Streszczenie

Streszczenie
Właściwości technologiczne pszenicy w znacznym stopniu determinowane są przez
kompozycję oraz ilość glutenu, w skład którego wchodzą gluteniny i gliadyny. Dokładne
poznanie polimorfizmu białek gluteninowych umożliwia określenie, w jakim stopniu
właściwości reologiczne ciasta pszennego kształtowane są przez kompleks białek
glutenowych tworzony zarówno przez wysoko- jak i niskocząsteczkowe podjednostki.
Wysokocząsteczkowe podjednostki gluteninowe (HMW-GS) stanowią około 10% białek
glutenu i determinują do 70% cech jakościowych ziarna, a ich wpływ na właściwości
technologiczne pszenicy został szeroko opisany w literaturze. Wciąż brak jednak pogłębionej
charakterystyki
genetycznej
pszenicy
pod
względem
profilu
LMW
podjednostek
gluteninowych (LMW-GS) i ich udziału w kształtowaniu wartości technologicznej.
Zasadniczym celem pracy było określenie wpływu składu niskocząsteczkowych
podjednostek gluteninowych pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.) na właściwości
reologiczne oraz wypiekowe ciasta.
Obiektem badań było 57 odmian oraz 13 rodów pszenicy ozimej hodowanych przez trzy
sezony wegetacyjne w kontrolowanych warunkach nawożenia w Hodowli Roślin Smolice Sp.
z o. o. Grupa IHAR. Materiał wzorcowy do identyfikacji alleli kodujących LMW-GS
stanowiło 22 odmian zagranicznych pszenic ozimych o określonym składzie białek
gluteninowych.
Do przeprowadzenia analiz jakościowych HMW i LMW podjednostek gluteninowych
zastosowano szereg metod analitycznych. Oprócz szeroko stosowanej elektroforezy w żelu
poliakrylamidowym (SDS-PAGE) podjęto próby charakteryzacji LMW-GS za pomocą
szybkiego i precyzyjnego rozdziału białek metodą wolnostrefowej elektroforezy kapilarnej
(CZE) oraz za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej z odwróconymi fazami
(RP-HPLC). Dodatkowo przeprowadzono analizy molekularne stosując nowo opracowane
markery molekularne w celu identyfikacji genów kodujących LMW-GS w obrębie loci Glu-3.
Do oceny właściwości technologicznych pszenicy wykorzystano metody reologiczne, które
prowadzone w mikroskali umożliwiają wykonanie analiz z użyciem niewielkiej ilości mąki
(2-10g).
Podstawowe
parametry
jakościowe
mąki
oznaczono
techniką
NIR
na
spektrofotometrze, natomiast analizy reologiczne ciasta przeprowadzono z wykorzystaniem
10g-miksografiu, 10g-farinografu oraz analizatora tekstury z przystawką Kieffer’a.
Dodatkowo przeprowadzono doświadczalny wypiek laboratoryjny w celu dokładniejszej
oceny wartości wypiekowej.
W
badanym
materiale
roślinnym
za
pomocą
elektroforezy
SDS-PAGE
zidentyfikowano 10 alleli kodujących HMW-GS, które łącznie tworzyły 8 wariantów
allelicznych. Na podstawie przeprowadzonych analiz reologicznych potwierdzono istotny
wpływ HMW-GS na zróżnicowanie parametrów technologicznych pszenicy. Podczas
przeprowadzonej analizy porównawczej stwierdzono istotne różnice w wartościach
parametrów reologicznych u genotypów charakteryzujących się tych samych składem
HMW-GS, co wskazywało na występowanie znacznej zmienności w składzie LMW-GS.
Zastosowanie metody SDS-PAGE umożliwiło wstępne zidentyfikowanie w badanym
materiale roślinnym 44 pasm białkowych kodowanych przez 15 alleli genów kodujących
LMW-GS. Wykorzystanie nowoczesnych metod analitycznych CZE oraz RP-HPLC
umożliwiło pełną identyfikację LMW podjednostek, których identyfikacja na podstawie
tradycyjnej elektroforezy (SDS-PAGE) była utrudniona z uwagi na podobną ruchliwość
elektroforetyczną poszczególnych LMW-GS. Analizy genomowego DNA z zastosowaniem
markerów
molekularnej
umożliwiły
zweryfikowanie
wszystkich
wcześniej
zidentyfikowanych alleli HMW- i LMW-GS w obrębie loci Glu-A3 oraz Glu-B3.
Przeprowadzone w mikroskali analizy reologiczne, pozwoliły precyzyjnie określić
wpływ alleli kodujących LMW-GS, z jednoczesnym uwzględnieniem składu HMW-GS na
jakość technologiczną pszenicy. Analiza porównawcza wariantów allelicznych w loci Glu-3
pod względem zawartości białka w mące, wykazała istotny wpływ LMW-GS. Stwierdzono
również korelację między obecnością wybranych LMW podjednostek kodowanymi przez 13
alleli w loci Glu-3, a parametrami reologicznymi ciasta oznaczanymi za pomocą miksografu
oraz analizatora tekstury. Wykazano zależność wariantu allelicznego loci Glu-3 względem
masy i objętości chleba oraz wydajności pieczywa. Szeroki zakres analiz jakościowych oraz
reologicznych 70 odmian/rodów umożliwił wytypowanie kombinacji allelicznych loci Glu-3,
które wpływają na poprawę jakości technologicznej pszenicy.
W niniejszej pracy na podstawie uzyskanych wyników wykazano wpływ obu klas
białek gluteninowych (HMW-GS i LMW-GS), które razem tworzą kompleks glutenu.
Przeprowadzone badania wyraźnie wskazują, że zarówno HMW- jak i LMW-GS są istotnymi
składowymi kreującymi jakość reologiczną oraz wypiekową pszenicy. Dodatkowo analizy
reologiczne przeprowadzane w mikroskali okazały się przydatnymi metodami pozwalającymi
badać jakość technologiczną pszenicy i mogą być stosowane w hodowli na wczesnych
etapach selekcji pożądanych genotypów.