Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази
Aims. Hop Humulus lupulus is a commercial important plant in Ukraine. The primary commercial application of the hop plants has been in the beer brewing industry. Most important substances from hop are bitter acids. Depending on level of bitter acids hop varieties derive in aroma and bitter. The purp...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фактори експериментальної еволюції організмів |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178244 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази / А.М. Венгер, Н.Е. Волкова // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 24-27. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859630525393666048 |
|---|---|
| author | Венгер, А.М. Волкова, Н.Е. |
| author_facet | Венгер, А.М. Волкова, Н.Е. |
| citation_txt | Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази / А.М. Венгер, Н.Е. Волкова // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 24-27. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description | Aims. Hop Humulus lupulus is a commercial important plant in Ukraine. The primary commercial application of the hop plants has been in the beer brewing industry. Most important substances from hop are bitter acids. Depending on level of bitter acids hop varieties derive in aroma and bitter. The purpose of present work was to study the possibility of hop types identification according to polymorphism of chs_H1, chs2, chs3, chs4 and vps genes in sampling of 20 Ukrainian hop varieties. Methods. Cluster analysis of hop type varieties was derived by analysis of gene polymorphism using UPGMA. Reliable was calculated by Spearman coefficient. Results. The cluster analyses of 20 Ukrainian hop varieties based on gene polymorphism data resulted in pure differentiation of studied varieties into bitter and aroma clusters. Conclusions. Dependence between chs_H1, chs2, chs3, chs4 and vps genes polymorphism and type of hop variety was shown. The method of type identification of hop varieties by molecular markers was developed. The elaborated method is statistically reliable and does not need much time or expensive reagents.
Key words: Humulus lupulus, gene polymorphism, molecular markers, aroma and bitter varieties.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:10:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
24
and improve plant regeneration in barley anther culture in vitro. Investigations aimed to evaluate the
efficiency of agar substitution for new preparation of chemically modified starch D-5aM in medium for
spring barley haploid production in anther culture in vitro. Methods. Plants were grown under field
conditions. Anthers were isolated from spikes of F1 hybrids of five combinations and two model genotypes.
Inductive media were differed by gelling component. Control contained agar, two experimental variants
included chemically modified starch D-5aM at two concentrations. Results. There has been conformed
positive effect of agar substitution for less costly chemically modified starch on direct embryo formation and
regeneration efficiency. It was revealed that lower concentration of starch decrease regeneration frequency in
high responsive genotype and at the same time increased that one in cultivar possessing low androgenic
capacity. Conclusions. Obtained data indicate advantage of chemically modified starch in comparison with
agar. Perspective preparation D-5aM is recommended for application in plant biotechnology.
Key words: Hordeum vulgare L., barley, anther culture in vitro, nutrient media, agar, chemically modified
starch, morphogenesis.
УДК 633.791:575.113
ВЕНГЕР А.М., ВОЛКОВА Н.Е.
Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення,
Україна, 65036, м. Одеса, вул. Овідіопольська дорога, 3, e-mail: venger87@ukr.net
ІДЕНТИФІКАЦІЯ ТИПУ СОРТУ ХМЕЛЮ ЗВИЧАЙНОГО ЗА МОЛЕКУЛЯРНИМИ
МАРКЕРАМИ ГЕНІВ, ЩО КОДУЮТЬ ХАЛКОНСИНТАЗИ
Хміль звичайний Humulus lupulus L. –
важлива сільськогосподарська культура, що
використовується у харчовій, медичній та
парфумерній галузях. Господарське значення
хмелю звичайного обумовлене в більшій мірі
наявністю в шишках гірких α- і β-кислот та
ароматичних речовин – пренілфлавоноїдів.
Синтез даних речовин каталізується ферментами
халконсинтазами. У хмелю звичайного відомо
п’ять халконсинтаз – халконсинтаза 1
(CHS_H1), халконсинтаза 2 (CHS2),
халконсинтаза 3 (CHS3), халконсинтаза 4
(CHS4) та валерофенонсинтаза (VPS), що
кодуються генами chs_H1, chs2, chs3, chs4 та
vps, відповідно [1].
При визначенні типу сорту хмелю (гіркий
або ароматичний) використовують кількість
гірких кислот (табл.) та ефірної олії.
Пренілфлафоноїди та α- і β-кислоти не є
прекурсорами ефірної олії, проте рівень α- і β-
смол (похідних α- і β-кислот) прямо пов’язаний
з рівнем ефірної олії [2]. Визначення рівня α- та
β-кислот проводиться методами газової та
високоефективної рідинної хроматографії, яка є
дорогою та довготривалою процедурою [3].
Незважаючи на значний обсяг
молекулярно-генетичних досліджень геному
хмелю з використанням різних видів ДНК-
маркерів, огляд літератури показав відсутність
робіт, присвячених розробці молекулярних
маркерів для ідентифікації типу сорта. Тому
мета даної роботи полягала в оцінюванні
можливості ідентифікації типу сорта за
молекулярними маркерами генів chs_H1, chs2,
chs3, chs4 та vps хмелю звичайного.
Матеріали і методи
Матеріалом досліджень слугували 20
сортів хмелю звичайного селекції Інститута
сільського господарства Полісся НААН, для
яких визначено тип сорту: гіркі сорти – Альта,
Зміна, Ксанта, Кумир, Надія, Назарій,
Оболонський, Поліський, Промінь, Чаклун;
ароматичні сорти – Видибор, Гайдамацький,
Житомирський 75, Заграва, Клон 18, Оскар,
Пивовар, Полісянка, Славянка, Хмелеслав.
Таблиця. Біохімічні критерії визначення типу хмелю [2]
Тип сорту Показник ароматичний гіркий
Масова доля когумулону в складі α-кислот, % < 30 > 30
Масова доля колупулону в складі β-кислот, % < 50 > 50
Співвідношення кількості β-кислот до α-кислот, % > 0,9 < 0,7
25
Результати молекулярно-генетичного
аналізу поліморфізму генів chs_H1, chs2, chs3,
chs4 та vps (довжини продуктів ампліфікації у
п.н.) у вибірці вищенаведених сортів отримано
нами у попередніх дослідженнях[4–6].
Кластерний аналіз даних молекулярно-
генетичного аналізу проводили за допомогою
програми MEGA5 незваженим парногруповим
методом з арифметичним усередненням
(UPGMA) [7].
Достовірність перевіряли за допомогою
коефіцієнту рангової кореляції Спірмана [8] для
малих вибірок:
p = 1 – 6(Σd2 / (n3–n)),
де p – коефіцієнт кореляції рангів, d –
квадрат різниці між рангами, n – кількість ознак,
що брали участь у ранжуванні. Якщо серед
значень X (тип сорту – гіркий або ароматичний)
та значень Y (значення маркерів) зустрічається
декілька однакових, утворюються пов’язані
ранги, тобто однакові середні номера. У таких
випадках коефіцієнт Спірмана обраховували за
формулою:
p = 1 - 6(Σd2 - А – В / (n3-n -12А)(n3-n -12В)),
де А = Σ(А3
j - Aj)/12; B = Σ(B3
k – Bk)/12, j –
номера зв’язок по порядку для ознаки X; Аj –
число однакових рангів в j-й зв’язці для ознаки
X; k – номера зв’язок по порядку для значення
Y; Вk – число однакових рангів в k-й зв’язці для
значення Y.
Для того, щоб на рівні значущості б
перевірити нульову гіпотезу про дорівнювання
нулю коефіцієнта рангової кореляції Спірмана
H0; p = 0 при конкуруючій гіпотезі Hi: p ≠ 0,
обраховували критичну точку:
2
1),(
2
−
−
=
n
pktTkp α ,
де n – об’єм вибірки; p – вибірковий
коефіцієнт рангової кореляції Спірмана; t(б, к) –
критична точка двосторонньої критичної
області, яку знаходять по таблиці критичних
точок Ст’юдента, за рівнем значущості б та
числу ступенів свободи k = n -2.
Якщо |p| < Тkp – нульова гіпотеза
підтверджується. Ранговий кореляційний зв’язок
між ознаками незначущий. Якщо |p| > Tkp –
нульова гіпотеза не підтверджується, ранговий
кореляційний зв’язок між ознаками значущий.
Довірчий інтервал обраховували за
формулою:
r = p - t ((1 - p2) / √ n); p + t ((1 - p2) / √ n).
Результати і обговорення
Для кластерного аналізу використовували
сумарні дані молекулярно-генетичних
досліджень поліморфізму інтрону, 3’- нетран-
слюємого регіону та екзону 2 гена chs_H1;
інтронів генів chs2, chs3, chs4; промотора та
локуса, що складається з екзона 1, інтрона та
екзона 2, гена vps сортів хмелю звичайного
української селекції. Результат кластерного
аналізу відображений на рис.
Дендрограма містить два кластери (І і ІІ).
До кластеру I увійшли всі гіркі сорти, до
кластеру II – всі ароматичні.
Рис. Дендрограма, побудована за результатом кластерного аналізу поліморфізму генів chs_H1,
chs2, chs3, chs4 та vps сортів хмелю звичайного української селекції. І і ІІ – кластери
26
Значення критичної точки Тkp складає
0,190, значення коефіцієнта Спірмана р складає
0,881.
|p| > Tkp (0,881 > 0,19), це означає, що
нульова гіпотеза не підтверджується; ранговий
кореляційний зв’язок між ознаками значущий.
Довірчий інтервал r був (0,79; 0,97).
Таким чином, зв’язок між показником
«тип сорту» (гіркий або ароматичний) та
поліморфізмом певних регіонів генів chs_H1,
chs2, chs3, chs4 та vps хмелю звичайного є
прямим, значущим та в межах довірчого
інтервалу.
Слід зазначити, що кластерний аналіз
даних молекулярно-генетичних досліджень
поліморфізму окремих регіонів генів chs_H1,
chs2, chs3, chs4 та vps та поліморфізму окремих
генів та їх поєднань не призвів до угруппування
сортів за типом. Чітка кластеризація за типом
здійснилась тільки при використанні сумарних
даних щодо поліморфізму всіх досліджених
генів. Це означає, що для синтезу певних
кількостей когумулону, колупулону та
отримання певного співвідношення β- і α-
кислот, що призводить до формування
показника «тип сорту», важливим є алельний
стан всіх генів, що кодують халконсинтази,
chs_H1, chs2, chs3, chs4 та vps.
Висновки
Встановлено зв’язок між поліморфізмом
генів chs_H1, chs2, chs3, chs4 та vps, що кодують
халконсинтази, та показником «тип сорту».
Показано можливість використання
молекулярних маркерів, за допомогою яких
виявлено поліморфізм вищенаведених генів, для
ідентифікації ароматичного або гіркого типу
сорту. Розроблений підхід ідентифікації типу
сорту хмелю за молекулярними маркерами. є
статистично достовірним, не є дорогою і
довготривалою процедурою.
Література
1. Austin M.B., Noel J.P. The chalcone synthase superfamily of type III polyketide synthases // Natural Product
Reports. – 2003. – 20. – P. 79–110.
2. Ляшенко Н.И., Михайлов Н.Г., Рудык Р.И. Физиология и биохимия хмелю. – Житомир: «Полісся», 2004. –
С. 405.
3. Patzak J., Nesvadba V., Henychova A., Krofta K. Assessment of the genetic diversity of wild hops (Humulus
lupulus L.) in Europe using chemical and molecular analyses // Biochemical Systematics and Ecology. – 2010. –
38. – P. 136–145.
4. Венгер А.М., Волкова Н.Е., Сиволап Ю.М. Молекулярно-генетичний поліморфізм гена сhs_H1 у сортів
хмелю звичайного української селекції // Цитологія і генетика. – 2014 (у друці).
5. Венгер А.М., Волкова Н.Е. Молекулярно-генетичний поліморфізм генів сhs2, сhs3, сhs4 у сортів хмелю
звичайного української селекції // Вісник Запорізького національного університету. – 2014 (у друці).
6. Venger A., Volkova N. Molecular-genetic polymorphism of vps gene in Ukrainian hop varieties // Modern science.
– 2014 (у друці).
7. Tamura K., Peterson D., Peterson N., Stecher G., Nei M., Kumar S. MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics
Analysis using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance, and Maximum Parsimony Methods // Molecular
Biology and Evolution. – 2011. – 28, N 10. – P. 2731–2739.
8. Spearman C. The proof and measurement of association between two thing // Amer. J. Psychol. – 1987. – 100,
N 3–4. – P. 441–471.
VENGER A.M., VOLKOVA N.E.
Plant Breeding and Genetics Institute – National center of seed and cultivar investigation,
Ukraine, 65036, Odesa, Ovidiopol’s’ka doroga str., 3, e-mail: venger87@ukr.net
IDENTIFICATION OF HOP TYPE BY MOLECULAR MARKER OF CHALCONE SYNTHASE
ENCODDED GENES
Aims. Hop Humulus lupulus is a commercial important plant in Ukraine. The primary commercial
application of the hop plants has been in the beer brewing industry. Most important substances from hop are
bitter acids. Depending on level of bitter acids hop varieties derive in aroma and bitter. The purpose of
present work was to study the possibility of hop types identification according to polymorphism of chs_H1,
chs2, chs3, chs4 and vps genes in sampling of 20 Ukrainian hop varieties. Methods. Cluster analysis of hop
type varieties was derived by analysis of gene polymorphism using UPGMA. Reliable was calculated by
Spearman coefficient. Results. The cluster analyses of 20 Ukrainian hop varieties based on gene
polymorphism data resulted in pure differentiation of studied varieties into bitter and aroma clusters.
Conclusions. Dependence between chs_H1, chs2, chs3, chs4 and vps genes polymorphism and type of hop
27
variety was shown. The method of type identification of hop varieties by molecular markers was developed.
The elaborated method is statistically reliable and does not need much time or expensive reagents.
Key words: Humulus lupulus, gene polymorphism, molecular markers, aroma and bitter varieties.
УДК 577.2:58.036.5:633.11
ГАЛАЕВА М.В., ФАЙТ В.И., ГАЛАЕВ А.В., ФЕДОРОВА В.Р., СИВОЛАП Ю.М.
Селекционно-генетический институт – Национальный центр семеноведения и сортоизучения,
Украина, 65036, м. Одесса, Овидиопольская дорога, 3, e-mail: mariagal1@rambler.ru
МОРОЗОСТОЙКОСТЬ РЕКОМБИНАНТНО-ИНБРЕДНЫХ ЛИНИЙ ПШЕНИЦЫ И ЕЕ
СВЯЗЬ С АЛЛЕЛЯМИ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСОВ
Пшеница мягкая озимая – одна из
наиболее распространенных злаковых культур в
мире. Достаточный уровень зимо- и
морозостойкости определяет стабильность
урожая озимых культур и ареал
распространения конкретного сорта. В суровые
зимы на территории Украины наблюдается
значительная гибель посевов пшеницы озимой, а
на уцелевших площадях отмечены различные не
летальные повреждения растений, которые
приводят к резкому снижению урожая. Поэтому
создание сортов озимой мягкой пшеницы с
высоким генетически обусловленным уровнем
морозостойкости – одна из важных задач
селекции в Украине [1, 2].
Привлечение молекулярно-генетических
методов помогает идентифицировать и отбирать
в процессе селекции генотипы с необходимыми
генами. Использование указанных методов
позволяет выявить специфические фрагменты
ДНК, тесно сцепленные с определенными
генами морозостойкости. С помощью
молекулярных маркеров на длинных плечах
хромосом пятой гомеологической группы
локализованы главные гены морозостойкости, а
именно, гены Fr-A1 и Fr-A2 на хромосоме 5А,
Fr-B1 – на 5В и Fr-D1 – на 5D [3, 4]. Большая
часть маркеров к указанным генам были
получены с помощью достаточно трудоемкого
ПДРФ-анализа, а ПЦР-маркеры не были
эффективными для сортов украинской селекции.
Возникла необходимость в поиске новых ПЦР
маркеров к генам морозостойкости у украинских
сортов пшеницы.
В наших предыдущих исследованиях был
проведен анализ морозостойкости и
микросателлитный анализ популяций пшеницы
мягкой озимой и установлена связь аллельных
различий ряда локусов с уровнем
морозостойкости пшеницы [5, 6]. Настоящее
исследование является продолжением
указанных работ. Его цель – анализ
рекомбинантно-инбредных линий F7 пшеницы
мягкой озимой Лузановка одесская/Одесская
красноколосая по аллелям микросателлитных
(МС) локусов хромосом пятой гомеологической
группы и оценка связи аллельных различий МС-
локусов с морозостойкостью пшеницы.
Материалы и методы
Материалом для исследований служили
родительские формы и 101 рекомбинантно-
инбредная линия (РИЛ) F7 комбинации
скрещивания Лузановка одесская/Одесская
красноколосая. Лузановка одесская относится к
группе сортов с уровнем морозостойкости
«выше среднего», а Одесская красноколосая
имеет относительно «низкий» уровень
морозостойкости.
Оценку морозостойкости РИЛ проводили
с помощью искусственного промораживании
проростков и растений в фазе кущения согласно
методике [7]. Промораживание проростков
осуществляли трижды в течение 2008 года при –
12 °С.
Для определения морозостойкости
растений в фазе кущения семена РИЛ высевали
в октябре 2010 и 2011 на трехрядных участках
длиной 1 м по 50 зерен на рядок с площадью
питания отдельного растения 30х2 см2. В I
декаде февраля и I декаде марта 2011 года и I
декаде января 2012 года с поля отбирали по 25–
85 растений каждой линии и промораживали
при температуре –16 °С.
ПЦР с направленными праймерами
проводили на термоциклере «Терцик» («ДНК-
технология», Россия). Реакционная смесь
содержала буфер (67 мМ трис-НСl рН 8,8; 16,6
мМ (NH4)2SO4; 1,5 мМ МgCl2; 0,01% Tween-20);
0,2 мМ каждого dNTP; 0,25 мкМ праймера; 20 нг
ДНК; 1 ед. Taq-полимеразы. Условия реакции –
35 циклов: денатурация при 94 °С – 30 с
(начальная – 2 мин), отжиг при 55 °С, 58 °С,
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-178244 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2219-3782 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:10:20Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Венгер, А.М. Волкова, Н.Е. 2021-02-18T12:18:19Z 2021-02-18T12:18:19Z 2014 Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази / А.М. Венгер, Н.Е. Волкова // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 24-27. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178244 633.791:575.113 Aims. Hop Humulus lupulus is a commercial important plant in Ukraine. The primary commercial application of the hop plants has been in the beer brewing industry. Most important substances from hop are bitter acids. Depending on level of bitter acids hop varieties derive in aroma and bitter. The purpose of present work was to study the possibility of hop types identification according to polymorphism of chs_H1, chs2, chs3, chs4 and vps genes in sampling of 20 Ukrainian hop varieties. Methods. Cluster analysis of hop type varieties was derived by analysis of gene polymorphism using UPGMA. Reliable was calculated by Spearman coefficient. Results. The cluster analyses of 20 Ukrainian hop varieties based on gene polymorphism data resulted in pure differentiation of studied varieties into bitter and aroma clusters. Conclusions. Dependence between chs_H1, chs2, chs3, chs4 and vps genes polymorphism and type of hop variety was shown. The method of type identification of hop varieties by molecular markers was developed. The elaborated method is statistically reliable and does not need much time or expensive reagents. Key words: Humulus lupulus, gene polymorphism, molecular markers, aroma and bitter varieties. uk Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Фактори експериментальної еволюції організмів Клітинні, генні та молекулярні біотехнології Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази Identification of hop type by molecular marker of chalcone synthase encodded genes Article published earlier |
| spellingShingle | Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази Венгер, А.М. Волкова, Н.Е. Клітинні, генні та молекулярні біотехнології |
| title | Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази |
| title_alt | Identification of hop type by molecular marker of chalcone synthase encodded genes |
| title_full | Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази |
| title_fullStr | Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази |
| title_full_unstemmed | Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази |
| title_short | Ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази |
| title_sort | ідентифікація типу сорту хмелю звичайного за молекулярними маркерами генів, що кодують халконсинтази |
| topic | Клітинні, генні та молекулярні біотехнології |
| topic_facet | Клітинні, генні та молекулярні біотехнології |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178244 |
| work_keys_str_mv | AT vengeram ídentifíkacíâtipusortuhmelûzvičainogozamolekulârnimimarkeramigenívŝokoduûtʹhalkonsintazi AT volkovane ídentifíkacíâtipusortuhmelûzvičainogozamolekulârnimimarkeramigenívŝokoduûtʹhalkonsintazi AT vengeram identificationofhoptypebymolecularmarkerofchalconesynthaseencoddedgenes AT volkovane identificationofhoptypebymolecularmarkerofchalconesynthaseencoddedgenes |