Белки семян как маркеры в решении проблем генетических ресурсов растений, селекции и семеноводства

Распространенной методической ошибкой, встречающейся в работах зарубежных и отечественных исследователей является смешение понятий идентификация и дифференциация или различение сортов, генотипов и т.п. Исследователи, предлагающие новые методы идентификации сортов, образцов, гибридов и т.п., часто вообще не вдаются в подробности требований, предъявляемых к такого рода методам в государственных или иных структурах, имеющих дело с идентификацией и регистрацией сортов, семенным контролем. Идентифицировать сорт (генотип, гибрид, линию, клон) в том числе значит гарантированно узнать его с использованием данного метода в любой ситуации. Для этого надо иметь каталоги и базы данных, охватывающие генетическое разнообразие культуры или в целом вида (см. ниже). Надежный метод записи спектров ДНК и белков (номенклатура компонентов спектра ММ) - принципиальный элемент любой стандартной системы идентификации и регистрации сортов по ММ [3,4,7-13]. Только в этом случае возможен обмен данными между контролирующими лабораториями независимо от их принадлежности (генные банки, коммерческие и государственные контрольно-семенные лаборатории и т.п.)[14].

Во ВННИР им. Н.И.Вавилова еще в начале 70-х годов В.Г.Конаревым, И.П.Гаврилюк и Н.К.Губаревой была разработана номенклатура компонентов электрофоретических спектров глиадина [3-6]. Принципиальное отличие предложенной номенклатуры состоит в том, что она базируется на результатах обстоятельного изучения внутривидовой изменчивости маркерного белка в мировой коллекции. В дальнейшем эта идея была реализована для запасных белков семян большинства важнейших культур (Табл.2). Используя эталонный спектр, составленный для культуры можно записать спектр любого сорта, биотипа, образца в виде так называемых белковых формул [4,14]. В первую очередь это было осуществлено для большого числа родов злаков, включающих важнейшие зерновые и кормовые культуры (табл.2). Был составлен единый эталонный спектр пролами-нов злаков триб пшеницевых (Triticeae Dum.), овсовых (Aveneae Dum.), тимофеевковых (Phleeae Dum.) и мятликовых (Роеае R. Br.). Этот спектр был основан на изучении спектров пролами-нов десятков тысяч отдельных семян (генотипов), включающих все возможные позиции этого белка. Кроме того, для каждой культуры был составлен рабочий эталонный спектр проламина [4,19].

Полиморфизм запасных белков семян бобовых - глобулинов был использован в сортовой идентификации зерновых бобовых культур - гороха, сои, вики, люпина, кормовых бобов, а также кормовых бобовых трав (клевер, люцерна, донник). У бобовых как и у ряда других двудольных растений для целей идентификации были привлечены 7S (вицилиноподобные) и 11S (легумино-подобные) глобулины [4,19]. В настоящее время во ВНИИР им. Н.И.Вавилова сортовая идентификация по спектрам запасных белков (глобулинов) осуществляется у многих других двудольных растений, в частности подсолнечника, свеклы, капусты, салатных растений, рапса, горчицы, гречихи и многих других (табл.2) [4,19]. Так по результатам сравнительного анализа 150 представителей различных видов капустных (Brassica L.) был составлен эталонный спектр круциферина (глобулина) для представителей данного рода, включающего важные кормовые, овощные и технические культуры. По такому спектру записываются формулы круциферина видов, сортов, линий, гибридов представителей этого рода [20].

Аналогичным образом был составлен суммарный (эталонный) спектр гелиантинина (глобулина подсолнечника). Спектр состоит из всех возможных позиций полипептидов этого белка, обнаруженных к настоящему времени при анализе внутривидовой изменчивости [4,19], что позволяет идентифицировать и регистрировать все внутривидовое разнообразие подсолнечника, включая сорта, линии, гибриды [21]. Номенклатуры электрофоретических спектров глиадина были разработаны также специалистами Франции, Канады и ряда других стран [10-12]. Генетическая номенклатура спектров и компонентов проламинов пшеницы и ячменя была предложена и успешно развита в работах А.А.Созинова и его учеников [7-9].