Технологічні аспекти біофортифікації м'якої пшениці геном Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorМоргун, Богдан Володимирович
dc.contributor.authorПохилько, Світлана Юріївна
dc.date.accessioned2018-06-06T12:41:26Z
dc.date.available2018-06-06T12:41:26Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenOne of the greatest problems of the humanity of the XXI century - is to ensure a stable supply of the ever-growing population of the globe. However, although calorie malnutrition (acute famine) has decreased, malnutrition of nutrients, the so-called "hidden famine", caused by a shortage of vitamins and minerals, has increased. This problem is relevant to 2 billion people, and therefore represents the most common form of malnutrition. Technologies of the future of agriculture will be aimed at solving a dual task: increasing the quantity and quality of products for consumption by the population. One of the main food crops in the world is wheat. It is the main source of energy, protein, and fiber in the human diet. One of the problems of the present day of Ukraine is the question of improving the quality of wheat grain. Most of the wheat grown in Ukraine belongs to the fodder class, that is, the 5th, 6th grade and only 40-50% of the food wheat. One of the areas of genetic improvement of varieties with the high content of macro- and micronutrients, protein is the transfer of genes from wild relatives, such as spelt. They have a broader genetic diversity and higher concentrations of nutrients than in modern cultivars of wheat. Of particular interest in this direction is the Gpc-B1 gene. The presence of the Gpc-B1 gene significantly increases the content of zinc, iron, manganese, and protein in the starting line. The use of modern DNA-marker systems, as well as the latest methods for analyzing the qualitative composition of the grain, will enable the possibility of a shorter time, to select promising lines with the high content of the microelement composition and protein. In the dissertation work, the technology of sampling of the population of wheat carriers of Gpc-B1 gene of Triticum turgidum ssp dicoccoides has been developed. The dissertation was performed at the Department of Industrial Biotechnology of the National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" and the Department of Molecular Genetics of the Institute of Cell Biology and Genetic Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine within the framework of the state budget theme ІІІ-6-16 "Development of Genotyping and Marking Systems valuable biological signs of crops "(state registration number 0116U000173). In the dissertation, the molecular genetic systems of DNA markers for the first time have been developed to determine the presence of Gpc-B1 gene of Triticum turgidum ssp. dicoccoides. For the first time, the allele state of the puorodinene genes in the bread wheat research lines of the carriers of the Gpc-B1 gene of Triticum turgidum ssp dicoccoides was investigated and a unique combination of the Pina-D1b, PinbD1a alleles found in domestic wheat varieties were found. By analyzing alleles of glutenins genes, the extragalactic parameters of flour of experimental lines of the carriers Gpc-B1 gene of Triticum turgidum ssp dicoccoides have been proved. According to the analysis of micro and macro elements, analysis of the total protein content, it was found that the Gpc-B1 gene of Triticum turgidum ssp. dicoccoides in bread wheat research lines increases Fe, Mn, Zn, Se and protein content in comparison with the original Kuyalni variety. For the first time, yields and physiological indices of experimental lines carriers of Gpc-B1 gene of Triticum turgidum ssp dicoccoides have been analyzed in the field. For the first time, technology has been developed for the selection of bread wheat lines of carriers Gpc-B1 gene of Triticum turgidum ssp. dicoccoides. The results of analysis of generations of experimental lines of the carrier Gpc-B1 gene from Triticum turgidum ssp dicoccoides were obtained have been used in breeding programs of the Institute of Plant Physiology and Genetics of the National Academy of Sciences of Ukraine, as well as in the Plant Breeding and Genetics Institute – National Center of Seed and Cultivar Investigation of the National Academy of Agricultural Sciences of Ukraine. The molecular genetic systems for the determination of Gpc-B1 gene from Triticum turgidum ssp. dicoccoids can be used to control the gene in subsequent breeding breaks and directed selection of the required lines. Molecular genetic systems designed to determine the recombination frequency of the Xgwm626, Xgwm508, Xgwm193, Xgwm219 loci at 6B chromosomes, can later be used to genotype varieties. Selected F6 generation wheat lines - Gpc-B1 carriers from Triticum turgidum ssp. dicoccoides can be used to produce a promising variety of wheat with high levels of protein and micro- and macro-elements. The results of the research, presented in the dissertation, were obtained personally by the author. The results presented in the manuscript are obtained by the competitor personally or by direct participation in the conduct of experiments. The author has personally selected and analyzed modern domestic and foreign scientific literature on the topic of research dissertation work. The concept of work, planning, and methodology of experimental research, the main results and conclusions of work are formulated and discussed by the dissertation together with the scientific supervisor: Ph.D. Morgun BV The author personally carried out the allocation of plant DNA; biotechnological approaches have been selected to reveal target genes polymorphism; uniplex and multiplex PCR with different primers are developed and carried out; Sampling was carried out to determine the content of micro and macro elements; Determination of qualitative parameters of wheat method of infrared spectroscopy; The determination of total nitrogen by the Kjeldahl method was carried out; Field work has been conducted. The work is the result of independent studies S.Yu. Pokhylko. According to the results of research, 15 scientific papers, including 5 articles in scientific professional journals of Ukraine (including 2 articles in Ukrainian editions, which are included in international science-computer bases), 10 theses of reports in conferences materials have been published.uk
dc.description.abstractukОднією з найбільших проблем людства XXI століття – це забезпечення стабільного харчування постійно зростаючого населення земної кулі. Однак, хоча калорійне недоїдання (гострий голод) зменшилося, недоїдання поживних речовин, так званий «прихований голод», викликаний нестачею вітамінів та мінералів збільшився. Дана проблема, актуальна для 2 млрд людей, а отже являє собою найпоширенішу форму недоїдання. Технології майбутнього сільського господарства будуть направлені на вирішення подвійного завдання: підвищення кількості і якості продуктів для споживання населенням. Однією із основних продовольчих сільськогосподарських культур світу є пшениця. Вона являється основним джерелом енергії, білка і клітковини у раціоні людини. Однією із проблем сьогодення України є питання поліпшення якості зерна пшениці. Більша частина пшениці, що вирощується в Україні відноситься до фуражного класу, тобто 5-го, 6-го класу і тільки 40-50% продовольчої пшениці. Одним із напрямків генетичного поліпшення сортів щодо підвищеного вмісту макро- та мікроелементів, білка є перенесення генів від диких родичів, таких, наприклад, як спельта, полба. Вони мають більш широке генетичне різноманіття і більш високі концентрації поживних речовин, ніж у сучасних культурних сортах пшениці. Особливий інтерес в цьому напрямку, представляє ген Gpc-B1. Наявність гена Gpc-B1 суттєво збільшує у порівнянні з вихідною лінією вміст в зерні цинку, заліза, марганцю та білка. Використання сучасних систем ДНК – маркерів, а також новітні методи аналізу якісного складу зерна, дадуть можливість в більш короткий час, відібрати перспективні лінії з підвищеним вмістом мікроелементного складу та білка. У дисертаційній роботі розроблено технологію відбору зразків популяції пшениці носіїв гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides. Дисертаційну роботу виконано на базі кафедри промислової біотехнології Національного технічного університету України « Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» і відділу молекулярної генетики Інституту клітинної біології та генетичної інженерії Національної академії наук України у рамках державної бюджетної теми ІІІ-6-16 «Розробка систем генотипування та маркування цінних біологічних ознак сільськогосподарських культур» (державний реєстраційний номер 0116U000173). У дисертаційній роботі вперше розроблено молекулярно-генетичні системи ДНК – маркерів для визначення наявності гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides. Вперше було досліджено алельний стан пуроіндолінових генів у дослідних лініях м’якої пшениці носіях гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides та виявлено унікальну комбінацію алелей Pina-D1b, Pinb-D1a, що не виявлена у вітчизняних сортах пшениці. За допомогою аналізу алелей генів глютенінів, доведено екстрасильні показники борошна дослідних ліній носіїв гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides. За результатами аналізу мікро- та макроелементів, аналізу вмісту загального білка, встановлено, що ген Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides в дослідних лініях м’якої пшениці підвищує вміст Fe, Mn, Zn, Se та білка в порівнянні з вихідним сортом Куяльник. Вперше проаналізовано врожайність та фізіологічні показники дослідних ліній носіїв гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides в польових умовах. Вперше розроблено технологію відбору ліній м’якої пшениці носіїв гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides. Отримані результати аналізу поколінь дослідних ліній носії гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides використані в селекційних програмах Інституту фізіології рослин та генетики НАН України, а також в Селекційногенетичному інституті Національний центр насіннєзнавства і сортовивчення НААН України. Розроблені молекулярні генетичні системи для визначення гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides можуть бути використанні для контролю гена в подальших селекційних схрещуваннях і направленого відбору необхідних ліній. Молекулярно - генетичні системи розроблені для визначення частоти рекомбінації локусів Xgwm626, Xgwm508, Xgwm193, Xgwm219 на 6В хромосомі, можуть надалі бути використані для генотипування сортів. Відібрані лінії пшениці F6 покоління - носії гена Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides можуть бути використані для отримання перспективного сорту пшениці з підвищеним вмістом білка та мікро- та макроелементів. Результати досліджень, представлені в дисертаційній роботі, одержано особисто автором. Наведені в рукописі результати отримано здобувачем особисто або за безпосередньої участі при виконанні експериментів. Автором особисто відібрана та проаналізована сучасна вітчизняна і закордонна наукова література за темою дослідження дисертаційної роботи. Концепцію роботи, планування і методологію експериментальних досліджень, основні результати і висновки роботи сформульовані та обговорені дисертантом разом з науковим керівником: к.б.н. Моргуном Б.В. Автором особисто здійснено виділення рослинної ДНК; підібрано біотехнологічні підходи для виявлення поліморфізму цільових генів; розроблено і проведено уніплексні та мультиплексні ПЛР з різними праймерами; проведено відбір зразків для визначення вмісту мікро- та макроелементів; проведено визначення якісних показників пшениці метод інфрачервоної спектроскопії; проведено визначення загального азоту методом К’єльдаля; проведено польові роботи. Робота є результатом самостійних досліджень С.Ю. Похилько. За результатами досліджень опубліковано 15 наукових праць, у тому числі 5 статей у наукових фахових виданнях України (з них 2 статті у виданнях України, які включені до міжнародних наукометричних баз), 10 тез доповідей у збірниках матеріалів конференцій.uk
dc.format.page154 с.uk
dc.identifier.citationПохилько С.Ю. Технологічні аспекти біофортифікації м'якої пшениці геном GPC-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoides : дис. ... канд. техн. наук : 03.00.20 - біотехнологія / Похилько Світлана Юріївна. – Київ, 2018. – 154 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/23292
dc.language.isoukuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectген Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoidesuk
dc.subjectм’яка пшеницяuk
dc.subjectмолекулярні маркериuk
dc.subjectбіофортифікаціяuk
dc.subjectвміст білка та мікро- та макроелементівuk
dc.subjectGpc-B1 gene of Triticum turgidum ssp. dicoccoidesuk
dc.subjectbread wheatuk
dc.subjectmolecular markersuk
dc.subjectbiofortificationuk
dc.subjectprotein content and micro- and macroelementsuk
dc.subject.udc601.4:577.21:633.111](047.31)uk
dc.titleТехнологічні аспекти біофортифікації м'якої пшениці геном Gpc-B1 від Triticum turgidum ssp. dicoccoidesuk
dc.typeThesis Doctoraluk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Pokhylko_diss.pdf
Розмір:
3.28 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Дисертації (ПБТБ)
Дисертації (вільний доступ)