doi: 10.24412/0044-3913-2022-5-35-39

УДК 633.358:581.16

С. В. БОБКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

К. А. БАШКИРОВА, младший научный сотрудник

Федеральный научный центр зернобобовых и крупяных культур, ул. Молодёжная, 10, к. 1, пос. Стрелецкий, Орловский р-н., Орловская обл., 302502, Российская Федерация

*работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования в рамках Государственного задания ФГБНУ ФНЦ ЗБК по пункту программы ФНИ государственных академий наук FGZZ-2022-0003 «Физиолого-биохимическое изучение генетических ресурсов зернобобовых и крупяных культур для использования в селекционном процессе». Авторы выражают искреннюю благодарность В. Н. Уварову за предоставление для работы селекционной линии ЛУ 153-06 и Е. В. Семёновой (ВИГРР им Н.И. Вавилова) за образец дикого гороха к-3370 из коллекции ВИР.

Цель исследования состояла в изучении полиморфизма электрофоретических спектров белков семян дикого и культурного гороха для выявления и вовлечения в селекционный процесс новых аллелей ценных изоформ запасных белков, способных улучшить качество сельскохозяйственной продукции. Работу проводили с использованием родительских форм и гибридов F2 от скрещивания селекционной линии культурного гороха ЛУ 153-06 (носитель рецессивных аллелей det, fa, af, def) и дикого образца к-3370. Проведен сравнительный анализ электрофоретических спектров белков их семян. Различия между изучаемыми образцами отмечали в 5 позициях электрофоретического спектра. У образца к-3370 выдели белковый компонент 41, отсутствующий у селекционной линии ЛУ 153-06. Проведение электрофореза в редуцирующих и нередуцирующих условиях показало, что 41 и 43 белковые компоненты – это α-субъединицы запасного белка легумина. Все гибриды F2 характеризовались присутствием компонента 43 и расщеплением по компоненту 41. Изучение наследования 41 компонента (α-субъединицы легумина) проводили в расщепляющейся популяции, состоящей из 91 гибрида F2 ЛУ 153-06×к-3370. Гибридологический анализ подтвердил соответствие фактического расщепления 41 компонента ожидаемому для моногенного наследования (χ2-тест, p=0,809389342), что указывало на экспрессию дополнительного гена легумина, присутствующего у дикого образца к-3370 и отсутствующего у селекционной линии ЛУ 153-06. Результаты анализа рекомбинантных инбредных линий (RILs) указывают на положительное влияние дополнительного гена легумина на содержание белка.

Ключевые слова: горох (Pisum sativum L.), селекционная линия, дикий образец, белковый компонент, полиморфизм, запасной белок, конвицилин, вицилин, легумин.

Для цитирования: Бобков С. В., Башкирова К. А. Электрофоретический анализ белков семян у родителей и гибридов дикого и культурного гороха // Земледелие. 2022. №5. С. 35–39. doi: 10.24412/0044- 3913-2022-5-35-39.

Study of polymorphism of storage proteins in parents and hybrids of wild and cultivated peas

S. V. Bobkov, K. A. Bashkirova

Federal Scientific Center of Legumes and Groat Crops, ul. Molodezhnaya, 10, k. 1, pos. Streletskii, Orlovskii r-n., Orlovskaya obl., 302502, Russian Federation

Abstract. The research aimed to study the polymorphism of the electrophoretic spectra of proteins in wild and cultivated pea seeds to identify and involve in the selection process new alleles of valuable isoforms of storage proteins that can improve the quality of agricultural products. The work was carried out using parental forms and F2 hybrids from crossing the breeding line of cultivated peas LU 153-06 (carrier of recessive alleles det, fa, af, def) and the wild sample k-3370. A comparative analysis of the electrophoretic spectra of proteins from their seeds was carried out. Differences between the studied samples were observed in 5 positions of the electrophoretic spectrum. In sample k-3370, a protein component 41 was isolated, which was absent in the breeding line LU 153-06. Electrophoresis under reducing and nonreducing conditions demonstrated that protein components 41 and 43 were α-subunits of the legumin storage protein. All F2 hybrids were characterised by the presence of component 43 and splitting by component 41. The study of the inheritance of component 41 (α-subunit of legumin) was carried out in a segregating population consisting of 91 F2 hybrids LU 153-06×k-3370. Hybridological analysis confirmed that the actual cleavage of component 41 was consistent with that expected for monogenic inheritance (χ2 test, p=0.809389342), which indicated the expression of an additional legumin gene present in the wild sample k-3370 and absent in the breeding line LU 153-06. The results of the analysis of recombinant inbred lines (RILs) indicated a positive effect of the additional legumin gene on protein content.

Keywords: pea (Pisum sativum L.); breeding line; wild sample; protein component; polymorphism; storage protein; convicilin; vicilin; legumin.

Author details: S. V. Bobkov, Cand. Sc. (Agr.), head of laboratory (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.); L. A. Bashkirova, research fellow.

For citation: Bobkov SV, Bashkirova KA. [Study of polymorphism of storage proteins in parents and hybrids of wild and cultivated peas]. Zemledelie. 2022;(5):35-9.Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2022-5-35-39.