Studies of the genetic base and polymorphism of bread wheat cultivars aimed at identifying alleles of genes associated with high baking and other economically valuable traits seem to be relevant, since bread wheat, along with all representatives of the Triticeae tribe, has a huge genetic potential for creating cultivars with high technological and rheological properties of grain flour. The aim of this study was sequencing and analysis of the nucleotide sequences of the Glu-B1-1 gene, and analysis of the predicted amino acid sequences of its protein product in three cultivars of bread wheat. Thus, in the course of genotyping cultivars and lines of bread wheat for the Glu-B1-1 gene, in the cultivars 'Avesta', 'Leningradka krupnozernaya' and line C-75094, previously undescribed changes in the size of amplifiable regions of the Glu-B1-1 gene for high-molecular weight glutenins were found. Comparative analysis of the nucleotide sequences of these genes with known sequences showed the presence of two deletions in 'Avesta' and C-75094 and the presence of seven single-nucleotide substitutions in 'Leningradka krupnozernaya'. Alignment of the predicted Glu-B1 amino acid sequences of the studied accessions and the standard cultivar carrying the Glu-B1-a allele showed that deletions in the amino acid sequences of 'Avesta' and C-75094 accessions are localized in the central domain of the protein and affect the amount of tri-, hexa-, and nonapeptides, and in 'Leningradka krupnozernaya', a decrease in GQQ and PGQGQQ by one unit was revealed. In addition, substitutions of five amino acids were found in 'Leningradka krupnozernaya'. Thus, we have found previously undescribed deletions and substitutions in the nucleotide sequences of the Glu-B1-1 gene for high-molecular-weight glutenins, which lead to changes in amino acid sequences in functionally important regions, namely, in the central domains of protein molecules. The identified mutations can be used for genotyping bread wheat cultivars.
Мягкая пшеница, наряду с другими представителями трибы Пшенициевых, обладает огромным генетическим потенциалом для создания сортов с высокими технологическими и реологическими свойствами муки. Поэтому исследования генетической базы полиморфизма сортов мягкой пшеницы и выявление аллелей генов, ассоциированных с высокими хлебопекарными признаками, представляются актуальными. Цель данной работы – анализ нуклеотидных последовательностей гена субъединиц x-типа высокомолекулярных глютенинов Glu-B1-1 и анализ предсказанных аминокислотных последовательностей его белкового продукта у трех генотипов мягкой пшеницы. В ходе генотипирования по гену Glu-B1-1 у сортов мягкой пшеницы Авеста, Ленинградка крупнозерная и линии С-75094 были обнаружены ранее не описанные изменения в размерах амплифицируемых участков. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей этих генов с известными опубликованными последовательностями показал наличие двух делеций у генотипов Авеста и С-75094 и семи однонуклеотидных замен у сорта Ленинградка крупнозерная. Выравнивание предсказанных аминокислотных последовательностей Glu-В1 рассматриваемых генотипов и стандартного сорта, несущего аллель Glu-B1-а, показало, что делеции в аминокислотных последовательностях у сорта Авеста и линии С-75094 локализуются в центральном домене белка и влияют на количество три-, гекса- и нонапептидов. У сорта Ленинградка крупнозерная было выявлено уменьшение количества трипептида GQQ и гекса- пептида PGQGQQ на одну единицу; кроме того, выявлены замены пяти аминокислот. Таким образом, нами обнаружены ранее не описанные делеции и замены в нуклеотидных последовательностях гена высокомолекулярных глютенинов Glu-B1-1, которые приводят к изменениям аминокислотных последовательностей в функционально значимых участках, а именно в центральных доменах белковых молекул. Выявленные мутации могут быть использованы при генотипировании сортообразцов мягкой пшеницы.
Keywords: Glu-1 genes; baking quality; genotyping; high-molecular-weight glutenin subunits.
Copyright © AUTHORS.