В лаборатории электрофоретического анализа отдела технологии и биохимии зерна Национального центра зерна им. П. П. Лукьяненко идет проверка семенных партий озимой пшеницы на сортовую идентификацию и сортовую чистоту. Каждая партия семян для реализации проходит исследование методом электрофореза.
Заведующая лабораторией электрофоретического анализа отдела технологии и биохимии зерна, кандидат биологических наук Елена Мельникова отметила, что «когда в активе учреждения 215 сортов пшеницы и тритикале, внесённых в Госреестр селекционных достижений РФ, строгий контроль становится не просто формальностью, а фундаментом репутации».
На лабораторный анализ отправляют средние пробы по 500 граммов из каждой семенной партии, а из них исследование проходят 100 зёрен.
Помимо собственных семян центра и его филиалов на контроль качества посевной материал привозят партнерские хозяйства, размножающие сорта Центра. Человеческий фактор может привести к засорению на разных этапах от посева до хранения и транспортировки.
«В этом году, да и в прошлом, бывало, привозят от наших индустриальных партнёров семена: должен быть Хит, а анализ показал – Век. Или хозяйство привезло сорт, который при апробации был замечательный, а когда мы посмотрели его на сортовую чистоту, оказалось, что там 14 % примесей другого сорта. Благодаря электрофоретическому анализу мы можем контролировать сортовую чистоту такого огромного количества селекционных разработок», – подчёркивает заведующая отделом селекции и семеноводства пшеницы и тритикале, академик РАН, д.с.-х.н. Людмила Беспалова.
В НЦЗ им. П. П. Лукьяненко метод электрофоретического анализа начали использовать с 1980-х годов, и, несмотря на тенденцию коллег к переходу к ПЦР-методу, в Центре решили сохранить эту технологию и развивать. У метода электрофореза есть свои преимущества: высокая производительность для массовых анализов, оперативность, низкая себестоимость, высокая точность.
«Крахмальный и полиакриламидный гели выполняют роль молекулярного сита: белки пшеницы под действием постоянного тока двигаются по гелю: крупные молекулы остаются вверху, более мелкие мигрируют вниз. Таким образом получается сортоспецифичный спектр. Причём спектр пшеницы не зависит от условий выращивания, от агротехнических манипуляций: всегда, если это сорт Таня, то Таня, если сорт Алексеич – то Алексеич. У нас накоплена большая база данных глиадиновых формул сортов пшеницы российской и иностранной селекции», – отмечает Елена Мельникова.
При помощи электрофоретического анализа определяют степень гибридности кукурузы и применяют его в селекции. Ученые тестируют выдающиеся линии по их по запасным белкам.
«Если селекционеры нам предоставляют родословные линий, то мы можем контролировать переход компонентов родителей, а значит, и хозяйственно ценных признаков, связанных с этими компонентами. Сейчас учёные обращают особое внимание на ржаные транслокации, которые увеличивают урожайность сортов. Мы можем определить, есть ржаная транслокация в данном селекционном материале или нет. В других НИИ, как правило, к ржаной транслокации 1BL/1RS относятся настороженно, потому что её наличие снижает качество зерна, но наши селекционеры смогли преодолеть это отрицательное влияние. Безостая 100, Век, Россыпь, Стан, Фёдор – сорта с ржаной транслокацией 1BL/1RS, но при этом они относятся к «сильным» пшеницам. Другая ржаная транслокация, 1АL/1RS, идентифицирована в сортах «сильной» пшеницы: Стиль 18, Школа, Победа 75», – рассказывает заведующая лабораторией.
На основе анализа ученые составляют мнение о селекционном потенциале, что помогает определиться с дальнейшим планом научной деятельности. Метод дает возможность определить различия в сестринских линиях, а это означает перспективу создания из представленной к анализу комбинации не одного, а нескольких новых сортов.
Немаловажно, что использование электрофоретического анализа нужно для определения биотипного состава кандидатов в сорта пшеницы. Метод позволяет устанавливает глиадиновые биотипы и их соотношения по электрофоретическим спектрам. Это играет значение в ускоренной селекции для создания сортов с высокой адаптацией к условиям среды (засухоустойчивость, устойчивость к болезням), высоким качеством зерна и так далее.
Требуется электрофоретический метод и для работы с коллекционным материалом. При поступлении в отдел селекции и семеноводства пшеницы и тритикале новых коллекций образцы семян передаются на данный анализ, который позволяет исследователям определить формулу сорта, выстроить план гибридизации, определив лучшие пары для скрещивания.
Применение метода электрофореза запасных белков пшеницы позволяет ученым Центра на ранних этапах селекции отбирать генотипы с определёнными аллелями глиадинкодирующих локусов, ассоциированных с хозяйственно ценными признаками.
Развитие этого методика, расширение диапазона исследований, накопление эмпирической базы, как и сохранение и модернизация фитотронно-тепличного комплекса, неразрывно связаны с именем Людмилы Беспаловой, которая, следуя традициям Павла Лукьяненко, вносит огромный вклад в укрепление Центра в статусе флагмана российской селекции.
Источник: Национальный центр зерна имени П.П. Лукьяненко.