Анализ иммунореактивности авенинов сортов овса посевного (Avena sativa L.), возделываемых в Западной Сибири
https://doi.org/10.26897/0021-342X-2023-5-75-87
Аннотация
Целиакия – это аутоиммунное заболевание, возникающее у генетически восприимчивых людей после употребления в пищу проламинов злаков. Единственное средство лечения целиакии – пожизненная безглютеновая диета, но ее соблюдение также может негативно сказаться на состоянии здоровья. Хорошим решением может быть включение в такую диету продуктов из овса. Однако разные сорта овса отличаются по своей иммуногенности, и важнейшее значение имеет изучение иммунореактивности их проламинов для выявления безглютеновых генотипов. Целью исследований стала оценка иммуногенности сортов и перспективных селекционных линий овса посевного, возделываемых на территории Тюменской области в период с 1929 по 2023 гг. для использования в селекции безглютеновых сортов. Определение количества глютена в зерне осуществляли методом иммуноферментного анализа с использованием тест-систем, основанных на применении антител R5 и G12. В ходе исследований было выявлено, что ни один из образцов не проявил иммунореактивности по отношению к антителу R5. При использовании антитела G12 установлено, что все проанализированные сорта относятся к безглютеновым: содержание глютена в них варьирует от 2,14 (Нидар) до 9,55 (ТМ 16–58–4) мг/кг. Особого внимания заслуживает сорт Орёл, содержание глютена в зерне которого – менее 2 мг/кг. Этот генотип является перспективным для включения в селекционный процесс на получение безглютеновых сортов. Среднее содержание глютена в образцах местной селекции составляет 5,23±0,678 мг/кг и достоверно превышает этот показатель у иностранных и инорайоннных сортов, что связано с введением в скрещивания более аллергенных сортов. Иммуногенность сортов связана с конкретными аллелями авенин-кодирующих локусов. Аллели А11, В11 и С2 могут быть перспективны в качестве маркеров безглютеновых сортов. Для успешного развития селекции безглютеновых сортов овса необходимы анализ аллельного состояния авенин-кодирующих локусов исходных генотипов и определение содержания в них глютена с антителом G12.
Ключевые слова
Об авторах
А. В. ЛюбимоваРоссия
Любимова Анна Валерьевна, заведующий лабораторией геномных исследований в растениеводстве, канд. биол. наук
625026, Тюменская обл., г. Тюмень, ул. Малыгина, 86
тел.: 8 (952) 34–108–87
Д. И. Ерёмин
Россия
Ерёмин Дмитрий Иванович, ведущий научный сотрудник лаборатории геномных исследований в растениеводстве, д-р биол. наук, доцент
625026, Тюменская обл., г. Тюмень, ул. Малыгина, 86
тел.: 89129271386
М. Н. Фомина
Россия
Фомина Мария Николаевна, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции зернофуражных культур, канд. с.-х. наук
625026, Тюменская обл., г. Тюмень, ул. Малыгина, 86
тел.: (3452) 76–40–54
Список литературы
1. Любимова А.В., Еремин Д.И., Мамаева В.С. и др. Каталог биохимических паспортов сортов овса посевного сибирской селекции // Вестник КрасГАУ. – 2022. – № 5(182). – С. 73-83. – DOI 10.36718/1819-4036-2022-5-73-83.
2. Методы определения глютена в продовольственном сырье и пищевых продуктах: Методические указания. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011. – 32 с.
3. Amador M., Iehisa J., Martín C., Losada F. Functional genomic characterization of immunogenic gluten proteins from oat cultivars that differ in toxicity for celiac disease // Proceedings of the Nutrition Society. – 2020. – 79(OCE2). – E550. DOI 10.1017/S0029665120004991
4. Cardo A., Churruca I., Lasa A. et al. Nutritional Imbalances in Adult Celiac Patients Following a Gluten-Free Diet // Nutrients. – 2021. – №13. – Pp. 2877. DOI 10.3390/nu13082877
5. CODEX STAN WHO/FAO (2008) Standard for foods for special dietary use for persons intolerant to gluten. CODEX STAN 118–1979. Adopted in 1979. Amendment: 1983 and 2015. URL: https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/sh-proxy/en/?lnk=1&url=https%253A%252F%252Fworkspace.fao.org%252Fsites%252Fcodex%252FStandards%252FCXS%2B118-1979%252FCXS_118e_2015.pdf (Дата обращения: 10.09.2023)
6. Cohen I.S., Day A.S., Shaoul R. To Be Oats or Not to Be? An Update on the Ongoing Debate on Oats for Patients with Celiac Disease // Front. Pediatr. –2019. – №7. – Pp. 384. DOI 10.3389/fped.2019.00384
7. Col Hoffmanová I., Sánchez D., Szczepanková A. et al. The Pros and Cons of Using Oat in a Gluten-Free Diet for Celiac Patients // Nutrients. – 2019. – №11. – Pp. 2345. DOI 10.3390/nu11102345
8. Colombo F., Di Lorenzo C., Biella S., et al. Ancient and Modern Cereals as Ingredients of the Gluten-Free Diet: Are They Safe Enough for Celiac Consumers? // Foods. – 2021. – №10(4). – Pp. 906. DOI 10.3390/foods10040906.
9. Comino I., Real A., de Lorenzo L. et al. Diversity in oat potential immunogenicity: basis for the selection of oat varieties with no toxicity in coeliac disease // Gut. – 2011. – №60(7). – Pp. 915-22. DOI: 10.1136/gut.2010.225268.
10. Comino I., Torres M. I., Ruiz-Carnicer A. et al. Comparative reactivity of avenins from different pure oat varieties to gluten R5 and G12 ELISA immunomethods // Proceeding of the 32 Meeting, working group on prolamin analysis and toxicity: edited by Peter Koehler. United Kingdom, 27-29 september 2018. – United Kingdom, 2019. – Pp. 39-43.
11. Daly M., Bromilow S. N., Nitride C. et al. Mapping Coeliac Toxic Motifs in the Prolamin Seed Storage Proteins of Barley, Rye, and Oats Using a Curated Sequence Database // Frontiers in Nutrition. – 2020. – №7. DOI 10.3389/fnut.2020.00087
12. Dvořáček V., Kotrbová-Kozak A., Kozová-Doležalová J. et al. Identification of Perspective Oat Cultivars with a Minimum Content of Gluten Homologous Peptides // Preprints. – 2020. – Pp. 2020100596. DOI 10.20944/preprints202010.0596.v1
13. Gell G., Bugyi Z., Florides C. G. et al. Investigation of Protein and Epitope Characteristics of Oats and Its Implications for Celiac Disease // Frontiers in Nutrition. – 2021. – №8. DOI 10.3389/fnut.2021.702352
14. Kamal N., Tsardakas Renhuldt N., Bentzer J. et al. The mosaic oat genome gives insights into a uniquely healthy cereal crop // Nature. – 2022. – №606. – Pp. 113–119. DOI 10.1038/s41586-022-04732-y
15. Kosová K, Leišová-Svobodová L, Dvořáček V. Oats as a Safe Alternative to Triticeae Cereals for People Suffering from Celiac Disease? A Review // Plant Foods Hum Nutr. – 2020 Jun. – V.75(2). – Pp.131-141. DOI 10.1007/s11130-020-00800-8.
16. Lacorn M. Determination of Gliadin as a Measure of Gluten in Food by R5 Sandwich ELISA RIDASCREEN® Gliadin Matrix Extension: Collaborative Study 2012.01 // Journal of AOAC INTERNATIONAL. – 2022. – V. 105. – I. 2. – Pp. 442–455. DOI 10.1093/jaoacint/qsab148
17. Leišová-Svobodová, L., Sovová, T. & Dvořáček, V. Analysis of oat seed transcriptome with regards to proteins involved in celiac disease // Sci Rep. – 2022. – №12. – Pp. 8660. DOI 10.1038/s41598-022-12711-6
18. Lyubimova A.V., Tobolova G.V., Eremin D.I. et al. Dynamics of the genetic diversity of oat varieties in the Tyumen region at avenin-coding loci // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. – 2020. – Vol. 24, No. 2. – Pp. 123-130. DOI 10.18699/VJ20.607.
19. Machado M.V. New Developments in Celiac Disease Treatment // Int J Mol Sci. – 2023. – №24(2). – Pp. 945. DOI 10.3390/ijms24020945.
20. Marasco G., Cirota G.G., Rossini B. et al. Probiotics, Prebiotics and Other Dietary Supplements for Gut Microbiota Modulation in Celiac Disease Patients // Nutrients. – 2020. – №12. – Pp. 2674. DOI 10.3390/nu12092674
21. Marín-Sanz M., Giménez M.J., Barro F. et al. Prolamin content and grain weight in RNAi silenced wheat lines under different conditions of temperature and nitrogen availability // Frontiers in plant science. – 2020. – V.11. – №314. – Pp. 1–11.
22. Orjiekwe O.A. Nutritional Management of Celiac Disease // J Clin Exp Immunol. – 2023. – V. 8(2). – Pp. 561-572
23. Paudel D., Dhungana B., Caffe M. et al. A Review of Health-Beneficial Properties of Oats // Foods. – 2021. – № 10. – Pp. 2591. DOI 10.3390/foods10112591
24. Roeckendorf N., Meckelein B., Scherf K. et al. Identification of novel antibodyreactive detection sites for comprehensive gluten monitoring // PLoS One. – 2017. – V.12(7). – Pp. e0181566/1-e0181566/17.
25. Silano M., Di Benedetto R., Maialetti F. et al. Avenins from different cultivars of oats elicit response by coeliac peripheral lymphocytes // Scand J Gastroenterol. – 2007. – №42. – Pp.1302-1305 DOI 10.1080/00365520701420750
26. Wieser H., Segura V., Ruiz-Carnicer Á. et al. Food Safety and Cross-Contamination of Gluten-Free Products: A Narrative Review // Nutrients. – 2021. – №13. – Pp.2244. DOI 10.3390/nu13072244
27. Yu J.M., Lee J.H., Park J.-D. et al. Analyzing Gluten Content in Various Food Products Using Different Types of ELISA Test Kits // Foods. – 2021. – №10. – Pp.108. DOI 10.3390/foods10010108
Рецензия
Для цитирования:
Любимова А.В., Ерёмин Д.И., Фомина М.Н. Анализ иммунореактивности авенинов сортов овса посевного (Avena sativa L.), возделываемых в Западной Сибири. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2023;(5):75-87. https://doi.org/10.26897/0021-342X-2023-5-75-87
For citation:
Lyubimova A.V., Eremin D.I., Fomina M.N. Analysis of the immunoreactivity of avenins in oats (Avena sativa L.) cultivated in Western Siberia. IZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY. 2023;(5):75-87. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/0021-342X-2023-5-75-87