izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/0021-342X-2023-5-62-74izvestiiatimacad-490Research ArticleГЕНЕТИКА, БИОТЕХНОЛОГИЯ, СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВОGENETICS, BIOTECHNOLOGY, BREEDING AND SEED PRODUCTIONГенетическое разнообразие сортов и линий голозерного овса селекции ФИЦ «Немчиновка»Genetic diversity of varieties and lines of naked oats of the selection of FRC “Nemchinovka”https://orcid.org/0000-0002-7450-3845КабашовА. Д.KabashovA. D.

Александр Дмитриевич Кабашов, канд. с.-х. наук, и.о. заведующего лабораторией селекции и первичного семеноводства овса

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р.п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, 6

Aleksandr D. Kabashov, CSc (Ag), Acting Head of the Laboratory of Breeding and Primary Seed Production of Oats

6, Agrokhimikov Str, Novoivanovskoe workers’settlement, Odintsovo, Moscow Region, 143026

ovesmoskov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1570-9595ЛюбимоваА. В.LyubimovaA. V.

Анна Валерьевна Любимова, канд. биол. наук, заведующий лабораторией

625026, г. Тюмень, ул. Малыгина, 86

Anna V. Lyubimova, CSc (Bio), Head of the Laboratory

86, Malygina Str., Tyumen, 625026

ostapenkoav88@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5832-7562ВласенкоН. М.VlasenkoN. M.

Николай Михайлович Власенко, канд. с.-х. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и первичного семеноводства овса

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р.п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, 6

Nikolay M. Vlasenko, CSc (Ag), Leading Research Associate, Laboratory of Breeding and Primary Seed Production of Oats

6, Agrokhimikov Str, Novoivanovskoe workers’settlement, Odintsovo, Moscow Region, 143026

ovesmoskov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2528-1422КолупаеваА. С.KolupaevaA. S.

Анастасия Сергеевна Колупаева, научный сотрудник лаборатории селекции и первичного семеноводства овса

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р.п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, 6

Anastasia S. Kolupaeva, Research Associate, Laboratory of Breeding and Primary Seed Production of Oats

6, Agrokhimikov Str, Novoivanovskoe workers’settlement, Odintsovo, Moscow Region, 143026

ovesmoskov@yandex.ruФГБНУ Федеральный исследовательский центр "Немчиновка"Federal Research Center “Nemchinovka”Федеральный исследовательский центр «Тюменский научный центр Сибирского отделения РАН»Federal Research Centre “The Tyumen Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences”202314112023056274Copyright © Кабашов А.Д., Любимова А.В., Власенко Н.М., Колупаева А.С., 20242024Кабашов А.Д., Любимова А.В., Власенко Н.М., Колупаева А.С.Kabashov A.D., Lyubimova A.V., Vlasenko N.M., Kolupaeva A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/490

Для оценки контроля постоянства биотипного состава сортов голозерного овса при возделывании все шире в первичном семеноводстве применяется высокоэффективный метод электрофореза запасных белков семян – проламинов. Цель исследований – паспортизация сортообразцов голозерного овса селекции ФИЦ «Немчиновка» и анализ их генетического разнообразия с использованием аллелей авенин-кодирующих локусов. В работе были использованы химико-технологический, расчетно-конструктивный и статистический методы исследований. Использовался метод электрофореза запасных спирторастворимых белков овса – авенинов. Электрофорез проводили в вертикальных пластинах 13,2%-ного полиакриламидного геля при постоянном напряжении 500 V с использованием электрофоретических камер VE-20 (Helicon, Россия). В результате исследований установлено, что все проанализированные образцы являются гетерогенными по компонентному составу авенина, с количеством биотипов от 2 до 14 шт. Частота встречаемости биотипов в образцах варьирует от 1,0 до 97,0%. Обнаружены блоки компонентов авенина, отсутствующие в каталоге генетической номенклатуры: по локусу Avn A – 4 блока; Avn В – 2 блока; Avn С – 1 блок. Определен их вероятный компонентный состав. Установлено высокое значение среднего генного разнообразия по всем трем локусам. Это свидетельствует об эффективном использовании в селекционном процессе генетически разнообразного исходного материала.

To assess the control of biotype constancy of naked oat varieties during cultivation, a highly effective method of electrophoresis of spare seed proteins – prolamins– is increasingly used in primary seed production. The aim of the research was to certify naked oatvarieties of the FRC “Nemchinovka” selection and to analyze their genetic diversity using alleles of avenin-coding loci.Chemical-technological, computational-constructive and statistical research methods were used in the work. The method of electrophoresis of spare alcohol–soluble proteins of oats – avenins – was used. Electrophoresis was carried out in vertical plates of 13.2% polyacrylamide gel at a constant voltage of 500 V using VE-20 electrophoretic chambers (Helicon, Russia). As a result of the conducted studies, it was found that all the analyzed samples were heterogeneous in the composition of avenin components, with the number of biotypes ranging from 2 to 14 pcs. The frequency of occurrence of biotypes in the samples varied from 1.0 to 97.0%. The blocks of avenin components missing in the catalog of genetic nomenclature were found: four blocksby Avn A locus, two blocksby Avn B locus, and one blockby Avn C locus. Their probable component composition was determined. A high value of the average gene diversity was found for all three loci. This indicates the effective use of genetically diverse source material in the breeding process.

первичное семеноводствоэлектрофорезбиотипный состав сортаголозерный овесprimary seed productionelectrophoresisbiotype composition of the varietynaked oatsReferencesБиометрия: Учебное пособие / Н.В. Глотов, Л.А. Животовский, Н.В. Хованов, Н.Н. Хромов-Борисов. – Ленинград: Ленинградский государственный университет им. А.С. Пушкина, 1982. – 263 с.Glotov N.V., Zhivotovsky L.A., Khovanov N.V., Khromov-Borisov N.N. Biometrics: Textbook. Leningrad: Leningradskiy gosudarstvenniy universitet im. A.S. Pushkina, 1982:26. (In Russ.)Изучение генетического разнообразия сортов мягкой озимой пшеницы по глиадинкодирующим локусам / А.ю. Новосельская-Драгович Л.А. Беспалова, А.А. шишкина [и др.] // Генетика. – 2015. – Т. 51, № 3. – С. 324. – DOI 10.7868/S0016675815030108.Novosel’skaya-Dragovich A.Yu., Bespalova L.A., Shishkina A.A. et al. Study of the genetic diversity of soft winter wheat varieties by gliadin-coding loci. Russian Journal of Genetics. 2015;51(3):324. (In Russ.) https://doi.org/10.7868/S0016675815030108Молекулярно-биологические исследования генофонда культурных растений в ВИРе (1967–2007 гг.) / Сост. В.В. Сидорова, А.В. Конарев. – Изд. 2-е доп. – СПб.: ВИР, 2007. 134 с.Sidorova V.V., Konarev A.V. (сomp.). Molecular biological studies of the gene pool of cultivated plants at VIR (1967–2007). 2nd ed., add. St. Petersburg: VIR, 2007:134. (In Russ.)Конарев А.В. Использование молекулярных маркеров в решении проблем генетических ресурсов растений и селекции / А.В. Конарев // Аграрная Россия. – 2006. – № 6. – С. 4–22.Konarev A.V. The use of molecular markers in solving problems of plant genetic resources and selection. Agrarnaya Rossiya. 2006;6:4–22. (In Russ.)Любимова А.В. Изучение характера наследования компонентов авенина у гибридов F2 от скрещивания сортов овса посевного сибирской селекции / А.В. Любимова // Аграрный вестник Урала. – 2022. – № 2 (217). – С. 48–59. – DOI: 10.32417/1997-4868-2022-217-02-48-59.Lyubimova A.V. Studying the nature of inheritance of avenin components in F2 hybrids from crossing oat varieties of Siberian selection. Agrarian Bulletin of the Urals. 2022;2(217):48–59. (In Russ.) https://doi.org/10.32417/1997-4868-2022-217-02-48-59Поморцев А.А. Структура полиморфизма гордеинов, контролируемых аллелями локусов HrdA и HrdB, в диком ячмене (HordeumspontaneumC. Koch) / А.А. Поморцев, А.В. Рубанович, Е.В. Лялина // Генетика. – 2022. – Т. 58, № 3. – С. 267–298. – DOI: 10.31857/S0016675822030110.Pomortsev A.A., Rubanovich A.V., Lyalina E.V. The polymorphism structure of hordeins encoded by the Hrd A and Hrd B loci in wild barley (Hordeum spontaneum C. Koch). Russian Journal of Genetics. 2022;58(3):267–298. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0016675822030110Генетический контроль авенинов и принципы их классификации / В.А. Портянко, А.А. Поморцев, Н.А. Калашник [и др.] // Генетика. – 1987. – № 23 (5). – С. 845–853.Portyanko V.A., Pomortsev A.A., Kalashnik N.A., Bogachkov V.I., Sozinov A.A. Genetic control of avenins and principles of their classification. Russian Journal of Genetics. 1987;23(5):845–853. (In Russ.)A catalog of gliadin alleles: Polymorphism of 20th-century common wheat germplasm / E. Metakovsky, V. Melnik, M. Rodriguez-Quijano [et al.] // The Crop Journal. – 2018. – V. 6, Is. 6. – P. 628–641. – DOI: 10.1016/j.cj.2018.02.003.Eugene Metakovsky, Viktor Melnik, Marta Rodriguez-Quijano, Vladimir Upelniek, Jose Maria Carrillo. A catalog of gliadin alleles: Polymorphism of 20th-century common wheat germplasm. The Crop Journal. 2018;6(6):628–641. https://doi.org/10.1016/j.cj.2018.02.003Hailegiorgis D. Allelic variation at the gliadin coding loci of improved Ethiopian durum wheat varieties / D. Hailegiorgis, C.A. Lee, S.J. Yun // Journal of Crop Science and Biotechnology. – 2017. – V. 20(4). – P. 287–293.Hailegiorgis D, Lee C.A, Yun S.J. Allelic variation at the gliadin coding loci of improved Ethiopian durum wheat varieties. Journal of Crop Science and Biotechnology. 2017;20(4):287–293.The mosaic oat genome gives insights into a uniquely healthy cereal crop / N. Kamal, N. Tsardakas Renhuldt J. Bentzer [et al.] // Nature. – 2022. – V. 606. – P. 113–119. – DOI: 10.1038/s41586-022-04732-yKamal N., Tsardakas Renhuldt N., Bentzer J. et al. The mosaic oat genome gives insights into a uniquely healthy cereal crop. Nature. 2022;606:113–119. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04732-yKapala A. Variability of electrophoretic subunit patterns of hordein proteins in spring barley (Hordeum vulgare L.) // Genetica Polonica. 1981. V. 22. N. 2. P. 163–176.Kapala A. Variability of electrophoretic subunit patterns of hordein proteins in spring barley (Hordeum vulgare L.). Genetica Polonica. 1981;22(2):163–176.Nielsen G. and Johansen H.B. Proposal for identification of barley varieties based on the genotypes for 2 hordein and 39 isoenzyme loci of 47 reference varieties // Euphytica. 1986. V. 35. P. 717–728.Nielsen G., Johansen H.B. Proposal for identification of barley varieties based on the genotypes for 2 hordein and 39 isoenzyme loci of 47 reference varieties. Euphytica. 1986;35:717–728.Nevo E., Beiles A., Storch N. Microgeographic edaphic differentiation in hordein polymorphism of wild barley // Theor. Appl. Genet. 1983. V64. P. 123–132.Nevo E., Beiles A., Storch N. Microgeographic edaphic differentiation in hordein polymorphism of wild barley. Theor. Appl. Genet. 1983;64:123–132.Nei M. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases / M. Nei, W. Li // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1979, vol. 76. pp. 5269–5273.Nei M., Li W. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1979;76:5269–5273.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.