Испытательная лаборатория

Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН.


ИЛ ИОГен РАН уполномочена в Системе добровольной сертификации «Россельхозцентр» на право проведения анализов по оценке сортовой принадлежности и чистоты семян сортов пшеницы и ячменя для целей сертификации и выдает протоколы испытаний (свидетельство).

Оценка сортовой принадлежности и чистоты партий семян пшеницы и ячменя в ИЛ ИОГен РАН проводится путем электрофоретического анализа спирторастворимых белков эндосперма зерновок (глиадинов и гордеинов) по методикам, утвержденным начальником Госсеминспекции Минсельхозпрода РФ 18.10.1999, рассмотренным и одобренным НТС МСХ РФ - протокол №17 от 24.03.04 (Методика проведения лабораторного сортового контроля по группам с.х. растений. М.: ФГНУ Росинформагротех, 2004).

По результатам испытаний Заявителю выдается Протокол испытаний, форма №5 (Сборник нормативной документации Системы добровольной сертификации «Россельхозцентр». М. 2010, с. 51).

Контакты: Поморцев Андрей Анатольевич, т/ф (499) 135-04-60 ,

e-mail: Pomortsev(at)vigg.ru

Почтовый адрес: 119991, Москва, ГСП-1, ул. Губкина, 3, Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН.

Ячмень

В Учреждении Российской академии наук Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН разработан метод лабораторного сортового контроля сортовой принадлежности и сортовой чистоты семенных и товарных партий зерна ячменя.

Для лабораторного сортового контроля ячменя используется метод электрофореза спирторастворимых запасных белков эндосперма (гордеинов) в крахмальном геле, первоначально разработанный в Селекционно-генетическом институте (Одесса) А.А. Созиновым и Ф.А. Поперелей (1978) и позднее модифицированный нами (Поморцев, Лялина, 2003).

В отличие от апробации и грунтового контроля, позволяющих оценивать сортовую принадлежность и сортовую чистоту ПОСЕВОВ, лабораторный сортовой контроль позволяет в течение нескольких суток оценивать сортовые качества семенных и товарных партий зерна ячменя, на ЛЮБОМ ЭТАПЕ с начала уборки и до реализации семян.

Рис. 1. Генетический контроль электрофоретических компонентов гордеинов и способ записи электрофореграмм в виде генетических формул гордеинов (Созинов и др, 1978; Netsvetaev, 1982; Поморцев и др., 1983).
Рис. 2.
Рис. 3.

Анализ и интерпретация электрофореграмм основывается на знании генетического контроля электрофоретических компонентов гордеина. Установлено, что компоненты гордеина наследуются группами (блоками) и контролируются семью локусами, обозначаемыми Hrd A, Hrd B, Hrd C, Hrd D, Hrd E, Hrd F, Hrd G. Три локуса - Hrd A, Hrd B и Hrd F имеют серии аллелей (от 5 до 259), которые обозначаются цифрами. Это позволяет регистрировать электрофореграммы в виде простых генетических формул (рис. 1).

В результате анализа гордеина у 1667 культурных сортов ячменя составлены каталоги вариантов блоков компонентов гордеинов А, В и F (рис. 2, 3), с помощью которых можно теоретически идентифицировать 201750 генотипов ячменя и, соответственно, определять сортовую принадлежность и сортовую чистоту семян этой культуры.

В течение ряда лет в лаборатории генетики растений создается база электрофореграмм гордеина сортов ярового ячменя, допущенных к использованию на территории Российской Федерации.

Литература по теме:

1.   Созинов А.А., Попереля Ф.А. Методика вертикального дискового электрофореза в крахмальном геле и генетический принцип классификации глиадинов. Одесса: 1978. 16 с.

2.   Поморцев А.А., Нецветаев В.П., Попереля Ф.А., Созинов А.А. Идентификация шестого локуса, контролирующего синтез гордеина у озимого ячменя// Докл. ВАСХНИЛ. 1983. №1. С. 7-9.

3.   Netsvetaev V.P. and Sozinov A.A. Linkage studies of genes Gle 1 and Hrd F in barley chromosome 5// Barley Genetics Newsletter. 1982. V. 12. P. 13-18.

4.   Netsvetaev V.P. and Sozinov A.A. Location of a hordein G locus, Hrd G, on chromosome 5 of barley// Barley Genetics Newsletter. 1984. V. 14. P. 4-6.

5.   Поморцев А.А., Лялина Е.В. Идентификация и оценка сортовой чистоты
семян ячменя методом электрофоретического анализа запасных белков зерна.
М.:ТСХА, 2003, 83 с.

6.   Поморцев А. А. Автореферат докторской диссертационной работы "Гордеин-кодирующие локусы как генетические маркеры в популяционных, филогенетических и прикладных исследованиях ячменя".

Результаты определения сортовой чистоты и сортовой принадлежности семенных и товарных партий ячменя в ИЛ ИОГен РАН за период 2005 – 2009 гг представлены в таблице 1:

Пшеница

Рис. 1 Блоки компонентов глиадина у сорта Мироновская 808. В центре – электрофоретический спектр сорта Мироновская 808, справа и слева от него схемы блоков компонентов глиадина, контролируемые шестью разными глиадинкодирующими локусами. Формула глиадина для сорта Мироновская 808 - Gli-A1f. Gli-B1-b. Gli-D1g. Gli-A2n. Gli-B2m. Gli-D2e. или f.b.g.n.m.e.

В лаборатории генетики растений Учреждения Российской академии наук Институте общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН разработан лабораторный метод сортового контроля, предусматривающий определение сортовой принадлежности и сортовой чистоты семенных партий зерна мягкой пшеницы.

Для лабораторного сортового контроля используется метод электрофореза глиадинов - запасных белков семян пшеницы. Первоначально метод электрофореза был разработан в Селекционно-генетическом институте (г. Одесса) для крахмального геля (Созинов, Попереля, 1979). Позже в Институте общей генетики РАН был разработан метод электрофореза в полиакриламидном геле (Новосельская и др., 1983; Metakovsky, Novoselskaya, 1991), который используется в настоящее время. Метод позволяет получить результаты по подлинности и чистоте сортов для одной партии в течение нескольких суток.

Анализ электрофореграмм глиадина основан на знании генетического контроля полипептидов глиадина, которые контролируются 6-ю несцепленными глиадинкодирующими локусами. Каждый локус контролирует синтез нескольких электрофоретических компонентов глиадина, которые наследуются сцепленными группами – блоками, получившими название блоков компонентов глиадинов (Созинов, Попереля, 1979; Созинов, 1985). На один локус приходится в среднем 20 аллелей, которые контролируют 20 легко идентифицируемых на электрофореграмме блоков компонентов глиадина. Комбинация различных аллелей по шести локусам теоретически позволяет получить более 1 млн. генотипов (Metakovsky et al., 1984; Новосельская и др., 1983, 1985; Metakovsky, 1991; Драгович, 2008). Поэтому фактически каждый сорт имеет свой собственный генотип, который на электрофоретическом спектре проявляется в виде шести блоков компонентов, контролируемых 6-ю глиадинкодирующими локусами (рис.1).

Такое высокое  разнообразие генотипов с успехом позволяет определять подлинность сортов, устанавливать внутрисортовую гетерогенность, соответствие сортов своим родословным, а также маркировать линии при селекционном процессе для ускоренного получения сортов с программируемыми свойствами.

Было показано, что электрофоретические спектры сортов не изменяются в зависимости от погодно-климатических, почвенных, экологических факторов, а также от времени и условий хранения зерна, что свидетельствует о стабильности электрофоретических спектров разных сортов. Такая стабильность блоков позволяет использовать их для регистрации и идентификации сортов.

Для аллелей, контролирующих блоки компонентов глиадина, разработана специальная номенклатура (Metakovsky, Novoselskaya, 1991) которая соответствует Международной номенклатуре биохимических локусов (McIntosh, 1983). Локус, контролирующий синтез глиадина, обозначается тремя буквами латинского алфавита (Gli), затем прописной буквой обозначается геном пшеницы (A,B или D- для мягкой пшеницы, A или B – для твердой). За буквой следует порядковый номер локуса (1 или 2) и строчной буквой латинского алфавита обозначается аллель, например, Gli-В1к. Записывая глиадинкодирующие локусы в определенном  порядке, а именно: Gli-A1, Gli-B1, Gli-D1, Gli-A2, Gli-B2, Gli-D2, получают глиадиновую формулу сорта, которая используется как одна из его характеристик. Например, глиадиновая формула сорта Безостая 1 выглядит следующим образом - Gli-A1b, Gli-B1b, Gli-D1b, Gli-A2b,Gli-B2b, Gli-D2b, или сокращенно b. b. b. b. b. b. Наличие глиадиновых формул позволяет легко формализовать экспериментальные данные и составлять обширные базы данных, организуя их желаемым образом.

В течение ряда лет в лаборатории генетики растений создается база электрофореграмм глиадина сортов мягкой пшеницы, а также база данных по молекулярно-генетическим маркерам для сортов мягкой Triticum aestivum L. и твердой Triticum durum Desf пшеницы, допущенных к использованию на территории Российской Федерации.

Литература

1.     Драгович А.Ю., 2008. Закономерности формирования биоразнообразия вида мягкой пшеницыTriticum aestivum L. по генам запасных белков. Автореф. дисс. д-ра биол. наук. Москва: ИОГен РАН, 43 с.

2. Новосельская А.Ю., Метаковский Е.В., Созинов А. А., 1983. Изучение полиморфизма глиадинов некоторых сортов пшеницы методами одномерного ц двумерного электрофореза. Цитология и генетика17(5): 45-49.

3. Новосельская А.Ю., Метаковский Е.В., Коваль С.Ф., Созинов А.А.,1985. Генетический контроль компонентов глиадина у яровой мягкой пшеницы Новосибирская 67. Докл.АН СССР. 281: 702-704

4. Созинов А. А., Попереля Ф. А., 1979. Полиморфизм проламинов и селекция. Вести с.-х. науки 10: 21—34

5. Созинов А. А., 1985. Полиморфизм белков и их значение в генетике и селекции. Москва: Наука, 272 с.

6. McIntosh R.A., 1983. A catalog of gene symbols for wheat. Proc.6th Intern. Wheat genet. Symp. Kyoto (Japan), 1197-1254.

7. Metakovsky E.V., 1991. Gliadin allele identification in common wheat II. Catalogue of gliadin alleles in common wheat. J. Genet. Breed. 45:325-344.

8. Metakovsky E.V., Novoselskaya A.Yu., 1991. Gliadin allele identification in common wheat. 1. Methodological aspects. J. Genet. & Breed. 45: 319-323.

9. Metakovsky E.V., Novoselskaya A.Yu., Kopus M.M., Sobko T.A., Sozinov A. A., 1984a. Blocks of gliadin components in winter wheat detected by one-dimensional icoccumonse gel electrophoresis. Theor. Appl. Genet., 67: 559-568.