06. Використання індукованого мутагенезу для створення пшениці м’якої ярої з крохмалем типу ваксі

https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201909-06
Діденко С. Ю., Голік О. В., Реліна Л. І., Вечерська Л. А.
Сторінки: 41-46.
Короткий огляд
Мета. Визначити ефективні дози опромінення зерна пшениці для формування безамілозних її генотипів, створити на цій основі лінії для подальшої селекції сортів пшениці з крохмалем типу ваксі. Методи. Біофізичні, біохімічні, розрахунковоаналітичні, морфометричні. Як мутагенний чинник використано нопромінення 60Со у різних дозах (100; 150 та 200 Гр (Грей). Лінії пшениці опромінювали з метою поліпшення їх адаптаційного потенціалу до природних умов України. Добре адаптований до умов нашої країни сорт пшениці Харківська 30 опромінювали з метою індукції мутації waxy. Результати. Установлено ефективні дози Уопромінення для створення безамілозних ліній пшениці м’якої ярої. Підібрано специфічні праймери до генів ваксі в усіх трьох геномах гексаплоїдної пшениці. Для кожної пари праймерів визначено оптимальну температуру ампліфікації. За допомогою молекулярних маркерів відібрано мутантні генотипи пшениці з безамілозним типом крохмалю. На основі мутантних генотипів і місцевих сортів створено та передано у лабораторію селекції пшениці ярої 2 лінії з крохмалем типу ваксі. Висновки. Проведені дослідження підтверджують ефективність використання індукованого мутагенезу для створення генотипів пшениці м’якої ярої з безамілозним типом крохмалю. На основі мутантних зразків із зміненим фракційним складом крохмалю створено нові лінії пшениці м’якої ярої з комплексом цінних господарських ознак — Лютесценс 12/16 і Лютесценс 30/16. Перша лінія характеризується скоростиглістю, тривалість вегетаційного періоду — 90–93 доби, стійка до вилягання, її середня врожайність — 2,2–3 т/га, вміст білка — 13,1–14,2%, амілопектину в крохмалі — 99,8–99,9%. У другої лінії вегетаційний період — 89–91 доба, вона стійка до вилягання, висота рослин — 50–52 см, середня врожайність — 2,3–3,1 т/га, вміст білка — 13,3–14,4%, амілопектину в крохмалі — 99,8–99,9%.

Ключові слова: опромінення, амілопектин, генотип, селекція, гени, праймери, температура ампліфікації.

Бібліографія
  1. Graybosh R.A. Waxy wheats: origin, properties and prospect. Food science and technology. 1998. V. 9. P. 135–142.
  2. Abdel-Aal E.-S. M., Hucl P., Chibbar R.N. еt al. Physicochemical and Structural Characteristics of Flours and Starches from Waxy and nonwaxy Wheats. Cereal Chemistry. 2002 V. 79, № 3. P. 458–464. https://doi.org/10.1094/cchem.2002.79.3.458
  3. Bhattacharya M., Erazo-Castrejon S., Doehlert D.C., McMullen M.S. Staling of Bread as Affected by Waxy Wheat Flour Blends. Cereal Chemistry. 2002. V. 79, № 2. P. 178–182. https://doi.org/10.1094/cchem.2002.79.2.178
  4. Hayakawa K., Tanaka K., Nakamura T. еt al. End Use of Waxy Wheat Flour in Various Grain-Based Foods. Cereal Chemistry. 2004. V. 81. № 5. P. 666–672. https://doi.org/10.1094/cchem.2004.81.5.666
  5. Qin P., Ma C., Wu R. еt al. Effect of waxy wheat flour blends on the quality of fresh and stale bread. Agricultural Sciences in China. 2009. V. 8, Is. 4. P. 401–409. https://doi.org/10.1016/s1671-2927(08)60225-4
  6. Kowalski R.J., Siyuan Wang A.M., Joyner (Melito) H., Ganjyal G.M. Waxy wheat flour as a freeze-thaw stable ingredient through rheological studies. Food and Bioprocess Technology. 2017. V. 10, Is. 7. P. 1281–1296. https://doi.org/10.1007/s11947-017-1899-y
  7. Bajaj R., Singh N., Kaur A. Effect of native and gelatinized starches from various sources on sponge cake making characteristics of wheat flour. J. Food Sci Technol. 2019. V. 56, № 2. P. 1046–1055. doi: 10.1007/s13197-019-03632-w
  8. Рибалка О.І., Поліщук С.С., Моргун Б.В. Нові напрями в селекції зернових культур на якість зерна. Вісник аграрної науки. Спецвипуск. 2018. № 11. С. 120–133. doi: org/10.31073/agrovisnyk201811-16
  9. Alcazar-Alayi S.C., Almeida Meirelesi M.A. Physicochemical properties, modifications and applications of starches from different botanical sources. Food Science and Technology. 2015. V. 35, № 2. P. 215–236. dx.doi.org/10.1590/1678-457X.6749
  10. Smith A.M. The biosynthesis of starch granules. Biomacromolecules. 2001. V. 2, № 2. P. 335–341. dx.doi.org/10.1021/bm000133c.PMid:11749190
  11. Tester R.F., Karkalas J., Qi X. Starch-Composition, fine structure and architecture. J. of Cereal Science. 2004. V. 39, № 2. P. 151–165. dx.doi.org/10.1016/j.jcs.2003.12.001
  12. Pérez S., Bertoft E. The molecular structures of starch components and their contribution to the architecture of starch granules: a comprehensive review. Starch/Staerke, 2010. V. 62, № 8. P. 389–420. dx.doi.org/10.1002/star.201000013
  13. Shu Q.Y., Forster B.P., Nakagawa H. Plant Mutation Breeding and Biotechnology. CABI: Oxfordshire, UK. 2012. 608 p.
  14. Slade A.J., Fuerstenberg S.I., Loeffler D. еt al. A reverse genetic, nontransgenic approach to wheat crop improvement by TILLING. Nature biotechnology. 2005. V. 23. P. 75–81. https://doi.org/10.1038/nbt1043