Ivana Rukavina i sur.: Analiza kompozicije glijadinskih lokusa Hrvatske germplazme heksaploidne pšenice

Similar documents
الملخ ص. null 2* HetI. Tishreen University Journal. Bio. Sciences Series

SIMILARITY OF CULTIVARS OF WHEAT (Triticum durum) ON THE BASIS OF COMPOSITION OF GLIADIN ALLELES

POLYMORPHISM OF Gli-B1 ALLELES IN 25 KRAGUJEVAC S WHEAT CULTIVARS (Triticum aestivum L)

Genetic determination of technological quality in Triticum durum

CHARACTERIZATION OF DURUM WHEAT (TRITICUM DURUM DESF.) QUALITY FROM GLIADIN AND GLUTENIN PROTEIN COMPOSITION

DISTRIBUTION OF WHEAT PROTEIN COMPONENTS UNDER DIFFERENT GENETIC BACKGROUNDS AND ENVIRONMENTS

Baking quality parameters of wheat in relation to endosperm storage proteins

BIOHEMICAL ANALYSIS OF GLIADINS OF WHEAT Triticum диrит

Differential accumulation of gliadin proteins in wheat grain of RILs grown at two different agroclimatic conditions and their effect on loaf volume

ratio, high ω-gliadins, LMW glutenins and low α-gliadins share in total protein

GLUTENIN SUBUNITS, GLIADIN PATTERNS AND GLUTOPEAK CHARACTERISTICS OF TURKEY S DOUBLED HAPLOID WHEAT LINES

EFFECT OF GLIADINS ON QUALITY OF WHITE SALTED NOODLES

Journal of Integrative Agriculture 2017, 16(0): Available online at ScienceDirect

THE EFFECT OF IMPROVER ON DOUGH RHEOLOGY AND BREAD PROPERTIES

Agronomic and bread-making characteristics of durum wheat genotypes deriving from interspecific hybridisation with bread wheat

Sensory Evaluation of Fruit of Some Scab Resistant Apple Varieties*

Mirjana Menkovska*, Desimir Knezevic, George Lookhart Gordana Momirovic-Shurlan, Veselinka Zecevich, Dragica Zoric

Several pomological and chemical fruit properties of introduced sweet cherry cultivars in agroecological conditions of Eastern Slavonia

Seminar by Wendy Rohrer, Research Associate, CSES Thursday, September 21, :00 p.m. 246 Smyth Hall

Agrobiological and technological characteristics of variety pinot gris clone B10 and pinot gris clone rulander 2/54 in the Niš subregion

Genetic diversity analysis of faba bean (Vicia faba L.) germplasms using sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis

THE EFFECT OF IMPROVER ON DOUGH RHEOLOGY AND BREAD PROPERTIES. Agricultural Institute Osijek, Južno predgraðe 17, Osijek, Croatia

BIOCHEMICAL MARKER SECALIN FOR THE SELECTION OF RUST RESISTANCE IN WHEAT BREEDING

Impact of shoot trimming height on productive characteristics and fruit composition of Istrian Malvasia vines

BAKING QUALITY AND HIGH MOLECULAR WEIGHT GLUTENIN SUBUNIT COMPOSITION OF EMMER WHEAT, OLD AND NEW VARIETIES OF BREAD WHEAT

Susceptibility of Sweet Cherry Cultivars to Rain Induced Fruit Cracking in Region of Sarajevo

DIFFERENT STERILIZATION METHODS FOR OVERCOMING INTERNAL BACTERIAL INFECTION IN SUNFLOWER SEEDS

One class classification based authentication of peanut oils by fatty

EFFECTS OF NITROGEN AND IRRIGATION ON GLUTEN PROTEIN COMPOSITION AND THEIR RELATIONSHIP TO YELLOW BERRY DISORDER IN WHEAT (TRITICUM AESTIVUM)

Journal of Integrative Agriculture 2018, 17(0): Available online at ScienceDirect

UTJECAJ ALBUMINA I GLOBULINA NA PEKARSKU KAKVOĆU PŠENICE (Triticum aestivum L.)

Effect of Varying Protein Content and Glutenin-to-Gliadin Ratio on the Functional Properties of Wheat Dough

Use of interspecific hybridisation in quality improvement of cereals

Proizvodnja i prometovanje vina te stanje površina pod sortama Merlot, Cabernet Sauvignon i Syrah u Hrvatskoj

The relationship of Gliadin and glutenin subunits to breadmaking characteristics in winter wheat by Mohamed Ali Al-Khawlani

Abstract. Dana RAJNINCOVÁ *, Zdenka GÁLOVÁ, Lenka PETROVIČOVÁ and Milan CHŇAPEK

Josip BELJAK 1, Ana JEROMEL 1 *, Stanka HERJAVEC 1, Sandi ORLIC 2 ORIGINAL PAPER

IMPROVEMENT OF SUNFLOWER FOR CONSUMPTION. Dijana DIJANOVIĆ, Vesna STANKOVIĆ, and Ivan MIHAJLOVIĆ

Calvin Lietzow and James Nienhuis Department of Horticulture, University of Wisconsin, 1575 Linden Dr., Madison, WI 53706

INVESTIGATION OF COMPONENTS OF BAKING QUALITY OF WHEAT IN ESTONIA Anne Ingver Reine Koppel. Jõgeva Plant Breeding Institute

EVALUATION OF BIOCHEMICAL AND CHEMICO-TECHNOLOGICAL INDICATORS OF MAIN GRAINS CULTIVARS PRODUCED DURING IN ALBANIA

Exploration of Triticeae seed storage proteins for improvement of wheat endproduct

OPLEMENJIVANJE KVANTITATIVNIH SVOJSTAVA SUNCOKRETA U FUNKCIJI POVEĆANJA URODA ZRNA I ULJA. M. KRIZMANIĆ, I. LIOVIĆ, A. MIJIĆ, M. BILANDŽIĆ i T.

Evaluation of parent combinations fertility in plum breeding (Prunus domestica L.) 1

APPLICATION OF MICRO Z-ARM DOUGH MIXER IN WHEAT RESEARCH EFFECT OF PROTEIN ADDITION ON MIXING PROPERTIES OF WHEAT DOUGH

EFFECTS OF DELETIONS OF HIGH MOLECULAR WEIGHT GLUTENIN SUBUNIT ALLELES ON DOUGH PROPERTIES AND WHEAT FLOUR TORTILLA QUALITY.

SELECTION-GENETIC STUDYING ECONOMICSIGNS OF THE COTTON AND THE METH- ODSOF INCREASE OF EFFICIENCY OF CHOICE

SH2 superbinder modified monolithic capillary column for. the sensitive analysis of protein tyrosine phosphorylation

Analiza pokazatelja stanja na tr`i{tu drvnih proizvoda Republike Hrvatske

THE INFLUENCE OF CHEMICAL COMPOSITION OF MILK ON YIELD OF SEMI-HARD CHEESE

Canadian Journal of Plant Science. Registration of 7S β-conglycinin α and 11S glycinin A4 null food grade soybean Germplasm, HS-162

GENETIC DIVERSITY IN Brassica SPECIES AND Eruca sativa FOR YIELD ASSOCIATED PARAMETERS

Origin and Evolution of Artichoke Thistle in California

Where in the Genome is the Flax b1 Locus?

EFFECTS OF GLIADIN/GLUTENIN AND HMW-GS/LMW-GS RATIO ON DOUGH RHEOLOGICAL PROPERTIES AND BREAD-MAKING POTENTIAL OF WHEAT VARIETIES

Chemical composition and allergic activity of bread Relationship to non-yeast microorganisms and baking temperatures-

THE MORPHOLOGICAL PROPERTIES OF THE FLOWER AND THE PER CENT OF FERTILISED PISTILS OF PROMISING YELLOW FRUITING RASPBERRY HYBRIDS

Pointers, Indicators, and Measures of Tortilla Quality

Genotype influence on sensory quality of roast sweet pepper (Capsicum annuum L.)

Structural optimal design of grape rain shed

ZAIKA I.V. 1, SOZINOV A.A. 2, 3, KARELOV A.V. 2, KOZUB N.A. 2, FILENKO A.L. 4, SOZINOV I.A. 2 1

SUITABILITY OF WHEAT VARIETIES/LINES FOR THE PRODUCTION OF LEAVENED FLAT BREAD (NAAN)

CONVECTIVE DRYING OF THE ROOT AND LEAVES OF THE PARSLEY AND CELERY

Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku. Sveučilište u Dubrovniku. Institut Ruđer Bošković

Fernando Pistón *, Javier Gil-Humanes and Francisco Barro

Identification and Classification of Pink Menoreh Durian (Durio Zibetinus Murr.) Based on Morphology and Molecular Markers

Technology: What is in the Sorghum Pipeline

Clubroot Resistance in Brassica rapa: Genetics, Functional Genomics and Marker- Assisted Breeding

Assessment of divergence in electrophoretic mobility pattern of total seed protein in (Brassica juncea L.) germplasm using SDS- PAGE analysis

Supplementary Table 1 PHYC haplotypes of A. thaliana strains.

The effects of different doses of gluten on Rheological behaviour of dough and bread quality

BAKING QUALITY AND PROTEIN COMPOSITION OF EMMER WHEAT LANDRACES

Usporedno istraživanje korijenove mreže kod kombinacije dviju sorti i podloga jabuke

Usporedba morfoloških i fizikalnih svojstava plodova triju sorata lijeske (Corylus avellana L.)

Quality Breeding at Bread Wheat

ESTIMATION OF GENETIC DIVERSITY IN WALNUT

Quality of western Canadian flaxseed 2014

FUNCTIONAL AND TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF OAT GRAIN AND A LINE OF PROMISING FOOD PRODUCTS ON ITS BASIS

Bactrim sirup doziranje

Quality of western Canadian flaxseed 2012

QTLs Analysis of Cold Tolerance During Early Growth Period for Rice

Complementation of sweet corn mutants: a method for grouping sweet corn genotypes

Accomplishments of a. 10 Year Initiative. to Develop Host Plant Resistance to Root Knot and Reniform Nematodes in Cotton

Influence of trellis system on productive and technological characteristics of variety Victoria in Strumica vine growing district

The Effect of Almond Flour on Texture and Palatability of Chocolate Chip Cookies. Joclyn Wallace FN 453 Dr. Daniel

Comparison of blood glucose levels and allergic responses on treatment with six wheat cultivars

Evaluating a New Rapid Technique to Assess Spring Wheat Flour Performance

FRUIT CHARACTERISTICS IN WALNUT TREE POPULATION IN RELATION TO GROWING SEASON ONSET. University of Belgrade, Serbia

Regression Models for Saffron Yields in Iran

Changes of tofu structure and physical properties in coagulant concentration

New Gluten World S.r.l. Carmen Lamacchia

BATURIN S.O., KUZNETSOVA

Influence of flour quality of different extraction ratio on the rheological properties of biaxial extesnion induced by the alveograph

Preliminary observation on a spontaneous tricotyledonous mutant in sunflower

RESEARCH ON CHANGE IN PROTEIN COMPOSITION DURING DOUGH PROCESSING

WP Board 1054/08 Rev. 1

Pomološke i kemijske osobine introduciranih sorata šljive (Prunus domestica L.)

FINAL REPORT TO AUSTRALIAN GRAPE AND WINE AUTHORITY. Project Number: AGT1524. Principal Investigator: Ana Hranilovic

RUST RESISTANCE IN WILD HELIANTHUS ANNUUS AND VARIATION BY GEOGRAPHIC ORIGIN

Kakvoća toplinski tretiranih plodova mandarine (Citrus unshiu Marc., cv. Owari) nakon skladištenja

Transcription:

ANALIZA KOMPOZICIJE GLIJADINSKIH LOKUSA HRVATSKE GERMPLAZME HEKSAPLOIDNE PŠENICE Ivana RUKAVINA 1, Sonja MARIĆ 2, V.GUBERAC 2, Sonja PETROVIĆ 2, T.ČUPIĆ 3 i Cornelia TEPPER 4 1 Hrvatski centar za poljoprivredu, hranu i selo - Zavod za sjemenarstvo i rasadničarstvo Croatian Centre for Agriculture, Food and Rural Affairs Institute for Seed and Seedlings 2 Poljoprivredni fakultet Sveučilišta u Osijeku Faculty of Agriculture University of Osijek 3 Poljoprivredni institut Osijek Agricultural Institute Osijek 4 Bundessortenamt, Hannover, Njemačka SAŽETAK Kod 50 sorti heksaploidne ozime pšenice (Triticum aestivum L.) porijeklom iz Republike Hrvatske utvrđena je i analizirana kompozicija ω glijadina. Poliakrilamid gel elektroforeza (PAGE) u prisutnosti natrijeva dodecil sulfata (SDS sodium dodecyl sulphate) korištena je za identifikaciju podjedinica na Gli-B1 i Gli-D1 genlokusima. Utvrđena je najčešća kombinacija podjedinica 63+67 s frekvencijom od 64% na genlokusu Gli-B1, zatim podjedinica 66 sa frekvencijom od 16%, te nulti alel (N) s frekvencijom od 14%. Na lokusu Gli-D1 najzastupljenija podjedinica je bila 55 s frekvencijom od 94%. Broj alela po lokusu kretao se od 3 (Gli-D1) do 7 (Gli-B1), veća genetska različitost (H e =0,557) kao i veći PIC (0,529) utvrđeni su na lokusu Gli-B1, dok je znatno manja genetska različitost utvrđena na lokusu Gli-D1 (H e =0,114) kao i PIC (0,110). Ključne riječi: heksaploidna pšenica, sorta, ω glijadini, podjedinica, SDS PAGE UVOD Glutenini i glijadini zajedno čine oko 80% od ukupnih bjelančevina zrna, od čega 40% su glijadini (L a s z t i t y, 1996., S h e w r y i sur., 2003.). Glijadini su bjelančevine topive u 70-90% etanolu, a kombinacija glutenina i glijadina je značajna za postizanje krušne kvalitete pšenice. Glijadini se dijele na osnovu njihove mobilnosti u gel elektroforezi u četiri grupe α, β, γ i ω glijadine (L a e m m l i, 1970.). Kombinacije 91

različitih podjedinica glijadina omogućuju razlikovanje genotipova pšenice. Svi ω- glijadini i većina γ-glijadina su determinirani komplementarnim lokusima, dovoljno udaljenim jedno od drugih na kratkom kraku kromosoma 1 (P a y n e i sur., 1982.). Ovi lokusi označeni su kao Gli-A1, Gli-B1 i Gli-D1. Ostala tri lokusa za α- i β-glijadine nalaze se na kratkom kraku kromosoma 6. Svaki kromosom grupe 6 nosi po jedan lokus koji kodira sve α-glijadine i većinu β-glijadina. Ovi lokusi označeni su sa Gli-A2, Gli- B2 i Gli-D2 (S o z i n o v i Poperelya, 1980.). Alelne varijacije giljadinskih lokusa mogu se utvrditi uporabom PAGE ph 3,1 (acid polyacrylamide gel electrophoresis) ili SDS PAGE metode. T a n a k a i sur. (2003.) koristili su ACID PAGE metodu kako bi utvrdili elektroforetsku kompoziciju podjedinica glijadina kod linija pšenice uzgojenih u Japanu, dok su B r a n l a r d i sur. (2003.) za utvrđivanje kompozicije ω-glijadina francuske germplazme pšenice uspješno koristili SDS PAGE metodu. H a r b e r d i sur. (1985.) kao i P a y n e (1987.) utvrdili su da alelna varijacija gen lokusa glutenina i glijadina utječe na kvalitetu kruha. Također je utvrđen značajan pozitivan efekt određenih glijadinskih podjedinica na čvrstoću glutena (Metakovsky i sur., 1997.), što je potvrđeno i istraživanjima X u i sur. (2007.) te W a n g i sur. (2008.). Altenbach i Kothari (2007.) zabilježili su da ω-glijadini reagiraju na pristupačnost dušika, faktor koji može utjecati na kvalitetu pšenice različite genetske osnove uzgajane u različitim okolinskim uvjetima. Kompozicija glijadinskih lokusa i genetski polimorfizam glijadina koristio se za procjenu genetske varijabilnosti unutar nekoliko germplazmi u Australiji (Metakovsky i sur., 1990.), Italiji (Metakovsky i sur., 1994.), Francuskoj (Metakovsky i Branlard, 1998.) i Španjolskoj (Metakovsky i sur., 2000.). Cilj ovog istraživanja je analiza kompozicije ω glijadinskih lokusa hrvatske germpalzme heksaploidne pšenice. MATERIJAL I METODE Istraživanje je provedeno na 50 sorti heksaploidne ozime pšenice (Triticum aestivum L.) porijeklom iz Republike Hrvatske. Pri izboru sorti uključeno je svih pet hrvatskih oplemenjivačkih kuća te je odabir napravljen prema zastupljenosti sorti na tržištu i značajnosti u proizvodnji. U istraživanje je bilo uključeno 17 sorti Poljoprivrednog instituta iz Osijeka, 15 sorti Bc instituta za oplemenjivanje i proizvodnju bilja d.d. Zagreb, 12 sorti tvrtke Agrigenetics d.o.o., 4 sorte tvrtke Jošt sjeme-istraživanja d.o.o. Križevci i 2 sorte Agronomskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu, te 8 standardnih sorti primjera (Alidos, Carolus, Cortez, Herzog, Idol, Kanzler, Leiffer i Renan) korišteno je za utvrđivanje ekspresije alela na ω glijadinskih lokusima. Poliakrilamid gel elektroforeza (PAGE) u prisutnosti natrijeva dodecil sulfata (SDS sodium dodecyl sulphate) prema BSA vodiču za elektroforezu pšenice (Bundessortenamt, 2007.) korištena je za analizu kompozicije ω glijadina. Za SDS-PAGE metodu utvrđivanja ω-glijadina koristila su se 32 zrna po ispitivanoj sorti i 92

dodatno po dva zrna osam standardnih sorti primjera. Količina od 200µl ekstrakcijske otopine (etilen glikol, urea, CHAPS i deionizirana voda) za ekstrakciju glijadina dodana je po jažici mikrotitarske ploče i inkubirana jedan dan u hladnjaku. Mikrotitarska ploča se inkubirala na sobnoj temperaturi tijekom noći, nakon čega se zamrznula do izvođenja SDS-PAGE elektroforeze. Gel elektroforeza obavljena je na uređaju "Multigel Modell BSA" (Biometra, Göttingen) u sljedećim uvjetima: 250 V, 20 ma, 20 min, 15 C, koristeći za svaku sortu četiri pripremljena gela veličine 60 mm x 110 mm x 1 mm. Za pripremu četiri odvojena gela izmiješana je sljedeća otopina: 30 ml razdvajajućeg gel pufera (TRIS i deionizirana voda), 1.2 ml deionizirana voda, 12.5 ml 40% akrilamid otopina, 3.2 ml 2% BIS otopina i 0,5 ml 10% SDS otopina i na kraju je slijedila polimerizacija dodavanjem TEMED-a i 2% APS otopine. Za bojanje gelova koristila se Coomassie Blue G 250 i R 250 boja. Slika 1. SDS PAGE elektroforegram ω glijadinskih lokusa sorte primjera Kanzler i Renan (izvor: BSA vodič za elektroforezu pšenice) Figure 1 SDS PAGE electrophoregram of ω- gliadins loci at example varieties Kanzler and Renan (source: BSA guideline for wheat electrophoresis) Slika 2. Prikaz bandova ω glijadinskih lokusa u odnosu na sortu primjer Kanzler (izvor: BSA vodič za elektroforezu pšenice) Figure 2 Display of bands at ω- gliadins loci according to example variety Kanzler (source: BSA guideline for wheat electrophoresis) Identifikacija kompozicije ω glijadina na lokusima Gli-B1 i Gli-D1 (Slika 1. i Slika 2.) također je urađena prema BSA vodiču za elektroforezu pšenice (2007.). 93

Utvrđivanje podjedinica ω glijadinskih lokusa napravljeno je usporedbom sa standardnim sortama primjerima (Tablica 1.). Tablica 1. Obilježavanje lokusa, podjedinica ω-glijadina te ocjena prema BSA vodiču za elektroforezu pšenice Table 1.Marking of loci, ω-gliadin subunits and mark according to BSA guideline for wheat electrophoresis Lokus Loci Gli-B1 Podjedinice Subunits 63+67 N 66 61 63 60 64+67 55 59 56+59 55+56+59 Sorta primjer Example varieties Kanzler,Alidos,Ritmo Gorbi,Herzog Renan Tambor Enorm Cortez Idol Kanzler Renan Carolus Leiffer Ocjena BSA Mark BSA 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 Gli-D1 Za oba ispitivana lokusa izračunata je frekvencija alela. Programom Powermarker ver.3.25 (L i u, 2002.) analizirana je genetska različitost (H e ) polimorfnost genlokusa na osnovu ukupnog i prosječnog broja alela po genlokusu (N a ) te je procjenjen polimorfizam (PIC Polymorphic information content index) za svaki lokus. Genetski varijacijski koeficijent (N e i, 1973.) odnosno genetska različitost (H e ) procijenjena je za svaki lokus uporabom formule: gdje predstavlja učestalost alela i, a I predstavlja ukupni broj alela. REZULTATI I RASPRAVA Rezultati utvrđenog sastava podjedinica ω glijadinskih lokusa Gli-B1 i Gli-D1 ispitivanih sorata heksaploidne ozime pšenice nalaze se u Tablici 2. Analizom sastava i udjela podjedinica na ω-glijadinskom lokusu Gli-B1 (Tablica 3.) utvrđena je najčešća kombinacija podjedinica 63+67 s frekvencijom od 64% odnosno kod 32 sorte (Gabi, Mura, Atena, Nika, Matea, Anika, Dea, Una, Sana, Adriana, Zdenka, Nina, Prima, Bc Antea, Bc Elvira, Bc Mira, Bc Renata, Bc Lidija, Žitarka, Srpanjka, Barbara, Golubica, Super Žitarka, Lucija, Panonka, Alka, Janica, Seka, Katarina, Felix, Zlata, Olimpija i Nova Žitarka). Slijedi podjedinica 66 s frekvencijom od 16%, prisutan kod 8 sorti 94

(Kalista, Ema, Banica, Mihelca, Aura, Bc Lira, Bc Irena i Ilirija), te nulti alel (N) s frekvencijom od 14% odnosno utvrđen kod 7 sorti (Fiesta, Mura, Helia, Marija, Koleda, Talia i Aida). Kod dvije sorte (Cerera i Divana) utvrđena je podjedinica 60 odnosno frekvencija od 4%, te kod jedne sorte (AFZG KARLA) je utvrđena podjedinica 61 odnosno frekvencija od 2%. Na lokusu Gli-D1 najzastupljenija podjedinica je bila 55 s frekvencijom 94% odnosno kod 47 sorata, što je sukladno istraživanjima B r a n l a r d i sur. (2003.) te B r a d o v a i Šašek (2005.). Kod dvije sorte (Aura i Bc Lira) utvrđena je podjedinica 59 (4%), te kod jedne sorte (Mihelca) utvrđene su podjedinice 55+56+59 (2%). Genetski polimorfizam glijadina istraživan je u različitim zemljama u svrhu identifikacije sorti pšenice. Polimorfnost lokusa i genetska različitost hrvatske germplazme pšenice analizirana je na osnovu broja alela (N a ), genetske različitosti (H e ) i polimorfizma (PIC) (Tablica 4.). Broj alela po lokusu kretao se od 3 (Gli-D1) do 7 (Gli- B1), te je prosječno iznosio je 5,00. Drugačije su utvrdili B r a d o v a i Šašek (2005.) kod čeških pšenica gdje je utvrđeno 7 alela na lokusu Gli-D1, te M e t a k o v s k y i sur. (2000.) kod španjolskih pšenica gdje je utvrđeno 10 alela na Gli-D1. Tablica 2. Sastav i ocjena podjedinica ω-glijadinskih lokusa ispitivanih sorata pšenice Table 2 ω-gliadin subunits compositions and mark of tested varieties Br/Nr Sorta / Variety Gli-B1 Ocjena*/ Mark* Gli-D1 Ocjena*/Mark* 1 FIESTA N 2 55 1 2 GABI 63+67 1 55 1 3 MURA N 2 55 1 4 ATENA 63+67 1 55 1 5 NIKA 63+67 1 55 1 6 HELIA N 2 55 1 7 KALISTA 66 3 55 1 8 MATEA 63+67 1 55 1 9 ANIKA 63+67 1 55 1 10 DEA 63+67 1 55 1 11 UNA 63+67 1 55 1 12 EMA 66 3 55 1 13 BANICA 66 3 55 1 14 AFZG KARLA 61 4 55 1 15 SANA 63+67 1 55 1 16 ADRIANA 63+67 1 55 1 17 MARIJA N 2 55 1 18 MIHELCA 66 3 55+56+59 4 95

Br/Nr Sorta / Variety Gli-B1 Ocjena*/ Mark* Gli-D1 Ocjena*/Mark* 19 ZDENKA 63+67 1 55 1 20 AURA 66 3 59 2 21 NINA 63+67 1 55 1 22 PRIMA 63+67 1 55 1 23 BC ANTEA 63+67 1 55 1 24 BC ELVIRA 63+67 1 55 1 25 BC MIRA 63+67 1 55 1 26 BC RENATA 63+67 1 55 1 27 BC LIDIJA 63+67 1 55 1 28 BC LIRA 66 3 59 2 29 BC IRENA 66 3 55 1 30 CERERA 60 6 55 1 31 DIVANA 60 6 55 1 32 KOLEDA N 2 55 1 33 TALIA N 2 55 1 34 ŽITARKA 63+67 1 55 1 35 SRPANJKA 63+67 1 55 1 36 BARBARA 63+67 1 55 1 37 GOLUBICA 63+67 1 55 1 38 SUPER ŽITARKA 63+67 1 55 1 39 LUCIJA 63+67 1 55 1 40 PANONKA 63+67 1 55 1 41 ALKA 63+67 1 55 1 42 JANICA 63+67 1 55 1 43 AIDA N 2 55 1 44 SEKA 63+67 1 55 1 45 KATARINA 63+67 1 55 1 46 FELIX 63+67 1 55 1 47 ZLATA 63+67 1 55 1 48 ILIRIJA 66 3 55 1 49 OLIMPIJA 63+67 1 55 1 50 NOVA ŽITARKA 63+67 1 55 1 * Ocjena prema BSA vodiču za elektroforezu pšenice / Mark according to BSA guideline for wheat electrophoresis 96

Tablica 3. Frekvencije podjedinica ω-glijadinskih lokusa ispitivanih sorata pšenice Table 3 Frequency of ω-gliadin subunits of tested wheat varieties Gli-B1 Gli-D1 Podjedinica /Subunit Frekv.% / Freq.% Podjedinica / Subunit Frekv.% / Freq.% 63+67 64 55 94 N 14 59 4 66 16 55+56+59 2 61 2 60 4 Tablica 4. Ispitivani lokusi pšenice, broj alela (N a), genetska različitost (H e) i polimorfizam (PIC) Table 4 ω-gliadin loci of wheat, number of allels (N a), genetic diversity (H e) and polymorphism (PIC) Lokus / Loci PIC Gli-B1 7 0,557 0,529 Gli-D1 3 0,114 0,110 Prosjek / Average: 5,00 0,335 0,319 Kod australske germpalze pšenica identificirano je 6 alela na lokusu Gli-B1, te 5 alela na lokusu Gli-D1 (M e t a k o v s k y i sur., 1990.), dok je kod francuske germplazme pšenice identificirano 13 alela na Gli-B1 lokusu i 9 alela na Gli-D1 lokusu (B r a n l a r d i sur., 2003.). Kod ispitivanih sorti porijeklom iz oplemenjivačkog centra Kragujevac, Srbija utvrđeno je 6 alela na Gli-B1 lokusu sa frekvencijom u rasponu od 4 do 44%, te 5 alela na Gli-D1 lokusu sa frekvencijom u rasponu 4% do 52% (K n e ž e v i ć i sur., 2006.; K n e ž e v i ć i sur., 2007.). Veća genetska različitost (H e = 0,557) kao i veći PIC (0,529) kod ispitivanih sorti u ovom istraživanju utvrđeni su na lokusu Gli- B1, dok je znatno manja genetska različitost utvrđena na lokusu Gli-D1 (H e = 0,114) kao i PIC (0,110). Prosječna genetska različitost (H e ) unutar ispitivanih sorata iznosila je 0,335, a polimorfizam (PIC) 0,319. U istraživanju B r a n l a r d a i sur. (2003.) utvrđen je visok indeks genetske različitosti (H e = 0,714) kod ω glijadinskih lokusa francuskih pšenica, te također S e w a i sur. (2005.) uporabom ACID PAGE metode kod indijskih pšenica zabilježili su ekstenzivni polimorfizam (H e = 0,875). Obzirom da se radi o istraživanjima na različitim biljnim materijalima, za očekivati je da se dobiveni rezultati i razlikuju. Također su kod spelta pšenice C a b a l l e r o i sur. (2004.) zabilježili ekstenzivni polimorfizam kompozicije ω-glijadina (N a =3,80; H e =0,595). 97

Posljednjih godina zamjetan je i broj istraživanja kompozicije glijadinskih lokusa kod durum pšenica, te je tako osim S e w a i sur. (2005.) visok indeks genetske različitosti (H e = 0,892) utvrđen je i kod durum pšenica porijeklom iz sjeverozapadnog Irana i Azerbajdžana (Z a e f i z d a d e h i sur., 2010.). D j u k i ć i sur. (2011.) su analizirali kompoziciju 21 sorte durum pšenice porijeklom iz različitih zemalja svijeta uporabom ACID PAGE metode, te su identificirali 27 različitih Gli- alela (5 alela na Gli-A1, 4 na Gli-B1, 9 na Gli-A2 i 9 na Gli-B2). Opće je poznato da je analiza glijadina uporabom ACID PAGE metode pokazala bolje rezultate nego SDS PAGE metoda prilikom otkrivanja mutacija koje utječu na veličinu i punjenje ovih proteina, no ipak za analizu kompozicije glijadina kao i glutenina, korištenje SDS PAGE predstavlja jednostavnu metodu za identifikaciju alela i analizu kompozicije skladišnih proteina koji se nalaze na kratkom kraku komosoma 1 (P a y n e i sur., 1982; D u P o n t i sur., 2000.; B r a n l a r d i sur., 2003.). U ovom istraživanju utvrđen je velik polimorfizam ω-glijadinskog lokusa Gli-B1, te sukladno i drugim istraživanjima (M e t a k o v s k y i sur., 2000.; B r a n l a r d i sur., 2003.; C a b a l l e r o i sur., 2004.; B r a d o v a i Šašek, 2005.; D j u k i ć i sur.. 2011.) glijadinski aleli se smatraju vrlo pogodnima za identifikaciju i razlikovanje genotipova pšenice. ZAKLJUČAK Analizom kompozicije ω-glijadinskih lokusa 50 sorti heksaploidne pšenice porijeklom iz Hrvatske utvrđena je najčešća kombinacija podjedinica 63+67 s frekvencijom od 64% na genlokusu Gli-B1, zatim podjedinica 66 sa frekvencijom od 16%, te nulti alel (N) s frekvencijom od 14%. Na lokusu Gli-D1 najzastupljenija podjedinica je bila 55 s frekvencijom od 94%. Broj alela po lokusu kretao se od 3 (Gli-D1) do 7 (Gli-B1). Veća genetska različitost (H e = 0,557) kao i veći PIC (0,529) utvrđeni su na lokusu Gli-B1, dok je znatno manja genetska različitost utvrđena na lokusu Gli-D1 (H e = 0,114) kao i PIC (0,110). Kombinacije podjedinica sa visokom frekvencijom mogu biti rezultat križanja odnosno direktne selekcije u odnosu na poželjna genetska, morfološka, fiziološka i tehnološka svojstva. U budućnosti oplemenjivačke prakse vrlo je značajno uspostaviti vezu između glijadinskih lokusa i bioloških svojstava, jer glijadini imaju značajnu vrijednost kao genetski markeri kod pšenice. 98

GLIADIN LOCI COMPOSITION ANALYSIS OF CROATIAN HEXAPLOID WHEAT GERMPLASM SUMMARY The composition of ω gliadins was identified and analyzed in 50 varieties of hexaploid winter wheat (Triticum aestivum ssp. vulgare L.) originated from the Republic of Croatia. Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) in presence of sodium dodecyl sulfate (SDS) was used for determination of subunits at Gli-B1 i Gli-D1 genloci. The most common combination of subunits at genloci Gli-B1 was 63+67 with frequency of 64%, then subunit 66 with frequency of 16% and null allele (N) with frequency of 14%. At Gli-D1 loci the most frequent subunit was 55 with presence at 94% in tested varieties. Number of allels per loci was from 3 (Gli-D1) to 7 (Gli-B1), high genetic diversity (H e = 0,557) and high PIC (0,529) were estimated at loci Gli-B1, while significantly lower genetic diversity was estimated at loci Gli-D1 (H e = 0,114) and PIC (0,110). Key words: hexaploid wheat, variety, ω gliadins, subunits, SDS PAGE LITERATURA - REFERENCES 1. Altenbach, S.B., Kothari, K.M. (2007): Omega gliadin genes expressed in Triticum aestivum vc.butte 86: Effects of post-anthesis fertilazer on transcript accumulation during grain development. J.Cereal Science, 46:169-177. 2. Bradová, J., Šašek, A. (2005): Diversity of Gliadins and HMW Glutenin Subunits in Czech Registered Wheat Varieties. Czech J.Genet. Plant Breed., 41: 1-4. 3. Branlard, G., Dardevet, M., Amiour, N., Igrajes, G. (2003): Allelic diversity of HMW and LMW gluteninsubunits and omegagliadins in french bread wheat (Triticum aestivum L.). Genet.Resour.Crop Evol.50: 669-679. 4. Bundessortenamt (2007): Guidelines for the Conduct of Electrohoresis Tests for Distinctness, Uniformity and Stability of Wheat. 5. Caballero, L., Martin, L.M., Alvarez, J.B. (2004): Variation and genetic diversity for gliadin in Spanish spelt wheat accessions. Genetic Resources and Crop Evolution, 51: 679-686. 6. Dupont, F.M., Vensel, W.H., Chan, R., Kasarda, D.D. (2000): Characterization of the 1B-type ω gliadins from Triticum aestivum cultivar Butte. Cereal Chem. 77: 607-614. 7. Đukić, N., Knežević, D., Horvat, D. (2011): Similarity of cultivars of wheat (Triticum durum) on the basis of composition of gliadin allels. Genetika, 43(3): 527-536. 8. Harberd, N.P., Bartels, D., Thomson, R.D. (1985): Analysis of the gliadin multigene loci in bread wheat using nullisomic-tetrasomie lines. Mol.Gen.Genet., 198: 234-242. 9. Knežević, D., Yurievna- Dragovich, A., Đukić, N. (2006): Polymorphism of Gli-B1 allels in 25 Kragujevac's wheat cultivars (Triticum aestivum L.). Kragujevac J.Sci., 28: 147-152. 99

10. Knežević, D., Novoselskaya- Dragovich, Yu. A. (2007): Polymorphism of Gli-D1 allels of Kragujevac's winter wheat cultivars (Triticum aestivum L.). Genetika, 39(2): 273-282. 11. Laemmli, S. (1970): Cleavage of structural proteins during assembly oh the head of bacteriophage T4. Nature, 227: 680-685. 12. Lásztity, R. (1996): The chemistry of cereal proteins. CRC Press, USA, 2nd edition: 1-328. 13. Liu, J. (2002): Powermarker A powerful software for marker data analysis. North Carolina State University, Bioinformatics Research Center, Relaigh, NC (http/powermarker.net). 14. Metakovsky, E.V., Wrigley, C.W., Bekes, F., Gupta, R.B. (1990): Gluten polypeptides as useful genetic markers in Australian wheats (Triticum aestivum). Australian Journal of Agriculture Research, 41: 289-306. 15. Metakovsky, E.V., Pogna, N.E., Biancardi, A.M., Redaelli, R. (1994): Gliadin allele composition of common wheat cultivars grown in Italy. Journal of Genetics and Breeding, 48: 55-66 16. Metakovsky, E.V., Annicchiarico, P., Boggini, G., Pogna, N.E. (1997): Relationship between gliadin allels and dough strength in Italian breda wheat cultivars. Journal of Cereal Science, 25: 229-236. 17. Metakovsky, E.V., Branlard, G. (1998): Genetic diversity of French common wheat germplasm based on gliadin allels. Theoterical and Applied Genetics, 96: 209-218. 18. Metakovsky, E.V., Gómez, M., Vázquez, J.F., Carrillo, J.M. (2000): High genetic diversity of Spanish common wheat as judged from gliadina allels. Plant breeding, 119: 37-42. 19. Nei, M. (1973): Analysis of gene diversity in subdivided populations. Proceedings of national Academy of Science USA 70: 3321-3323. 20. Payne, P.I., Holt, L.M., Worland, A.J., Law, C.N. (1982): Structural and genetical studies on the HMW subunits of wheat glutenin. Part III. Telocentric mapping of the subunit genes on the long arms of the homoelogus group I chromosomes. Theoretical and Applied Gebetics, 63: 129-138. 21. Payne, P.I. (1987): Genetics of wheat storage proteins and the effect of allelic variation on bread-making quality. Annual Review of Plant Physiology, 38: 141-153. 22. Sewa, R., Jain, N., Dawar, V., Singh, R.P., Shoran, J. (2005): Analysis of Acid-PAGE gliadin pattern of Indian wheats (Triticum aestivum L.) representing different enviroments and periods. Crop Science, 45: 1256-1263. 23. Shewry, P.R., Halford, N.G., Lafiandra, D. (2003): Genetics of wheat glutenin proteins. Adv Genet 49: 111-184. 24. Sozinov, A.A., Poperelya, F.A. (1980): Genetic clasification of prolamines and its use for plant breeding. Ann.Technol.Agric., 29: 229-245. 25. Tanaka, H., Tomita, M., Tsujimoto, Y., Yasumuro, Y. (2003): Limited but specific variations of seed storage proteins in Japanese common wheat (Triticum aestivum L.). Euphytica, 132: 167-174. 26. Wang, A., Gao, L., Li, X., Zhang, Y., He, Z., Xia, X., Zhang, Y., Yan, Y. (2008.): Chatacterization of two 1D-encoded-ω gliadin subunits closely realted to dough strength and pan bread-making quality in common wheat (Triticum aestivum L.). J.Cereal Science, 47:528-535. 27. Xu, J., Bietz, J.A., Carriere, C.J. (2007): Viscoelastic properties of wheat gluiadin and glutenin suspensions. Food Chemistry, 101: 1025-1030. 28. Zaefizadeh, M., Jamaati- e - Somarin, S., Ojaghi, J., Seyedi, S.M., Zabihi- e - Mahmoodabad, R., Ochi, M. (2010): Genetic diversity for gliadin patterns of durum wheat landraces in the Northwest of Iran and Azerbaijan. Pasq.agropec.bras. 45 (12): 1425-1432. 100

Adresa autora - Author's address: Primljeno-Received: Dr. sc. Ivana Rukavina 21. 01. 2013. Hrvatski centar za poljoprivredu, hranu i selo Zavod za sjemenarstvo i rasadničarstvo Usorska 19, Brijest - Osijek Tel. 385 31 27 57 18 Fax. 385 31 27 57 16 E-mail: ivana.rukavina@hcphs.hr Prof.dr.sc. Sonja Marić Prof.dr.sc. Vlado Guberac Doc.dr.sc. Sonja Petrović Poljoprivredni fakultet Sveučilišta u Osijeku Kralja Petra Svačića 1d, Osijek Dr.sc. Tihomir Čupić Poljoprivredni institut Osijek Južno predgrađe 17, Osijek Dipl. biol. Cornelia Tepper Bundessorteamt Osterfelddamm 80, Hannover Njemačka 101

102