Использование метаболомного профилирования для оценки образцов Aegilops tauschii Coss. различного географического происхождения из коллекции ВИР

Актуальность. Aegilops tauschii Coss. – диплоидный вид злаков, который является носителем генома D полиплоидной пшеницы, обусловливающего хлебопекарные свойства мягкой пшеницы. A. tauschii часто используется для селекционного улучшения старых и создания новых сортов Triticum aestivum L. В коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) содержится более 5000 образцов 27 видов рода Aegilops L. различного эколого-географического происхождения. Выявление образцов –доноров хозяйственно ценных признаков предполагает углубленное изучение коллекционного материала, в том числе выявление зависимости биохимических показателей от региона происхождения образца. Для оценки различий образцов семян A. tauschii, происходящих из регионов с контрастными климатическими условиями, применили метод метаболомного профилирования.
Материалы и методы. Материалом для изучения послужили два контрастных по происхождению образца A. tauschii из коллекции ВИР: к-1958 из Ирана и к-340 из Азербайджана, выращенные на Дагестанской опытной станции – филиале ВИР.
Результаты и заключение. Установлена достоверность отличий метаболомных профилей образцов зерновок A. tauschii, происходящих из регионов с контрастным климатом: субтропический полусухой (Азербайджан) и субтропический влажный (Иран).

1. Kalia B., Wilson D.L., Bowden R.L., Singh R.P., Gill B.S. Adult plant resistance to Puccinia triticina in a geographically diverse collection of Aegilops tauschii. Genetic Resources and Crop Evolution. 2017;64(5):913-926. DOI: 10.1007/s10722-016-0411-2

2. Колесова М.А., Чикида Н.Н., Белоусова М.Х., Тырышкин Л.Г. Эффективная устойчивость образцов рода Aegilops L. к мучнистой росе. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(3):135-140. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-3-135-140

3. Конарев В.Г. Белки пшеницы. Москва: Колос; 1980.

4. Loskutov I.G., Shelenga T.V., Konarev A.V., Khoreva V.I., Kerv Y.A., Blinova E.V. et al. Assessment of oat varieties with different levels of breeding refinement from the Vavilov Institute’s collection applying the method of metabolomic profiling. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2022;183(1):104-117. DOI: 10.30901/2227-8834-2022-1-104-117

5. Majka M.M., Kwiatek M.T., Majka J., Wisniewska H. Aegilops tauschii accessions with geographically diverse origin show differences in chromosome organization and polymorphism of molecular markers linked to leaf rust and powdery mildew resistance genes. Frontiers in Plant Science. 2017;8:1149. DOI: 10.3389/fpls.2017.01149

6. Malysheva N.Yu., Shelenga T.V., Solovyeva A.E., Nagiev T.B., Kovaleva N.V., Malyshev L.L. Metabolomic approach to investigate Dactylis glomerata L. from the VIR collection. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2023;27(2):111-118. DOI: 10.18699/VJGB-23-16

7. Niu Z., Chao S., Cai X., Whetten R.B., Breiland M., Cowger C. et al. Molecular and cytogenetic characterization of six wheat-Aegilops markgrafii disomic addition lines and their resistance to rusts and powdery mildew. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1616. DOI: 10.3389/fpls.2018.01616

8. Плотникова Л.Я., Пожерукова В.Е., Кнауб В.В., Лысенко Н.С. Устойчивость видов родов Triticum и Aegilops к засухе и грибным болезням в Западной Сибири. Вестник Омского ГАУ. 2022;3(47):49-63. DOI: 10.48136/2222-0364_2022_3_49

9. Puzanskiy R.K., Shavarda A.L., Tarakhovskaya E.R., Shishova M.F. Analysis of metabolic profile of Chlamydomonas reinhardtii cultivated under autotrophic conditions. Applied Biochemistry and Microbiology. 2015;51(1):83-94. DOI: 10.1134/S0003683815010135

10. Rakszegi M., Molnár I., Darkó É., Tiwari V.K., Shewry P. Editorial: Aegilops: promising genesources to improve agronomical and quality traits of wheat. Frontiers in Plant Science. 2020;11:1060. DOI: 10.3389/fpls.2020.01060

11. Rawat N., Schoen A., Singh L., Mahlandt A., Wilson D.L., Liu S. et al. TILL-D: An Aegilops tauschii TILLING resource for wheat improvement. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1665. DOI: 10.3389/fpls.2018.01665

12. Shelenga T.V., Malyshev L.L., Kerv Yu.A., Diubenko T.V., Konarev A.V., Horeva V.I. et al. Metabolomic approach to search for fungal resistant forms of Aegilops tauschii Coss. from the VIR collection. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020;24(3):252-258. DOI: 10.18699/VJ20.618

13. Zhang D., Zhou Y., Zhao X., Lv L., Zhang C., Li J. et al. Development and utilization of introgression lines using synthetic octaploid wheat (Aegilops tauschii × hexaploid wheat) as donor. Frontiers in Plant Science. 2018;9:1113. DOI: 10.3389/fpls.2018.01113