLEY VARIETIES REGISTERED IN UKRAINE

The biotechnological analysis of modern barley varieties of national and foreign origin for the presence of valuable SE-ve genotypes was done. Identification of the allelic status of the gene was performed among 109 barley samples using the developed multiplex PCR system for SNAP molecular markers. Among the studied varieties SE+ve allele was identified in 75 barley samples and the other contained SE-ve allele. 6 samples which revealed both alleles SE+ve and SE-ve were heterogeneous (+/-). The obtained results were compared with the data of the State register of plant varieties suitable for dissemination in Ukraine and showed that 8 samples referred to as forage, contained SE+ve allele and none of them were SE-ve allele. Of 38 varieties, which quality was identified as suitable for brewing, 19 contained SE+ve allele, the rest — allele SE-ve. The results of performed analysis of the spring barley collection for allelic composition of HvITR1 gene are of great practical importance as for the correct selection of mating pairs for malting breeding, for the selection of elite plants in breeding populations, or evaluation of barley seeds for beverage brewing purposes.

Текст научной работы на тему «Поширеність алелів гена HvITR1, що кодує інгібітор трипсину CMe (BTI-CMe), пов’язаний із колоїдальною стабільністю пива, у зареєстрованих в Україні сортах ячменю»

Experimental articles

УДК 577.21+633.16+663.421+544.475

ПОШИРЕНІСТЬ АЛЕЛІВ ГЕНА HvITRl, ЩО КОДУЄ ІНГІБІТОР ТРИПСИНУ CMe (BTI-CMe), ПОВ’ЯЗАНИЙ ІЗ КОЛОЇДАЛЬНОЮ СТАБІЛЬНІСТЮ ПИВА,

У ЗАРЕЄСТРОВАНИХ В УКРАЇНІ СОРТАХ ЯЧМЕНЮ

А. І. Степаненко1 Б. В. Моргун1 О. В. Степаненко1 С. С. Поліщук2 О. І. Рибалка2

1Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Київ

2Селекційно-генетичний інститут — Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення НААН України, Одеса

E-mail: [email protected]

Отримано 21.07.2014

Виконано біотехнологічний аналіз сучасних сортів ячменю вітчизняної та зарубіжної селекції для виявлення цінних SE-ve генотипів. Ідентифікацію алельного стану гена проведено у 109 сортах ячменю за допомогою розроблених мультиплексных ПЛР для SNAP-системи молекулярних маркерів. Серед досліджених сортів алель SE+ve виявлено у 75 сортів ячменю, алель SE-ve — у решти сортів. Гетерогенними (+/-) виявилися 6 зразків, у яких знайдено обидва алелі: SE+ve та SE-ve. Одержані результати порівняно з даними Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні, показали, що 8 сортів, зазначених як фуражні, несуть алель SE+ve і жоден з них не несе алель SE-ve. Із 38 сортів, якість яких було визначено як придатну для пивоваріння, 19 містять алель SE+ve, решта — алель SE-ve.

Результати проведеного аналізу колекції сортів ячменю за алельним складом гена HvITR1 мають важливе технологічне значення як за добору пар для селекції сортів пивоварного напряму, елітних рослин у селекційних популяціях, так і для об’єктивної оцінки партій зерна, призначених для виготовлення якісних та стабільних під час зберігання напоїв.

Ключові слова: біотехнологія ячменю, помутніння пива, СМе-протеїн.

Здатність пива до помутніння є важливою ознакою готового продукту, що зумовлюється наявністю СМе-протеїну, синтез якого контролює ген HvITR1. Цей ген має два алелі — активний SE+ve, що продукує СМе-протеїн, і неактивний SE-ve, який не транскрибується. Утворення осаду в процесі зберігання пива відбувається внаслідок порушення його колоїдальної стабільності і є ознакою старіння напою або його забруднення. Відомі кілька чинників, що здатні впливати на колоїдальну стабільність пива. Одним з найпоширеніших є взаємодія між протеїнами з високим вмістом проліну та поліфенолами. Серед протеїнів, які найчастіше беруть участь у формуванні осаду в пиві, є протеїни з родини СМ-протеїнів. Вони отримали свою назву через здатність екстрагуватися з ендосперму сумішшю розчинників хлороформ: метанол (2:1 об’єм/об’єм) і трапляються в ендоспермі майже всіх дослідже-

них злаків. СМ-протеїни за своєю функцією належать до інгібіторів трипсину/а-аміла-зи. Найактивнішим серед СМ-інгібіторів трипсину ячменю є мономер СМе з молекулярною масою 13 кДа. Нуклеотидну послідовність гена інгібітора трипсину ячменю (ВТІ) було секвеновано і за послідовністю амінокислот ідентифіковано як СМе-про-теїн. Ген, що кодує СМе-протеїн, локалізований у хромосомі 3Н ячменю [1-3].

Цей ген, позначений символом HvITR1 (GenBank Accession X65875), має два алелі: активний SE+ve, що продукує СМе протеїн, і неактивний SE-ve, за якого не відбувається біосинтез СМе-протеїну [2]. Очевидно, що сорт ячменю пивоварного використання має містити алель SE-ve і бути вільним від СМе-протеїну як фактора, який спричинює погіршення якості пива в процесі його зберігання. Було показано, що більшість сортів австралійської та світової селекції ячменю

75

BIOTECHNOLOGIA ACTA, V. 7, No 6, 2014

несуть алель SE+ve (близько 83%) [4]. Зручним біотехнологічним інструментом для контролю алельного стану гена HvITRl є система молекулярних маркерів, які базуються на мультиплексних полімеразних ланцюгових реакціях (ПЛР).

В Україні в процесі селекції ячменю ані за добору пар для схрещування, ані за добору елітних рослин у селекційних популяціях не контролюються основні показники пивоварної якості, зокрема відсутній контроль генетичних факторів, які спричиняють помутніння пива під час його зберігання. Враховуючи критично важливе значення цієї ознаки при створенні нових сортів пивоварного ячменю, необхідно знати характеристики генотипів за алелями гена HvITRl. Тому метою роботи було впровадити системи молекулярних маркерів для генотипування алелів SE-ve та SE+ve і дослідити їх поширеність серед сортів колекції ярого ячменю, комерціалізованих в Україні.

Матеріали і методи

Колекцію зразків ярого ячменю в досліді було представлено сортами селекції Селекційно-генетичного інституту — Національного центру насіннєзнавства та сортовивчен-ня НААН України, занесеними у Держре-єстр сортів рослин України, сортами і сор-тозразками зарубіжної селекції; дослідними зразками голозерного ячменю відділу генетичних основ селекції СГІ НЦНС НААНУ.

Вивчення алельного стану гена HvITRl проведено за допомогою SNAP-(Single-Nucleotide Amplified Polymorphism) маркерів, які є зручним та надійним інструментом дослідження [3]. Як внутрішній контроль обрано ген домашнього господарства — Barley glyceraldehyde-3-hosphate dehydrogenase (GenBank Accession M36650.1).

Виділення загальної ДНК 109 сортозраз-ків ячменю здійснено методом з використанням ЦТАБ-буфера з незначними модифікаціями [5].

Реакційні суміші включали: по 0,5 мкМ форвардного та реверсного праймерів, 2 мкл буфера для ПЛР 10xDreamTaq™ Green Buffer (Thermo Scientific), 0,2 мМ кожного дезоксирибонуклеоти д-3-фосфату (Thermo Scientific), 1 од. полімерази DreamTaq™ DNA Polymerase (Thermo Scientific), 30 нг сумарної рослинної ДНК, деіонізовану воду Milli-Q (Millipore) до кінцевого об’єму 20 мкл.

Для ПЛР з праймерами до послідовності гена G3PDH ячменю (з метою перевірки якості виділеної ДНК) застосовували прайме-ри: TaG3PDHF, 5'-CAACG-CTAGC-TGCAC-CACTA-ACT-3'; TaG3PDHR, 5'-ACTCC-TCCTT-GATAG-CAGCC-TT-3' [6]. Для реакції використовували 30 нг ДНК. Режим ампліфікації: денатурація 94 °С — 3 хв, 34 цикли 94 °С — денатурація 30 с, 57 °С — реасоціація 30 с, 72 °С — елонгація 24 с, завершальна елонгація 72 °С — 5 хв.

Для ПЛР на послідовність гена HvITRl використовували дві реакції: а) праймери: форвардний — 5'-CAACT-AACAG-AAAGT-CAGAA-AGCAC-3'; реверсний — 5'-AGGGC-AGTTG-GGCGAA-3' [3]; 30 нг загальної ДНК. Режим ампліфікації: денатурація

94 °С — 3 хв, 34 цикли 94 °С — денатурація 30 с, 61 °С — реасоціація 30 с, 72 °С — елонгація 30 с, завершальна елонгація 72 °С — 5 хв; б) праймери: форвардний — 5'-CAACT-AACAG-AAAGT-CAGAA-AGCAC-3'; реверсний — 5'-AGGGC-AGTTG-GGCGTA-3' [3]; 30 нг очищеної загальної ДНК. Режим ампліфікації: денатурація 94 °С — 3 хв, 34 цикли 94 °С — денатурація 30 с, 62 °С — ре-асоціація 30 с, 72 °С — елонгація 39 с, завершальна елонгація 72 °С — 5 хв.

Розділення отриманих фрагментів ДНК проведено за допомогою горизонтального електрофорезу в 1,2 % агарозному гелі у на-трійборатному буфері [7-8]. Візуалізацію результатів здійснено в УФ-світлі за допомогою фотосистеми Canon EOS 600D. У зразках SE+ve очікували амплікон 455 пар нуклео-тидів (п. н.) з праймерами SE-F i SE-R1 (набір 1). За наявності SE-ve алеля ПЛР з праймерами SE-F i SE-R2 (набір 2) спостерігали амплікон такої самої довжини, 455 п. н., за рахунок SNAP- маркерів.

З метою дослідження було розроблено мультиплексні ПЛР із праймерами набору 1 або 2 у поєднанні із праймерами до послідовності референтного гена G3PDH ячменю.

Результати та обговорення

Визначення якості виділення ДНК здійснено шляхом поставлення ПЛР на послідовність гена G3PDH. Типові результати цієї контрольної ампліфікації наведено на рис. 1.

У разі одержання позитивного сигналу на даний референтний ген виявляли алельні варіанти гена HvITRl. Попередній підбір умов реакції проведено за

76

Experimental articles

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -С М

604

п.н

564

п.н

Рис. 1. Електрофореграма продуктів ампліфікації ДНК праймерами TaG3PDHF/ TaG3PDHR:

1 — Розаліна; 2 — Хадар; 3 — Beatri.se; 4 — Клер; 5 — Модерн; 6 — Еней; 7 — Gainer; 8 — Козацький; 9 — Ахілес; 10 — Ковзан; 11 — Bojos;

-С — негативний контроль;

М — маркер молекулярної маси ДНК бактеріофага A,/HindIH

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 М ------ --------------------------__

455 п.н

564 п.н

Рис. 2. Електрофореграма продуктів ампліфікації ДНК з праймерами SE-F i SE-R1:

1 — Candle; 2 — Хадар; 3 — Розаліна; 4 — Клер; 5 — Модерн; 6 — Еней; 7 — Gainer;

8 — Козацький; 9 — Ахілес; 10 — Ковзан;

11 — Danuta; М — маркер молекулярної маси ДНК бактеріофага A,/HindIH

Рис. 3. Електрофореграма продуктів ампліфікації ДНК з праймерами SE-F і SE-R2:

1 — Candle; 2 — Хадар; 3 — Розаліна; 4 — Клер; 5 — Модерн; 6 — Еней; 7 — Gainer;

8 — Козацький; 9 — Ахілес; 10 — Ковзан;

11 — Danuta; М — маркер молекулярної маси ДНК бактеріофага A,/HindIH

допомогою уніплексної реакції з використанням двох наборів праймерів. Результати типової ампліфікації з праймерами SE-F i SE-R1 подано на рис. 2.

Результати типової ампліфікації з праймерами SE-F i SE-R2 подано на рис. 3.

Для сортів SE+ve спостерігали наявність амплікона 455 п. н. з використанням першого набору праймерів, а для SE-ve — другого. Для гетерогенних сортів очікувані ампліко-ни було ідентифіковано в обох реакціях.

З метою інтенсифікації процесу визначення алельних варіантів та для уникнення хибно-негативних результатів ПЛР було розроблено дві мультиплексні реакції з праймерами наборів 1 і 2 відповідно із залученням праймерів до референтного гена G3PDH. Результати типових ампліфікацій наведено на рис. 4.

У таблиці подано результати дослідження 109 сортів і селекційних зразків ярого ячменю. Серед них алель SE+ve ідентифіковано у 75 зразків, алель SE-ve — у решти. Шість зразків виявилися гетерогенними (+/-), у яких знайдено обидва алелі — SE+ve та SE-ve. Частка зразків ячменю з алелем SE+ve становить 75%, або 3/4 від загальної чисельності сортів дослідженої колекції. Це означає, що зразки ячменю з алелем SE+ve є потенційно непридатними для використання як сировини для солодування і пивоваріння, оскільки містять СМе- протеїн як фактор ризику погіршення якості пива під час його зберігання. Ці результати, порівняно з даними Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні у 2013 р. [9], виявили, що 8 сортів, зазначених як фуражні, несуть алель SE+ve і жоден з них не несе алель SE-ve. 19 сортів, якість яких було визначено як пивоварну, містять алель SE+ve, а 19 сортів — алель SE-ve.

Домінування алеля SE+ve серед сортів ярого ячменю в Україні не є несподіваним, оскільки, як було зазначено вище, цілеспрямованої селекції сортів ячменю пивоварного напряму технологічного використання зерна в Україні практично немає.

Результати аналізу колекції сортів ярого ячменю за алельним складом гена HvITR1 мають важливе технологічне значення як за добору пар для схрещування, селекції сортів пивоварного напряму, елітних рослин у селекційних популяціях, так і вибору партій зерна ячменю для виготовлення якісних, стабільних у зберіганні напоїв. Контроль присутності алеля SE+ve в елітних рослин має критичне значення, оскільки його експресія створює ризик помутніння пива під

77

BIOTECHNOLOGIA ACTA, V. 7, No 6, 2014

Рис. 4. Електрофореграма продуктів ампліфікації ДНК з використанням мультиплексної ПЛР:

1, 3, 5 — сорти ячменю типу SE-ve; 2, 4 — сорти ячменю типу SE+ve. Для набору 1: 6 — позитивний контроль, сорт ячменю типу SE+ve; 7 — позитивний контроль, сорт ячменю типу SE-ve; для набору 2:

6 — позитивний контроль, сорт ячменю типу SE-ve; 7 — позитивний контроль, сорт ячменю типу SE+ve. К — негативний контроль; М — маркер молекулярної маси, GeneRuler™ DNA Ladder Mix

Алелі SE+ve та SE-ve у сортах ярого ячменю

№ Зразок Країна походження SE (ген HvITRl)* Потенційне використання відповідно до Держреєстру [9]

1 Annabell Німеччина - пв

2 Bellona Німеччина +/- -

3 Claire Німеччина + пв

4 Danuta Німеччина - пв

5 JB Maltasia Німеччина - пв

6 Jenifer Німеччина - пв

7 Jenifer (Київ) Німеччина + пв

8 KBC Aliciana Німеччина - пв

9 Ksanady Німеччина + пв

10 Marthe Німеччина + фж

11 Shakira Німеччина + пв

12 Енріке Німеччина - пв

13 КВС Бамбіна Німеччина - пв

78

Experimental articles

№ Зразок Країна походження SE (ген HvITRl)* Потенційне використання відповідно до Держреєстру [9]

14 Розаліна Німеччина - пв

15 Alamo Канада + -

16 Candle Канада + -

17 Gainer Канада - -

18 McGwire Канада - -

19 Golden Promise Великобританія + -

20 Golden Promise Тр 2х5 Великобританія + -

21 Golden Promise Тр 3 у10 Великобританія + -

22 Golden Promise Тр 4х5 +у10 Великобританія + -

23 Kristalia Великобританія + пв

24 Квенч Великобританія + пв

25 Beatrise Данія + пв

26 Дала Франція + -

27 Bojos Чехія + пв

28 Malz Чехія + -

29 Kangoo Нідерланди + -

30 Henley Австралія + -

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

31 Daura н/в + -

32 Philadelphia н/в - -

33 Hordeum vulgare var. trifurcatum Україна + -

34 Адепт Україна + фж

35 Ахілес Україна + -

36 Ахілес №40 Україна + -

37 Вакула Україна + пв

38 Вестнік Україна - -

39 Водограй Україна + пв

40 Воєвода Україна - пв

41 Воєвода’ Україна - пв

42 Всесвіт Україна + пв

43 Галактик Україна + пв

44 Галатея Україна - -

45 Галичин Україна + -

46 Гамбрінус Україна + -

47 Геліос Україна + пв

48 Геліос’ Україна + пв

49 Геліос 1 Україна + пв

50 Гетьман Україна - пв

51 Дерибас Україна + -

52 Дружба Україна +/- -

53 Едем Україна + -

54 Еней Україна - пв

55 Еней’ Україна - пв

56 Еней 1 Україна + пв

79

BIOTECHNOLOGIA ACTA, V. 7, No 6, 2014

№ Зразок Країна походження SE (ген HvITRl)* Потенційне використання відповідно до Держреєстру [9]

57 Зоряний Україна - пв

58 Ілот Україна + фж

59 Ітиль Україна +/- -

60 Казковий Україна + -

61 Ковзан Україна - пв

62 Козацький Україна + фж

63 Командор Україна - пв

64 Командор’ Україна - пв

65 Лука Україна + -

66 Лука’ Україна + -

67 Медікум 46 Україна - -

68 Модерн Україна + фж

69 Модерн (Київ) Україна + фж

70 Незалежний Україна + -

71 Нутанс 106 Україна + -

72 Нутанс 244 Україна + -

73 Нутанс 518 Україна - -

74 Нутанс 778 Україна + -

75 Оболонь Україна + -

76 Одеський 100 Україна +/- -

77 Одеський 111 Україна +/- -

78 Одеський 115 Україна + -

79 Одеський 131 Україна + -

80 Одеський 14 Україна + -

81 Одеський 151 Україна + -

82 Одеський 18 Україна + -

83 Одеський 36 Україна + -

84 Одеський 69 Україна +/- -

85 Одеський 70 Україна + -

86 Одеський 82 Україна + -

87 Одеський 9 Україна + -

88 Палідум 107 Україна + -

89 Палідум 32 Україна - -

90 Первенець Україна + -

91 Переможний Україна + -

92 Південний Україна + пв

93 Прерія Україна + -

94 Престиж Україна + -

95 Романтик Україна + -

96 Рось Україна + -

97 Святогор Україна - пв

98 Святогор’ Україна - пв

99 Селеніт Україна + пв

100 Славутич Україна + -

101 Сталкер Україна + фж

80

Experimental articles

№ Зразок Країна походження SE (ген HvITRl)* Потенційне використання відповідно до Держреєстру [9]

102 Степовий Україна + -

103 Тайфун Україна + -

104 Хадар Україна + фж

105 Чарівний Україна + -

106 Чорноморець Україна +/- -

107 Чудовий Україна + -

108 Южный Україна + -

109 Юкатан Україна + пв

Примітка: * — у колонці «SE»: «+» — SE+ve; «-» — SE-ve; «+/-тестування проведено принаймні двічі.

** — у колонці «Зразок» місто походження матеріалу для зразків зразків — Одеса.

*** — у колонці «Країна походження»: «н/в» — не визначено; у колонці «Потенційне використання»: «пв» — пивоварний, «фж» — фуражний.

> — наявні обидва алелі. ПЛР-№№7 і 69 — Київ, для решти

час зберігання навіть за умов, якщо всі інші показники пивоварної якості зразка ячменю в нормі. За добору пар для схрещування з метою селекції сортів пивоварного ячменю важливо, щоб обидві батьківські форми (або принаймні одна з них) містили алель SE-ve. Присутність алеля SE+ve не є бажа-

REFERENCES

1. Paz-Ares J., Hernandez-Lucas C., Salcedo G., Aragoncillo C., Ponz F., Garcia-Olmedo F. The CM-proteins from cereal endosperm: immunochemical relationships. J. Exp. Bot. 1983, 34(4), 388-395.

2. Ye L., Huang L, Huang Y, Wu D., Hu H, Li C, Zhang G. Haze activity of different barley trypsin inhibitors of the chloroform/methanol type (BTI-CMe). Food Chem. 2014, V. 165, P. 175-180.

3. Ye L., Dai F., Qiu L., Sun D., Zhang G. Allelic diversity of a beer haze active protein gene in cultivated and Tibetan wild barley and development of allelic specific markers. J. Agric. Food Chem. 2011, V. 59, P. 7218-7223.

4. Robinson L., Healy P, Stewart D., Eglinton J. K, Ford C. M., Evans D. E. The identification of a barley haze active protein that influences beer haze stability: the genetic basis of a barley malt haze active protein. J. Cereal Sci. 2007, V. 45, P. 335-342.

ною у сортів ячменю харчового та кормового напрямів використання зерна, оскільки СМе-протеїн належить до класу інгібіторів трипсину/а-амілази, які є ключовими ензимами травного тракту кишечника людини і тварин.

5. Murray M., Thompson W. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA. Nucl. Acids Res. 1980, 8(19), 4321-4325.

6. Kim Y.-Y., Kim D.-Y., Shim D., Song W.-Y., Lee J., Schroeder J. I., Kim S., Moran N., Lee Y. Expression of the novel wheat gene TM20 confers enhanced cadmium tolerance to bakers’ yeast. J. Biol. Chem. 2008, 283(23), 15893-15902.

7. Brody J., Kern S. History and principles of conductive media for standard DNA electrophoresis. Anal. Biochem. 2004, V. 333, P. 1-13.

8. Singhal H., Ren Y. R., Kern S. E. Improved DNA electrophoresis in conditions favoring polyborates and Lewis acid complexation. PLoS One. 2010, 5(6), e11318, 1-6.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. State Register of Plant Varieties Suitable for Distribution in Ukraine in 2013. — Kyiv: Ukrainian Institute for Plant Variety Examination. 2013. P. 30-37.

81

BIOTECHNOLOGIA ACTA, V. 7, No 6, 2014

РАСПРОСТРАНЕНИЕ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНА HvITRl, КОДИРУЮЩЕГО ИНГИБИТОР ТРИПСИНА CMe (BTI-CMe), СВЯЗАННЫЙ С КОЛЛОИДАЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ ПИВА, СРЕДИ ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫХ В УКРАИНЕ СОРТОВ ЯЧМЕНЯ

А. И. Степаненко1 Б. В. Моргун1 Е. В. Степаненко1 С. С. Полищук2 О. И. Рыбалка2

1Институт клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины, Киев 2Селекционно-генетический институт — Национальный центр семеноведения и сортоизучения НААН Украины, Одесса

E-mail: [email protected]

Выполнен биотехнологический анализ современных сортов ячменя отечественной и зарубежной селекции для выявления ценных SE-ve генотипов. Идентификация аллельного состояния гена проведена у 109 сортов ячменя с помощью разработанных мультиплексных ПЦР для SNAP-системы молекулярных маркеров. Среди исследованных сортов аллель SE+ve обнаружен в 75 сортах ячменя, аллель SE-ve — у остальных сортов. Гетерогенными (+/-) оказались 6 образцов, в которых найдены оба аллеля: SE+ve и SE-ve. Полученные результаты по сравнению с данными Государственного реестра сортов растений, пригодных для распространения в Украине, показали, что 8 сортов, указанных как фуражные, несут аллель SE+ve и ни один из них не несет аллель SE-ve. Из 38 сортов, качество которых было определено как пригодное для пивоварения, 19 содержат аллель SE+ve, остальные — аллель SE-ve. Результаты проведенного анализа коллекции сортов ячменя по аллельному составу гена HvITR1 имеют важное технологическое значение как для подбора пар для селекции сортов пивоваренного направления, элитных растений в селекционных популяциях, так и для объективной оценки партий зерна, предназначенных для изготовления качественных и стабильных при хранении напитков.

Ключевые слова: биотехнология ячменя, помутнение пива, СМе-протеин.

DISTRIBUTION OF ALLELES OF HvITRl GENE ENCODING CMe (BTI-CMe) TRYPSIN INHIBITOR WHICH RELATED WITH COLLOIDAL STABILITY OF BEER AMONG BARLEY VARIETIES REGISTERED IN UKRAINE

А. I. Stepanenko1 B. V. Morgun1 O. V. Stepanenko1

S. S. Polishchuk2 O. I. Rybalka2

institute of Cell Biology and Genetic Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv 2The Plant Breeding and Genetics Institute — National Center of Seed and Cultivar Investigation of the National Academy of Agricultural Sciences, Odesa, Ukraine

E-mail: [email protected]

The biotechnological analysis of modern barley varieties of national and foreign origin for the presence of valuable SE-ve genotypes was done. Identification of the allelic status of the gene was performed among 109 barley samples using the developed multiplex PCR system for SNAP molecular markers. Among the studied varieties SE+ve allele was identified in 75 barley samples and the other contained SE-ve allele. 6 samples which revealed both alleles SE+ve and SE-ve were heterogeneous (+/-).

The obtained results were compared with the data of the State register of plant varieties suitable for dissemination in Ukraine and showed that 8 samples referred to as forage, contained SE+ve allele and none of them were SE-ve allele. Of 38 varieties, which quality was identified as suitable for brewing, 19 contained SE+ve allele, the rest — allele SE-ve. The results of performed analysis of the spring barley collection for allelic composition of HvITR1 gene are of great practical importance as for the correct selection of mating pairs for malting breeding, for the selection of elite plants in breeding populations, or evaluation of barley seeds for beverage brewing purposes.

Key words: barley biotechnology, haze beer, СМе protein.

82

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.