Ocena trwałości cech pszenżyta metodą analizy elektroforetycznej białek nasion



Podobne dokumenty
Określenie indeksu odmienności odmian pszenżyta ozimego metodą porównywania diagramów elektroforetycznych gliadyn

Stabilność zabarwienia ziarna i pochewki liściowej pszenżyta ozimego w kolejnych latach rozmnożeń

Tożsamość nietypowych roślin pszenżyta na podstawie analizy elektroforetycznej i cytogenetycznej ziarniaków

Reakcja odmian pszenżyta ozimego na długoterminowe przechowywanie w banku genów

Reakcja odmian gryki na długoterminowe przechowywanie w banku genów

Genetyczne zróżnicowanie białek zapasowych kilkunastu odmian pszenżyta ozimego (X Triticosecale Wittmack)

NR 254 BIULETYN INSTYTUTU HODOWLI I AKLIMATYZACJI ROŚLIN 2009

Zdolność kiełkowania nasion lnu (Linum usitatissimum L.) w długoterminowym przechowywaniu

WPŁYW BIOLOGICZNYCH I CHEMICZNYCH ZAPRAW NASIENNYCH NA PARAMETRY WIGOROWE ZIARNA ZBÓŻ

Działania prowadzone w ramach zadania

ZAKŁAD NASIENNICTWA I NASIONOZNAWSTWA. Radzików, Błonie RYNEK NASION 2011

Porównanie reakcji nasion różnych odmian pszenicy i pszenżyta na promieniowanie laserowe

Katalog bloków białek gliadynowych polskich odmian i rodów pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.)

Zad. 2.2 Poszerzenie puli genetycznej jęczmienia

Hodowla roślin genetyka stosowana

ZAKŁAD NASIENNICTWA I NASIONOZNAWSTWA. Radzików, Błonie RYNEK NASION 2010

Nasiennictwo. Tom I. Spis treści

Struktura plonu wybranych linii wsobnych żyta ozimego

MASA WŁAŚCIWA NASION ZBÓś W FUNKCJI WILGOTNOŚCI. Wstęp. Materiał i metody

Charakterystyka zmienności cech użytkowych na przykładzie kolekcji pszenżyta

Program wieloletni: Tworzenie naukowych podstaw

Gromadzenie, charakterystyka, ocena, dokumentacja oraz udostępnianie zasobów genetycznych fasoli i soi. Podsumowanie I Etapu

Acta Sci. Pol. Technologia Alimentaria 3(2) 2004,

Analiza i upowszechnianie wiedzy o rynku nasiennym i zmian w Przepisach ISTA jako wsparcie w podejmowaniu decyzji w sektorze hodowlano nasiennym 5.

Tab.1 Powierzchnia i liczba ankietowanych pól

ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SKŁODOWSKA LUBLIN POLONIA. Ocena przydatności wybranych odmian gryki Fagopyrum esculentum Moench

Warszawa, dnia 23 maja 2017 r. Poz ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ROLNICTWA I ROZWOJU WSI 1) z dnia 15 maja 2017 r.

w badaniach rolniczych na pszenicy ozimej w Polsce w latach 2007/2008 (badania rejestracyjne, IUNG Puławy)

Ocena zmienności genetycznej linii wsobnych i mieszańcowości żyta metodą SDS-PAGE

w badaniach rolniczych na pszenżycie ozimym w Polsce w latach 2007/2008 (badania rejestracyjne, IUNG Puławy)

Współdziałanie genomów pszenicy Chinese Spring i linii wsobnych żyta w pszenżycie na przykładzie ekspresji genów kodujących prolaminy ziarniaków

ZAKŁAD NASIENNICTWA I NASIONOZNAWSTWA. Radzików, Błonie RYNEK NASION 2012

Przewidywane procedury rejestracji i kontroli uprawy odmian transgenicznych w Polsce

Wartość przechowalnicza pszenżyta ozimego oceniana testami wigorowymi

Prof. dr hab. Helena Kubicka- Matusiewicz Prof. dr hab. Jerzy PuchalskI Polska Akademia Nauk Ogród Botaniczny Centrum Zachowania Różnorodności

ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SKŁ ODOWSKA LUBLIN POLONIA

Ocena zmienności i współzależności cech ilościowych w kolekcji jarej pszenicy twardej pochodzenia afgańskiego

KARTA PRZEDMIOTU. Genetyka, hodowla roślin i nasiennictwo R.C4

Interakcja odmian pszenicy ozimej w zmiennych warunkach środowiskowych na podstawie wyników badań ankietowych

Wielkość i struktura plonu mieszanek pszenżyta z pszenicą ozimą w zależności od udziału komponentów

Zmienność białek zapasowych i cech morfologicznych wybranych dzikich gatunków żyta (Secale sp.)

REAKCJA NASION WYBRANYCH ODMIAN OGÓRKA NA PRZEDSIEWNĄ BIOSTYMULACJĘ LASEROWĄ. Wstęp

Warszawa, dnia 20 października 2015 r. Poz OBWIESZCZENIE. z dnia 22 września 2015 r.

Otrzymywanie nasion mieszańcowych pszenżyta ozimego w siewie pasowym linii cms i restorera oraz w mieszaninach tych form

PW Zadanie 3.3: Monitoring zmian zdolności chorobotwórczych populacji patogenów z kompleksu Stagonospora spp. / S.

STOSOWANIE KWALIFIKOWANEGO MATERIAŁU SIEWNEGO A EFEKTY PRODUKCJI ZBÓŻ

Ocena zdolności kombinacyjnej linii wsobnych kukurydzy

Znaczenie interakcji genotypowo-środowiskowej na plonowanie i cechy składowe plonu u wybranych gatunków zbóż ozimych

Nauka Przyroda Technologie

NR 228 BIULETYN INSTYTUTU HODOWLI I AKLIMATYZACJI ROŚLIN 2003

Czynniki warunkujące poziom plonowania pszenicy ozimej w produkcji towarowej Część II. Zróżnicowanie w zależności od rejonu i wielkości gospodarstw

KOSZTY UŻYTKOWANIA MASZYN W STRUKTURZE KOSZTÓW PRODUKCJI ROŚLINNEJ W WYBRANYM PRZEDSIĘBIORSTWIE ROLNICZYM

Analiza pozycji konkurencyjnej polskich przedsiębiorstw hodowli żyta ozimego. ANALYSE OF COMPETITIve POSITION OF POLISH WINTER RYE BREEDING COMPANIES

RYNEK NASION Raport Rynkowy

BADANIA PSZENICY Z PIKTOGRAMU W WYLATOWIE.

Wyniki doświadczeń odmianowych JĘCZMIEŃ JARY 2014, 2015

Zagrożenia ze strony grzyba Rhizoctonia solani na plantacjach buraka cukrowego

Zadanie 2.4. Cel badań:

Zadanie 3.7 Monitoring chorób grzybowych runi wybranych trwałych użytków zielonych oraz ocena stopnia porażenia nasion traw przez endofity.

Wykorzystanie nawożenia azotem przez odmianę pszenżyta ozimego Fidelio w zależności od gęstości siewu

Hodowla Roślin Strzelce Sp. z o.o. Grupa IHAR. Katarzyna Przybyłek

Postęp hodowlany i jego wykorzystanie w polskim nasiennictwie. Tadeusz Oleksiak, Edward Arseniuk IHAR- PIB Radzików, Anna Kraśniewska PIORiN

Ocena dostępności i jakości nasion warzyw z upraw ekologicznych

Zachowanie zagrożonych zasobów genetycznych roślin w rolnictwie

WYMAGANIA EDUKACYJNE PRODUKCJA ROŚLINNA Technikum Rolnicze

Ocena stabilności plonowania wybranych odmian pszenicy ozimej na podstawie wyników badań ankietowych z lat

1.4 PROWADZENIE CENTRALNEJ DŁUGOTERMINOWEJ PRZECHOWALNI NASION ZASOBÓW GENETYCZNYCH ROŚLIN UŻYTKOWYCH, PROWADZENIE HERBARIUM Grzegorz Gryziak

Wpływ niektórych czynników na skład chemiczny ziarna pszenicy jarej

Zebranie sekcji zbóż i roślin strączkowych. kwiecień, 2013 roku

Pszenżyto: w czym tkwi jego fenomen?

Tolerancyjność wybranych linii Triticum durum Desf. na toksyczne działanie jonów glinu Komunikat

Zmienność i współzależność niektórych cech struktury plonu żyta ozimego

Ocena zmienności i współzależności cech rodów pszenicy ozimej twardej Komunikat

WPŁYW SYSTEMU UPRAWY, NAWADNIANIA I NAWOŻENIA MINERALNEGO NA BIOMETRYKĘ SAMOKOŃCZĄCEGO I TRADYCYJNEGO MORFOTYPU BOBIKU

Zastosowanie nowych technologii genotypowania w nowoczesnej hodowli i bankach genów

Wyniki doświadczeń odmianowych GRYKA 2016, 2017, 2018

ROLA NOWEGO REGULATORA WZROSTU SANISAL W WYKORZYSTANIU POTENCJAŁU PLONOTWÓRCZEGO ROŚLIN UPRAWNYCH

Nano-Gro w badaniach rolniczych na rzepaku ozimym w Polsce w latach 2007/2008 (badania rejestracyjne, IUNG Puławy)

Wpływ temperatury na kiełkowanie wybranych odmian pszenżyta jarego

Krystyna Tylkowska. 4. Genetyka. I E Prof. dr hab. Zbigniew Broda Prof. dr hab. Barbara Michalik, AR Kraków.

Wykrywanie, identyfikacja i ilościowe oznaczanie GMO w materiale siewnym wyzwania analityczne i interpretacja wyników.

Ochrona herbicydowa zbóż a jakość ziarna

WPŁYW CZASU PRZECHOWYWANIA ZIARNA PSZENICY NA ZMIANĘ JEGO CECH JAKOŚCIOWYCH

WŁAŚCIWOŚCI GEOMETRYCZNE I MASOWE RDZENI KOLB WYBRANYCH MIESZAŃCÓW KUKURYDZY. Wstęp i cel pracy

Postęp w hodowli zbóż i jego wykorzystanie w polskim rolnictwie

Ocena interakcji rodów pszenżyta jarego i żyta jarego ze środowiskiem Komunikat

Konkurencja odmian zagranicznych na polskim rynku nasiennym. Competition from foreign varieties in the Polish seed market

Produkcja kwalifikowanego materiału siewnego i jego wpływ na plonowanie zbóż w województwie mazowieckim

Algorytm genetyczny (genetic algorithm)-

Pszenżyto ozime i jare - opóźniony termin siewu mgr inż. Aneta Ferfecka - SDOO Przecław

PSZENŻYTO JARE WYNIKI DOŚWIADCZEŃ

Tabela 65. Groch siewny badane odmiany w 2017 roku.

Mutacja typu Virescens u rzepaku ozimego Brassica napus L.

Polimorfizm białek gliadynowych i gluteninowych a zmienność cech technologicznych u mieszańców orkiszu i pszenicy zwyczajnej

Wyniki doświadczeń odmianowych PSZENŻYTO OZIME

Charakterystyka cech plonotwórczych mutanta karłowego fasoli zwyczajnej (Phaseolus vulgaris L.) na tle odmiany wyjściowej Bor

Definicje autora, twórcy i hodowcy odmiany rośliny uprawnej w ustawodawstwie polskim

Stabilność produktywności nasiennej kostrzewy łąkowej ze szczególnym uwzględnieniem osypywania nasion

Wykorzystanie heterozji w hodowli pszenicy

Wyniki doświadczeń odmianowych PSZENŻYTO OZIME 2017, 2018

Transkrypt:

NR 226/227/1 BIULETYN INSTYTUTU HODOWLI I AKLIMATYZACJI ROŚLIN 2003 JERZY DRZEWIECKI ELŻBIETA MAŁUSZYŃSKA Zakład Nasiennictwa i Nasionoznawstwa Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie Ocena trwałości cech pszenżyta metodą analizy elektroforetycznej białek nasion Evaluation of stabillity of triticale traits using electrophoretical analysis of seed proteins W latach 1998 2000 z nasion przedbazowych pszenżyta ozimego Bogo i Presto (zebranych w 1996 roku, wysianych jesienią 1997 roku) prowadzono reprodukcję pszenżyta w trzech punktach doświadczalnych (AR Lublin, UWM Olsztyn i LT IHAR Sandomierz). Badano elektroforetycznie białka zapasowe w materiale wyjściowym obu odmian (przechowywanym w Banku Genów) i w nasionach trzeciej generacji zebranych w 2000 roku. Gliadyny ekstrahowano z pojedynczych ziarniaków i prób zbiorczych (50 ziarniaków zmielonych razem), a gluteniny tylko z pojedynczych ziarniaków. Potwierdzono heterogenność białek zapasowych badanych nasion. Presto było jednolite pod względem obrazu prolamin i glutenin, natomiast Bogo tylko obrazu glutenin. Obydwie odmiany charakteryzowały się stabilnością obrazu prolamin i glutenin, niezależnie od miejsca reprodukcji. Po trzech latach reprodukcji obrazy białek nasion były identyczne z materiałem wyjściowym. Słowa kluczowe: białka zapasowe, elektroforeza, pszenżyto, reprodukcja, trwałość odmiany The 3 rd generation of pre-basic seed of winter triticale varieties Bogo and Presto was obtained in three locations (Lublin, Olsztyn and Sandomierz). Seeds of initial material stored in Gene Bank were sown as a control. The third generation of seeds and samples from Gene Bank were examined. The electrophoresis of prolamins and glutenins was performed for seeds collected in each location. The prolamins were extracted from singular seeds and from bulk samples (50 grains milled together). The glutenins were extracted only form singular seeds. It was confirmed that triticale seed storage proteins are heterogenous. Presto was uniform in its electrophoretic patterns of both gliadins and glutenins. Bogo was uniform only in its electrophoretic pattern of glutenin. The both varieties were stable in their electrophoretic patterns, independently on location of reproduction. After three years of reproduction the both examined varieties were identical by gliadin and glutenin patterns to the initial material. Key words: electrophoresis, reproduction, seed proteins, stability of variety, triticale Praca wykonana w ramach projektu badawczego nr 5 O6B 049 15 finansowanego przez KBN 197

WSTĘP Każda odmiana roślin uprawnych, aby mogła być wpisana do Rejestru Odmian musi być odrębna, wyrównana i trwała (Dziennik Ustaw RP nr 149, 1995). Weryfikacja tożsamości i ocena czystości genetycznej roślin na plantacjach nasiennych jest prowadzona w oparciu o cechy morfologiczne roślin. Stały wzrost liczby nowych odmian pszenżyta pochodzących często z krzyżowań materiałów genetycznie spokrewnionych utrudnia rozróżnianie odmian na podstawie morfologii roślin. Ponadto, wygląd rośliny może się zmieniać pod wpływem agrotechniki i warunków środowiska. W celu weryfikacji tożsamości i oceny czystości genetycznej nasion opracowano bardziej niezawodne i powtarzalne metody laboratoryjne. Najczęściej jest używana elektroforeza białek nasion, a zwłaszcza białek zapasowych. Białka wyższych organizmów roślinnych są kodowane przez niewielką (około 10%), ale najistotniejszą pod względem genetycznym część genomu. Loci kodujące białka zawierają praktycznie całą podstawową informację genetyczną o procesach morfogenetycznych i metabolicznych organizmu. Obraz białek zapasowych nasion jest niezależną od środowiska cechą genotypową odmiany. Białka zapasowe zostały uznane za biochemiczne markery genetyczne (Wrigley, 1970; Cooke, 1984; Konarev, 2002). Opracowano szereg metod elektroforezy białek zapasowych nasion do oceny tożsamości i czystości genetycznej nasion zbóż i innych grup roślin (ISTA Electrophoresis Handbook, 1992). W celu weryfikacji tożsamości nasion pszenicy i jęczmienia Międzynarodowe Stowarzyszenie Oceny Nasion ISTA wprowadziło metodę rozdziału prolamin na żelu poliakrylamidowym (A-PAGE), w środowisku kwaśnym, ph 3,1 (Draper, 1987). Jak dotychczas analiza elektroforetyczna prolamin pszenżyta wzbudzała mniejsze zainteresowanie badaczy i firm nasiennych. U pszenżyta Makarska (2001) rozróżniła 7 odmian przy pomocy stosowanej dla pszenicy metody A-PAGE w buforze mleczanu glinu z kwasem mlekowym. W praktyce nie bada się rutynowo prób pobranych z plantacji nasiennych, w celu oceny czystości genetycznej za pomocą metod elektroforetycznych. Nie jest to konieczne, a byłoby zbyt kosztowne (Pickett, 1988). Państwowa Inspekcja Ochrony Roślin i Nasiennictwa przeprowadza badania nasion metodami elektroforezy tylko w przypadku wątpliwości co do tożsamości nasion i ich czystości genetycznej, albo na życzenie importera. O tym, że struktura genetyczna odmian może się jednak zmieniać (tzw. dryf genetyczny) komunikują badacze zajmujący się problemem zachowania żywotności i integralności genetycznej nasion z kolekcji banków genów (Breese, 1989; Roberts, 1991). Stoyanova (1996) wykazała zmiany proporcji biotypów gliadyn u polimorficznych pszenic z kolekcji banku genów dwóch starych, kolekcyjnych i dwóch miejscowych. Alpateva i Gubareva (2002) zbadały starą, populacyjną, polimorficzną pszenicę Banatok z kolekcji VIR-u w St. Petersburgu. W obu przypadkach próby pszenic wysiewano przez trzy kolejne lata i badano dynamikę zmian częstotliwości występowania genotypów według biotypów gliadynowych. Nastąpiły istotne zmiany genetycznej struktury odmian. Przy pomocy testu przyspieszonego starzenia wykazano ponadto, że różne biotypy traciły zdolność kiełkowania z niejednakową szybkością (Stoyanova, 1996; Konarev, 1998). 198

Podstawowym problemem nasiennictwa pszenżyta jest pogarszanie się stopnia czystości nasion w kolejnych reprodukcjach na skutek zwiększenia udziału domieszek pszenicy i żyta (Grzelak i in., 1990; Kwiatkowski, 2000). Rozróżnianie ziarniaków pszenżyta i innych zbóż z reguły nie stwarza problemów, chociaż u odmian pszenżyta o ziarniakach bardzo podobnych wyglądem do pszenicy zaleca się stosować elektroforezę (Cooke i in., 1986). Wiewióra i Małuszyńska (2002) nie stwierdziły pogorszenia się wartości siewnej nasion pszenżyta ozimego odmian Bogo i Presto reprodukowanego w latach 1997 2000, w trzech różnych warunkach środowiska, który jest materiałem badawczym w niniejszej pracy. Zaobserwowano jedynie większe porażenie nasion grzybami saprofitycznymi i patogenicznymi, szczególnie z rodzaju Fusarium. Ponadto, podczas wegetacji znajdowano nielicznie rośliny nietypowe. Badania cytogenetyczne i elektroforetyczne ich ziarniaków nie potwierdziły przypuszczenia, że aneuploidalność jest przyczyną pojawiania się roślin nietypowych (Małuszyńska i in., 2001). Celem pracy było określenie trwałości cech dwóch odmian pszenżyta ozimego na podstawie badań elektroforetycznych nasion. Dokonano porównania obrazu gliadyn i glutenin nasion po trzyletnim okresie reprodukcji z obrazem gliadyn i glutenin materiału wyjściowego. MATERIAŁ I METODY W latach 1997 2000 prowadzono reprodukcję odmian Bogo i Presto w trzech punktach badawczych na polach doświadczalnych: Akademii Rolniczej w Lublinie, Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie i Instytucie Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Sandomierzu. Analizowano materiał trzeciego pokolenia materiału wyjściowego, którym były nasiona przedbazowe (dawniej superelita) zebrane w 1996 roku i wysiane jesienią 1997 roku. Co roku, przed wysiewem nasiona wzorca obu odmian przechowywane w Banku Genów poddawano elektroforezie gliadyn i glutenin. Równocześnie, część materiału wyjściowego wysiewano w każdym punkcie badawczym jako kontrolę. Obie odmiany w dwóch wariantach (reprodukcja i kontrola) wysiewano w izolacji przestrzennej na minipoletkach o wielkości 1 m 2 (4 dla każdego wariantu). Nasiona zbierano w 1998, 1999 i 2000 roku. Nasiona z wariantu reprodukcji, ze zbioru 2000 roku (trzecie pokolenie) poddano elektroforezie gliadyn i glutenin dla oceny trwałości genetycznej odmian. Ekstrakcja białek i elektroforeza Prolaminy ekstrahowano w 100 µl 70% etanolu, w dwóch kombinacjach: z pojedynczych ziarniaków (w liczbie 200 dla wzorca i po 50 ziarniaków z każdego z poletek reprodukcji, z trzech miejsc doświadczalnych) i z naważek 40 mg tzw. prób zbiorczych otrzymanych z wymieszania i zmielenia losowo wybranych 50 ziarniaków (w wariantach wzorca i reprodukcji). Rozdział białek wykonano metodą "kwaśnej" elektroforezy (A- PAGE) w 7% żelu poliakrylamidowym, z użyciem barwników fioletu metylenowego i zieleni metylowej do wyznaczania przebiegu elektroforezy (Brzeziński, 1993). 199

Gluteniny ekstrahowano 400 µl buforu Tris-HCl ph 7.85 z dodatkiem 2-merkaptoetanolu, w dwóch kombinacjach: z pojedynczych ziarniaków (w liczbie 200 dla wzorca i po 50 ziarniaków z każdego z poletek reprodukcji, z trzech miejsc doświadczalnych). Rozdział białek wykonano metodą elektroforezy SDS-PAGE w 10% żelu poliakrylamidowym, z zastosowaniem dwóch żeli zagęszczających, tzw. multistacking gels o stężeniach poliakrylamidu 4% i 6% (Brzeziński, 1993). Żele utrwalano i barwiono roztworem 0,002% Coomassie Blue R-250 z dodatkiem 5% TCA, odbarwiano 1% roztworem detergentu i suszono w folii polietylenowej nasączonej roztworem 10% glikolu etylenu. WYNIKI I DYSKUSJA Analiza obrazów elektroforetycznych uzyskanych dwiema metodami elektroforezy potwierdza heterogenny, polimorficzny charakter zapasowych białek nasion pszenżyta. Obraz gliadyn pojedynczych ziarniaków wzorca odmiany Presto był monomorficzny (jednoliniowy) i składał się z 37 prążków (spektra wszystkich ziarniaków identyczne, mogą wystąpić jedynie różnice intensywności zabarwienia prążków pomiędzy nasionami, rys. 1). Rys. 1. Elektroforegram gliadyn pojedynczych ziarniaków wzorca pszenżyta Presto i zebranych z roślin trzeciego pokolenia reprodukcji w Olsztynie (zbiór 2000) Fig. 1. The electrophoregram of gliadins of singular triticale grains (cv. Presto) of standard and collected from 3 rd generation plants in Olsztyn (yield 2000) 200

Analiza elektroforegramów prolamin pojedynczych ziarniaków wzorca odmiany Bogo wykazała zróżnicowanie fenotypu białkowego odmiany w postaci polimorfizmu (tj: dwuliniowości) w stosunku do gliadyn, ziarniaki linii pierwszej (oznaczonej "I") mają 44, a drugiej (oznaczonej "II") 45 prążków (rys. 2). Określono częstotliwość występowania linii: I 60%, II 40%. Rys. 2. Elektroforegram gliadyn pojedynczych ziarniaków wzorca pszenżyta Bogo i zebranych z roślin trzeciego pokolenia reprodukcji w Olsztynie (zbiór 2000). a linia I, b linia II. Strzałki pokazują prążki różnicujące linie Fig. 2. The electrophoregram of gliadins of singular triticale grains (cv. Bogo) collected from control and 3 rd generation plants in Olsztyn (yield 2000). I biotype I, II biotype II. The arrows show the differentiating bands Po trzech latach reprodukcji obrazy białek obydwu odmian nie zmieniły się w porównaniu z wzorcem. Pozostał ten sam układ prążków i ich liczba. Nie znaleziono różnic w obrazie ziaren pomiędzy poletkami. U odmiany Bogo nie uległa zmianie częstotliwość występowania linii I i II (rys. 2). Metoda ekstrakcji gliadyn z prób zbiorczych pszenżyta nie poprawia efektywności oceny struktury genetycznej. Niemniej łatwiejsza staje się analiza elektroforetyczna takich prób. Obrazy są bardziej wyrównane, zanikają czasami 201

występujące różnice intensywności analogicznych prążków pomiędzy nasionami, wynikające z naturalnej zmienności nasion. Powtórzenia prób zbiorczych (każde po 50 ziarniaków) dają identyczne obrazy. W elektroforegramie odmiany Bogo nie można rozróżnić dwóch linii, zanika polimorfizm gliadyn (rys. 3). Ułatwia to porównywanie na jednym żelu kilku prób (po 50 ziaren zmielonych razem) reprezentujących zbiory z różnych miejsc reprodukcji (rys. 3). Rys. 3. Elektroforegram gliadyn ekstrahowanych z ziarniaków prób zbiorczych pszenżyta Presto i Bogo wzorca (5 powtórzeń dla każdej odmiany) i trzeciego pokolenia reprodukcji w Olsztynie (Ol.), Sandomierzu (Sa.) i Lublinie (Lu.), zbiór 2000 r. Kropki pokazują lokalizację prążków różnicujących odmiany Fig. 3. The electrophoregram of gliadins extracted from grain bulk samples of triticale cv. Presto and Bogo for standard (5 replicates for each variety) and 3 rd generation plants, in Olsztyn (Ol.), Sandomierz (Sa.) and Lublin (Lu.), yield 2000. The dots show bands which differ varieties 202

Elektroforetyczną analizę białek prób zbiorczych zaleca się przede wszystkim do badań tożsamości i identyfikacji roślin obcopylnych, charakteryzujących się dużą, naturalną zmiennością genetyczną nasion, jak: żyto, życica, kostrzewa, koniczyna biała (Gardiner i in., 1986; Handbook of Variety Testing ISTA, 1992). Zaletą tej metody jest uśrednienie zmienności genetycznej odmian. Uzyskane elektroforegramy białek mogą być markerem odmiany i jej cechą tożsamościową. Obydwie odmiany były pod względem glutenin monomorficzne (tj. jednoliniowe, rys. 4, 5). Elektroforegramy składają się z 42 prążków (u Presto) i 38 prążków (u Bogo). Nie stwierdzono zmian we frakcjach glutenin obydwu odmian po trzech latach reprodukcji, ani wpływu miejsca reprodukcji na obraz białek (rys. 4, 5). U obydwu odmian nie różniły się obrazy glutenin nasion zebranych z różnych poletek. Rys. 4. Elektroforegram glutenin pojedynczych ziarniaków pszenżyta Presto wzorca i zebranych z roślin trzeciego pokolenia reprodukcji w Olsztynie(zbiór 2000). Kda marker masy cząsteczkowej w kilodaltonach Fig. 4. The electrophoregram of glutenins of singular triticale grains (cv. Presto) for standard and 3 rd generation plants in Olsztyn (yield 2000). Kda molecular weights (in kilodaltons) of reference marker proteins Rezultaty niniejszych badań pozwalają na sformułowanie twierdzenia, że w analizowanym okresie reprodukcji, stosunkowo krótkim (trzy lata), nie zaszły zmiany w strukturze genetycznej u badanych odmian pszenżyta. Odmiany te okazały się stabilne. 203

Stabilność genetyczna została zachowana zarówno u odmiany monomorficznej (Presto), jak i polimorficznej (Bogo). Nie zmieniły się nasiona wzorca z przechowalni, a przede wszystkim nasiona otrzymane z reprodukowanych roślin trzeciego pokolenia. Nie są znane z literatury prace o trwałości genetycznej pszenżyta ocenianej metodami markerów elektroforetycznych, czy to pochodzącego wprost z produkcji nasiennej, czy też reprodukowanego z przechowalni banków genów. W przypadku pszenicy zaobserwowano niepokojące zjawisko zmian genetycznych w nasionach przechowywanych w bankach genów, mimo zachowywania optymalnych warunków przechowywania (Paneva i in., 2002). Rys. 5. Elektroforegram glutenin pojedynczych ziarniaków pszenżyta Bogo wzorca i zebranych z roślin trzeciego pokolenia reprodukcji w Sandomierzu (zbiór 2000). Kda marker masy cząsteczkowej w kilodaltonach Fig. 5. The electrophoregram of glutenins of singular triticale grains (cv. Bogo) collected from control and 3 rd generation plants in Sandomierz (yield 2000). Kda molecular weights (in kilodaltons) of reference marker proteins Świadczyłoby to o znaczącym, różnicującym wpływie starzenia się nasion na ich żywotność. Zjawisko takie zaobserwowano u odmian populacyjnych, polimorficznych, wieloliniowych (ziarniaki wypadają w różnym stopniu, w zależności od linii, zatem może zmieniać się proporcja linii), a nawet u monomorficznych, jednoliniowych, z chromatyną 1R, co wykazała Peneva i wsp. (2002). Autorki wykazały, że tylko u trzech 204

(z badanych 19) odmian pszenicy ze zamienionym chromosomem 1B na 1R lub translokacją T1BL-1RS, o zróżnicowanym pochodzeniu geograficznym, reprodukowanych przez 1 2 lata nie nastąpiły zmiany genotypowe w postaci zmian fenotypu białkowego. U pozostałych, w zależności od odmiany, od 14 do 90% ziarniaków zachowywało oryginalny, zgodny z wzorcem z kolekcji obraz gliadyn i glutenin. Autorki uważają, że najczęstszą przyczyną zmian jest eliminacja materiału genetycznego chromosomu 1RS: na elektroforegramach nie widać charakterystycznego dla krótkiego ramienia chromosomu żyta 1RS układu prążków gliadynowych określanych jako blok markerowy ω234 γ5 (lub GLD 1B3). Istnieje zatem niebezpieczeństwo zmian struktury genetycznej, zawężenie zmienności odmian i utraty cennych dla hodowli i nauki cech biologicznych. Badane odmiany pszenżyta okazały się stabilne. Nie stwierdzono obniżenia zdolności kiełkowania nasion w wyniku reprodukcji (Małuszyńska, 2002). Nie nastąpiło możliwe zjawisko dryftu genetycznego. Badano tylko dwie odmiany pszenżyta, przechowywane przez krótki okres i nie można kategorycznie twierdzić, że pszenżyto zachowuje się inaczej, jest bardziej trwałe. Być może zmiany genetyczne pszenicy były spowodowane dłuższym okresem przechowywania. O ile zmiany struktury genetycznej starych odmian pszenic polimorficznych po przechowywaniu są zrozumiałe i możliwe (nierównomierny spadek kiełkowania), o tyle zastanawiające jest, że odmiany pszenic z chromatyną R reprodukowane, ulegały większym lub mniejszym zmianom. Być może w przypadku niektórych odmian zbierano materiał zanieczyszczony, tym bardziej, że Peneva i wsp. (2002) przyznaje możliwość zanieczyszczenia mechanicznego. Pod względem czystości genetycznej odmiana Beno reprodukowana w dwóch miejscach, w pierwszym okazała się całkowicie zgodna z oryginałem, a w drugim jej czystość obniżyła się do 58%. Na błąd oceny w niektórych przypadkach mogła składać się także niedostateczna liczba analizowanych nasion (10 ziaren oryginału i 20 25 z reprodukcji), gdy do analizy czystości genetycznej (odmianowej) zaleca się rozdział dla minimum 50 ziarniaków (ISTA Electrophoresis Handbook, 1992). W literaturze brak doniesień o zmianach struktury genetycznej zbóż podczas produkcji nasiennej. Jedynie Konovalov i wsp. (1992) stwierdził zmiany w proporcji biotypów glaidynowych u pszenicy jarej Akademitskaja. Cooke (inf. ustna, 2001) twierdzi na podstawie wieloletniego doświadczenia z monitorowaniem produkcji nasiennej metodą markerów białkowych, że pszenica nie wyradza się, nawet u odmian wieloliniowych. Jedynie u dwóch prób jęczmienia znaleziono w NIAB Cambridge zmiany, przypisane raczej zanieczyszczeniom w trakcie reprodukcji. Zagadnienie wyradzania odmian jest zjawiskiem złożonym. Według Krzymuskiego (1994) przyczyny genetyczne wyradzania się odmian działają słabiej niż pogarszanie się wartości siewnej nasion spowodowane warunkami środowiskowymi i agrotechnicznymi. W produkcji nasiennej pszenżyta główną przyczyną obniżania jakości nasion, a w konsekwencji i wyradzania się są zamieszania mechaniczne nasionami innych odmian pszenżyta i zbóż (Kwiatkowski, 2000). Celowa jest kontynuacja badań na następnych generacjach pszenżyta. 205

WNIOSKI 1. Nie stwierdzono różnicy obrazu elektroforetycznego białek zapasowych pomiędzy wzorcem a trzecią generacją pszenżyta odmian Bogo i Presto. 2. Odmiany Bogo i Presto były stabilne pod względem obrazu gliadyn i glutenin po trzyletniej reprodukcji. 3. W obrazie elektroforetycznym gliadyn prób zbiorczych ziarniaków odmiany Bogo nie widać polimorficznej zmienności nasion. 4. Elektroforegram gliadyn odmiany Bogo, uzyskany z prób zbiorczych nie może być wykorzystany do oceny czystości genetycznej prób ani struktury genetycznej odmian, ale może ułatwić weryfikację tożsamości i trwałości. LITERATURA Alpateva N. V., Gubareva N. K. 2002. Analiz biotipnogo sostava staromestnych sortov mjagkoj pszenicy iż kollekcii VIR v processe chranenija i reprodukcii. Agrarnaja Rossija 3: 28 30. Breese E. L. 1989. Regeneration and multiplication of germplasm resources in seed genebanks: The scientific background. IBPGR, Rome. Brzeziński W. 1993. Katalog elektroforetyczny pszenic polskich, Wiadom. Odmianoznawcze z. 54. Cooke R. J. 1984. The characterisation and identification of cultivars by electrophoresis. Electrophoresis. 5: 59 72. Cooke R. J., Smith T. M., Ainsworth C. C. 1986. Discrimination between bread wheat, durum wheat, rye and triticale by electrophoresis of seed proteins and enzymes. Seed Sci. Technol. 14: 693 704. Draper S. R. 1987. ISTA Variety committee report of the working group for biochemical tests for cultivar identification 1983 1986. Seed Sci Technol. 15: 431 434. Dziennik Ustaw RP nr 149 z 1995 r. Ustawa z dnia 24 listopada 1995 r. o nasiennictwie. Gardiner S. E., Forde M. B. 1986. The use of seed protein banding patterns for identification of pasture cultivars. Proceedings of the New Zealand J. of Agr. Res. 29: 193 206. Grzelak K., Małuszyńska E., Belotti J., Dul S. 1990. Czystość pszenżyta z plantacji nasiennych. Biul. IHAR 173/174: 185 190. Handbook of Variety Testing. Electrophoresis testing. 1992. ISTA ed. Zurich, Switzerland. Konarev A. V. 1998. Ispol`zovanije molekuljarnych markeov v rabote s geniczeskimi resursami rastenij. Sel`skochoz. Biol. 5: 3 25. Konarev A. V. 2002. Adaptativnyj charakter molekuljarnovo polimorfizma i ego ispol`zovanije v reszeniji problem geneticzeskich resursov rastenij i selkcii. Agrarnaja Rossija, 3: 4 11. Konovalov Y. B., Tukan K. F., Demkin P. P., Loshakova V. A. 1992. Izmenenija v sostave biotipov sorta bo vremja semenovodstva (na primere jarovoj pszenicy Akademija). Izvestija Timir. Sel. Akademii. 1: 65 70. Krzymuski J. 1994. Optymalizacja częstotliwości wymiany odmian i zbóż. Cz. 4. Degeneracja nasion. Biul. IHAR 189: 141 149. Kwiatkowski J. 2000. Przyczyny i skutki degeneracji pszenżyta. Postępy Nauk Rolniczych, 6: 97 108. Makarska E. 2001. Określenie indeksu odmienności odmian pszenżyta ozimego metodą porównywania diagramów elektroforetycznych gliadyn. Biul. IHAR 220: 91 98. Małuszyńska E. 2002. Trwałość odmiany pszenżyta ozimego. Hodowla Roślin i Nasiennictwo 4: 7. Małuszyńska E., Drzewiecki J., Łapiński B. 2001. Tożsamość nietypowych roślin nietypowych pszenżyta na podstawie analizy elektroforetycznej i cytogenetycznej ziarniaków. Biul. IHAR 218/219: 251 259. Peneva T. I., Mitrofanova O. P., Konarev A. V. 2002. Belkovyje markery v analize genticzeskoj stabil`nosti sortov pszenicy, soderzjajuszcich chromatin 1R rzi. Agrarnaja Rossija.3: 35 40. Pickett A. A. 1988. Factors affecting seed production of Triticale (X Triticosecale Wittm.). Plant Varieties and Seeds 1: 62 74. 206

Roberts E. H. 1991. Genetic conservation in seed banks. Biological Journal of the Linean Society. 43: 23 29. Stoyanova S. D. 1996. Variation of gliadins in wheat cultivars associated with seed survival and multiplication. Seed Sci. Technol. 24: 115 126. Wiewióra B., Małuszyńska E. 2002. Seed health of triticale in multiplication process. Proceedings of the 5 th International Triticale Symposium, v. II, June 30-July 5, 2002, Radzików, Poland. Wrigley C. W. 1970 Protein mapping by combined gel electrofocusing and electrophoresis: Application to the study of genetic variations in wheat gliadins. Biochemical Genetics 4: 509 516. PODZIĘKOWANIE Autorzy dziękują Prof..dr. hab. Szymonowi Dziambie (AR Lublin), dr. Jackowi Kwiatkowskiemu (UWM Olsztyn) i dr. Krzysztofowi Klimontowi (LT IHAR Sandomierz) za dostarczenie nasion do wykonania niniejszej pracy. 207