Компонентный состав запасных белков как критерий оценки сортов гороха на отличимость, однородность и стабильность

более сходными по морфотипу. Это затрудняет оценку новых сортов гороха на отличимость , однородность, стабильность (ОСС), которую проводят преимущественно по морфологическим признакам растений [1].

Электрофоретический анализ запасных белков гороха применяют для идентификации генотипов и характеристики генетического разнообразия исходного селекционного материала [2, 3, 4]. Проводятся исследования по идентификации современных сортов гороха по компонентному составу запасных белков семян [5].

В связи с этим, в оценке новых сортов гороха на ООС, которая является обязательной процедурой при патентовании новых сортов, наряду с анализом морфологических признаков целесообразно использовать электрофоретические спектры запасных белков семян. Цель исследования состояла в изучении компонентного состава запасных белков морфологически сходных образцов гороха для обоснования возможности использования электрофоретического анализа в оценке сортов на однородность , отличимость и стабильность .

Материалы и методика исследований

Исследования компонентного состава запасных белков семян гороха проводили стандартным арбитражным методом SDS-PAGE электрофореза, принятым ISTA (International Seed Testing Association), в модификации ВИР [2]. Оценивали частоту встречаемости спектров, распределение компонентов в спектре и интенсивность их окрашивания. Распределение компонентов производили в соответствие с реперными компонентами спектра сои. Окрашивание компонентов характеризовали как: 1 - слабо интенсивное, 2 – интенсивное, 3 – очень интенсивное. Цифрой 4 обозначали раздвоенные компоненты.

Объектом исследования служил сорт гороха посевного ( Pisum sativum L.) Фараон селекции ГНУ ВНИИЗБК, внесенный в Государственный реестр селекционных достижений и селекционный образец УГ 01-375, проходящий конкурсное сортоиспытание в лаборатории селекции зернобобовых культур .

Анализ хозяйственно ценных признаков проводили в 2010 г. с использованием 30 растений сорта и селекционного образца.

Результаты и их обсуждение

Отличимость сортов и линий гороха при оценке по электрофоретическим спектрам определяется характерными компонентами электрофоретических спектров. Однородность характеризуется наличием одного типа спектра. Сорта с несколькими типами спектров могут быть однородными по морфологическим признакам, но иметь различия по аллелям локусов запасных белков. При этом генотипическая неоднородность является фиксированной и может служить характеристикой сорта. Стабильность выражается в постоянстве компонентного состава электрофоретических спектров.

Сравнительное изучение морфологических особенностей сорта Фараон и селекционного образца

УГ 01-375 продемонстрировало большое сходство основных показателей, оцениваемых в Методике проведения испытаний на ООС по гороху (форма RTG/07/1). Дополнительный структурный анализ растений также не выявил существенных различий по хозяйственно ценным количественным признакам, за исключением длины стебля (табл. 1).

Таблица 1 – Характеристика растений сорта гороха Фараон и селекционного образца УГ 01-375 по основным хозяйственно ценным количественным признакам, 2010 г.

Признак	Фараон	УГ 01-375
Длина стебля , см	65,8*	60,9
Число продуктивных узлов	2,69	2,48
Число бобов на растении	4,48	4,48
Число бобов на продуктивный узел	1,68	1,77
Число семян на растении	15,9	15,5
Число семян в бобе	3,60	3,55
Масса семян с растения, г	3,55	3,47
Масса 1000 семян, г	217	227

Примечание: * - существенно при уровне значимости 0,05.

В результате исследования компонентного состава запасных белков семян у сорта Фараон и образца УГ 01-375 выявлен как межсортовой, так и внутрисортовой полиморфизм белковых компонентов (табл. 2).

Таблица 2 – Полиморфизм компонентного состава запасных белков сортов гороха

Сорт	Тип спектра	Число компонен тов	Диапазон распределения компонентов	Частота встречаемос ти спектра, %
Фараон	I	37	9-90	72
	II	35		28
УГ 01-375	I	46	9-94	64
	II	44		36

Исследование компонентного состава белков семян сорта Фараон показало, что он характеризуется двумя типами спектров с частотой встречаемости 72 и 28% (рис. 1, табл. 2) и распределением компонентов в диапазоне от 9 до 90 позиции. Различия между двумя типами спектров заключаются по наличию-отсутствию четырех позиций: 13, 20, 53 и 54 (табл. 3).

Таблица 3 – Состав белковых компонентов в вариабельных позициях внутрисортового полиморфизма спектров

Сорто-образец	Тип спектра	Состав и интенсивность окрашивания компонентов, балл
		11 1	12 1	13 1	19 1	20 1	53 1	54
Фараон	I	2				2	1	1
	II	2		1
УГ 01-375	I	1	1			2	2
	II				1		2

Рисунок 1 – Компонентный состав спектров гороха сорта Фараон, слева спектр сои сорта Ланцентная

Электрофоретические спектры селекционного образца УГ 01-375 характеризовались двумя типами спектров (рис. 2, табл. 2).

На долю I-го типа спектра приходится 64%, на долю II-го – 36%. Интервал распределения компонентов у них одинаковый – от 9 до 94 позиции. Различия между ними заключаются в наличии-отсутствии 4-х компонентов: 11, 12, 19, 20 (табл. 3).

Рисунок 2 – Компонентный состав спектров гороха селекционного образца УГ 01-375, справа спектр сои сорта Ланцентная

Проведена сравнительная оценка компонентного состава электрофоретических спектров сорта Фараон и селекционного образца УГ 01-375 (табл. 4).

Спектры сорта Фараон содержат 10 уникальных компонентов: 13, 28, 30, 33, 36, 60, 63, 74, 82, 88. Два спектра селекционного образца характеризуются 18 уникальными компонентами: 10, 12, 19, 22, 27, 29, 31, 35, 37, 39, 42, 46, 47, 56, 64, 73, 80, 94.

Таким образом, методом электрофореза запасных белков выявлен полиморфизм белковых спектров. Определены характерные спектры для сорта Фараон и селекционного образца УГ 01-375. Установлены различия по компонентному составу спектров запасных белков между сортом Фараон и образцом УГ 01-375 с близкими величинами морфологических признаков. Полученные экспериментальные данные позволяют рекомендовать использование компонентного состава запасных белков для оценки сортов гороха на ООС.

Таблица 4 – Сравнительная оценка компонентного состава запасных белков у сортообразцов гороха

Интенсивность окрашивания компонентов	Сорт
	Ф араон	УГ 01-375
1	13 21 23 24 25 26 28 43 49 53 54 59 60 62 63 76 82	11 12 19 21 22 23 24 25 26 27 31 40 42 46 48 49 53 54 58 59 62 58 59 62 64 84
2	11 20 32 33 45 51 57 78 84 86 88 90	10 20 32 33 35 43 45 51 56 57 86 90
3	9 16 30 36 38 40 48 58 74	9 16 29 37 38 39 47 73 76 78 80 94
4	37 42 57	37

Примечание: жирным цветом выделены компоненты, характерные только для одного сорта.

Выводы

Предложен метод оценки сортов гороха на отличимость , однородность, стабильность по компонентному составу запасных белков семян . В отличие от существующей на сегодняшний момент методики использование электрофоретического анализа запасных белков позволит значительно повысить точность оценки. Рекомендовано использовать электрофоретические спектры запасных белков для оценки новых сортов гороха.

Теоретический и научно - практический журнал . Основан в 2005 году

Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Г енерал а Родина, 69.

Сдано в набор 14.10.2010

Подписано в печать 28.10.2010 Формат 60х84/8. Бумага офсетная.

Гарнитура Таймс.

Объём 12,5 усл. печ. л. Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19.

Лицензия ЛР№021325 от 23.02.1999 г.

Ж урнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций

Содерж ание номера