RUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesRUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство2312-797X2312-7988Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba1807910.22363/2312-797X-2018-13-1-14-25Crop productionРастениеводствоResearch ArticleSpecificity of combinations of qualitative and quantitative characteristics of glucovine in genotypes of allocytoplasmatic spruce wheat with allel of wild type Wx-B1aСпецифика сочетаний качественных и количественных характеристик клейковины у генотипов аллоцитоплазматической яровой пшеницы с аллелем Wx-B1aSemenovO GСеменовОлег Григорьевич

кандидат биологических наук, профессор департамента техносферной безопасности Аграрно-технологического института Российского университета дружбы народов

semenov_og@rudn.universityDivashurM GДивашукМихаил Георгиевич

кандидат биологических наук, доцент Центра молекулярной биотехнологии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева

genetics@timacad.ruHaitembuGerhard ShangeshapwakoХайтембуГерхард Шангешапувако

кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник лаборатории аналитических услуг и разработки продуктов (отдел биотехнологии) Министерства сельского, водного и лесного хозяйства. Виндхук. Намибия

g.haitembu@yahoo.comPlushikovV GПлющиковВадим Геннадьевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, директор Аграрно-технологического института Российского университета дружбы народов

plyuschikov_vg@rudn.universityHupacariaT IХупацарияТитико Ипполитович

кандидат биологических наук, профессор кафедры генетики, биотехнологии, селекции и семеноводства РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева

genetics@timacad.ruVvedenskiyV VВведенскийВалентин Валентинович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, директор агробиотехнологического департамента Аграрно-технологического института Российского университета дружбы народов

vvedensky_vv@rudn.universityPochtovyyA AПочтовыйАндрей Андреевич

аспирант биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

genetics@timacad.ruРeoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)Российский университет дружбы народовRussian State Agrarian UniversityРоссийский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. ТимирязеваAll-Russia Research Institute of Agricultural BiotechnologyВсероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологииMinistry of Agriculture, Water and ForestryМинистерство сельского, водного и лесного хозяйстваLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова15122018131VOL 13, NO1 (2018)ТОМ 13, №1 (2018)142522032018Copyright ©; 2018, Semenov O.G., Divashur M.G., Haitembu G.S., Plushikov V.G., Hupacaria T.I., Vvedenskiy V.V., Pochtovyy A.A.Copyright ©; 2018, Семенов О.Г., Дивашук М.Г., Хайтембу Г.Ш., Плющиков В.Г., Хупацария Т.И., Введенский В.В., Почтовый А.А.2018Semenov O.G., Divashur M.G., Haitembu G.S., Plushikov V.G., Hupacaria T.I., Vvedenskiy V.V., Pochtovyy A.A.Семенов О.Г., Дивашук М.Г., Хайтембу Г.Ш., Плющиков В.Г., Хупацария Т.И., Введенский В.В., Почтовый А.А.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://agrojournal.rudn.ru/agronomy/article/view/18079

As a result of screening of the allelic composition of genes associated with baking properties, a significant genotypic variety of forms of allocytoplasmic spring wheat (ATSGG) from the ATI PFUR collection was established. In addition to the altered forms, 15 genotypes were isolated as a result of recombinations and introgression, in the genome of which the presence of a allel of wild type Wx-B1a (primer 4F / 4R) was detected. Analysis of the content and quality of gluten in these forms of ACPG made it possible to differentiate these genotypes according to their functional characteristics, which are related to baking properties. The amplitude of the differences in the genotypes of the ACPG in terms of the mass fraction of gluten is from 21.7% to 37.8%, the quality of gluten according to the IDK parameters in the majority of the studied genotypes of the I-st group. The genotypes of the category of strong wheat are of particular value: No. 24 (cytoplasm T. timopheevii), in which the mass fraction of gluten is 37.8% (class of super-strong wheat), and also genotypes of the 1st class, in which the gluten content is not less than 32%, and the quality of gluten is not lower than the I-st group (IDK - 43-77 units.). These are genotypes No. 25 (the cytoplasm of T. timopheevii) and No. 29 (the cytoplasm of T.aestivum L., as a result of backcrossing). To the category of strong wheat of the 2nd class (mass fraction of gluten is not lower than 28%, and the quality of gluten is the I-st group), four genotypes are classified. The category of valuable wheat of the 3rd class includes two genotypes, in which the mass fraction of gluten is not less than 25%. However, the quality of gluten in these genotypes is not II-th group, but higher - it corresponds to the I-st group. Genotypes with a specific combination of the mass fraction of gluten characteristic of strong and valuable wheat, with the qualitative characteristics of gluten of the I-th group, expand the range of their intended use in the production of bakery products.

В результате скрининга аллельного состава генов, связанных с хлебопекарными свойствами, установлено значительное генотипическое разнообразие форм аллоцитоплазматической яровой пшеницы (АЦПГ) из коллекции АТИ РУДН. Кроме измененных форм в результате рекомбинаций и интрогрессии выделено 15 генотипов, в геноме которых обнаружено наличие Wx-B1a («дикого» аллеля) - с помощью праймеров 4F/4R. Анализ содержания и качества клейковины у этих форм АЦПГ позволил дифференцировать эти генотипы по их функциональным характеристикам, которые связаны с хлебопекарными свойствами. Амплитуда различий генотипов АЦПГ по величине массовой доли клейковины - от 21,7% до 37,8%, качество клейковины по показателям ИДК у большинства изучаемых генотипов I-й группы. Особую ценность представляют генотипы категории сильных пшениц, в частности № 24 (цитоплазма T. timopheevii ), у которого массовая доля клейковины 37,8% (класс сверхсильных пшениц), а также генотипы первого класса, у которых массовая доля клейковины не менее 32%, а качество клейковины не ниже I-й группы (ИДК - 43-77 ед. шк.). Это генотипы № 25 (цитоплазма T. timopheevii ) и № 29 (цитоплазма T. aestivum L. как результат обратных скрещиваний). К категории сильных пшениц второго класса (массовая доля клейковины не ниже 28%, а качество клейковины - I-й группы) отнесены четыре генотипа. К категории ценных пшениц третьего класса относятся два генотипа, у которых массовая доля клейковины не менее 25%. Однако качество клейковины у этих генотипов не II-й группы, а более высокое - оно соответствует I-й группе. Генотипы со специфическим сочетанием массовой доли клейковины, характерной для сильных и ценных пшениц, с качественными характеристиками клейковины I-й группы расширяют спектр их целевого использования в производстве хлебобулочных изделий.

allo-cytoplasmic wheatgluten qualitygluten quantityforeign cytoplasmаллоцитоплазматическая пшеницакачество клейковиныколичество клейковинынормальный аллельчужеродная цитоплазмаnormal allelеDanilenko N.G. and Davydenko O.G. The worlds of organelle genomes. Minsk: Tekhnologiya, 2003.Даниленко Н.Г., Давыденко О.Г. Миры геномов органелл. Мн.: Изд-во Тэхналогія, 2003.Meleshkina E.P., Kolomiec S.N. et al. Targeted use of grain and flour — Time Requiremen. Food Industry. 2013. Vol. 9. P. 64—66.Мелешкина Е.П., Коломиец С.Н. и др. Целевое использование зерна и муки - требование времени // Пищевая промышленность. 2013. № 9. С. 64-66.Semenov O.G. Allo-cytoplasmic wheat. Biological bases of selection: monograph. M.: Publishing house of PFUR, 2000.Семенов О.Г. Аллоцитоплазматическая пшеница. Биологические основы селекции: Монография. М.: Изд-во РУДН, 2000.Haitembu Gerhard Shangeshapwako. Realization of potential quality grains of various morphobiotypes of allocytoplasmic spring wheat in conditions of the Moscow region. Dissertation. Moscow. 2017.Хайтембу Герхард Шангешапувако Реализация качественного потенциала зерна различных морфобиотипов аллоцитоплазматической яровой пшеницы в условиях Московского региона: дисс. на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. Москва. 2017.Horvat D., Jurcovic Z., Sudar R., Pavlinic D., Simic G. The relative amounts of HMW glutenin subunits of OS wheat cultivars in relation to bread-making quality. Cereal Res. 2002. Vol. 30. P. 415—422.Horvat D. The relative amounts of HMW glutenin subunits of OS wheat cultivars in relation to bread-making quality / Horvat D., Jurcovic Z., Sudar R., Pavlinic D., Simic G. // Cereal Res. 2002. Vol. 30. P. 415-422.Payne P.I. Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread-making quality. Ann. Rev. Plant Physiol. 1987. V. 38. P. 141—153.Payne P.I. Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread-making quality // Ann. Rev. Plant Physiol. 1987. V. 38. P. 141-153.Payne P.I., Nigthingale M.A., Krattiger A.F., and Holt L.M. The relationship between the composition and the breadmaking quality of British grown wheat varieties. J. Sci. Food Agric. 1987. Vol.40. P.51—65.Payne P.I., Nigthingale M.A., Krattiger A.F., Holt L.M. The relationship between the composition and the breadmaking quality of British grown wheat varieties // J. Sci. Food Agric. 1987. Vol.40. P. 51-65.Tanaka H., Toyoda S., Tsijmoto H. Diversity of Low-Molecular-Weight glutenin subunit genes in Asian common wheat (Triticum aestivum L.). Breeding Science, 2005.Tanaka H., Toyoda S., Tsijmoto H. Diversity of Low-Molecular-Weight glutenin subunit genes in Asian common wheat (Triticum aestivum L.) // Breeding Science, 2005.Weegels P.L., Hamer R.J., Schofield I.D. Functional properties of wheat glutenin. Journal of Cereal Science. 1996. Vol. 23. P. 1—18.Weegels P.L., Hamer R.J., Schofield I.D. Functional properties of wheat glutenin // Journal of Cereal Science. 1996. Vol. 23. P. 1-18.Divashuk M.G., Klimushina M.V., Karlov G I. Molecular genetic characteristics of the WX-B1E allele from common wheat and applicability of the DNA markers for its identification. Russian Journal of Genetics. 2011. Т. 47. № 12. P. 1428—1432.Дивашук М.Г., Климушина М.В., Карлов Г.И. Молекулярно-генетическая характеристика аллеля wx-b1е мягкой пшеницы и применимость ДНК-маркеров для его идентификации // Генетика. 2011. Т. 47. № 12. С. 1611.Klimushina M.V., Gladkih N.I., Divashuk M.G., Bespalova L.A., Vasilyev A.V., Karlov G.I. Distribution of allelic variants of Wx genes in the common wheat collection made at the Krasnodar Lukyanenko research Institute of Agriculture. Vavilov journal of genetics and plant breeding. 2012. T. 16. No. 1. P. 187—192.Климушина М.В., Гладких Н.И., Дивашук М.Г., Беспалова Л.А., Васильев А.В., Карлов Г.И. Распределение аллелей генов Wх в коллекции мягкой пшеницы Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т. 16. № 1. С. 187-192.Klimushina M.V., Kroupin P.Yu., Divashuk M.G., Karlov G.I. About optimization of molecular labeling of wheat Waxy-genes for mass-selestion. Agricultural biology. 2010. Vol. 5. P. 36—41.Климушина М.В., Крупин П.Ю., Дивашук М.Г., Карлов Г.И. Об оптимизации систем молекулярного маркирования Wаху-генов пшеницы для целей масс-селекции // Сельскохозяйственная биология. 2010. № 5. С. 36-41.Klimushina M.V., Divashuk M.G., Karlov G.I., Mokhammed T.A.K., Semenov O.G Analysis of allelic state of genes responsible for baking properties in allocytoplasmic wheat hybrids. Russian Journal of Genetics. 2013. Т. 49. № 5. P. 530—538.Климушина М.В., Дивашук М.Г., Мухаммед Т.А.К., Семенов О.Г., Карлов Г.И. Анализ аллельного состава генов, связанных с хлебопекарными качествами у аллоитоплазматических гибридов пшеницы // Генетика. 2013. Т. 49. № 5. С. 617.Tawfeek A.K.M., Divashuk M.G., Semenov O.G. Screening of allelic genes, associated with the baking quality of grain in various hybrid allocytoplasmic sping wheat. Conference Papers of the VII International Scientific and Practical Conference of Professors, Young Scientists, Post-graduate and Under-Graduate students. Russian State Agrarian University. 2015. P. 160—161.Tawfeek A.K.M., Divashuk M.G., Semenov O.G. Screening of allelic genes, associated with the baking quality of grain in various hybrid allocytoplasmic sping wheat. / В книге: Инновационные процессы в АПК: сборник статей VII Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов (на иностранных языках). Сonference Papers of the VII International Scientific and Practical Conference of Professors, Young Scientists, Post-graduate and Under-Graduate students. Российский университет дружбы народов. 2015. С. 160-161.