Analysis of single nucleotide polymorphisms in sequences of Pina and Pinb genes of the diploid wheats Triticum monococcum and T. urartu | Аналіз однонуклеотидних поліморфізмів у послідовностях генів Pina та Pinb диплоїдних пшениць Triticum monococcum і T. urartu

Английский. Puroindolines (puroindoline a and puroindoline b) are low molecular weight proteins that determine the endosperm texture of grain in the tribes Triticeae and Avenae. The aim of our study was to analyse single nucleotide polymorphisms (SNPs) of the coding sequences of the Pina and Pinb genes of the diploid wheats Triticum monococcum (AmAm) and T. urartu (AA) from the NCBI database in comparison with the reference sequences of the common wheat variety Chinese Spring (CS).For this, 62 sequences of the T. monococcum puroindoline a gene (Pina-Am1), 22 sequences of T. urartu Pina (Pina-A1), 32 sequences of the T. monococcum puroindoline b gene (Pinb-Am1) and 13 sequences of T. urartu Pinb (Pinb-A1) were retrieved from the NCBI database. The sequences of the puroindoline a gene DQ363911.1 of the variety CS (the Pina-D1a allele) and the puroindoline b gene DQ363913.1 of CS (the Pinb-D1a allele) from the NCBI database were used as the reference sequences. The sequences were aligned using MEGA 11. In total, 34 SNPs (13 synonymous and 21 nonsynonymous differences, of which 15 result in radical amino acid substitutions and 6 in conservative ones) were identified in the total sample of 84 diploid wheat Pina sequences, some of which were observed in all sequences and some were rare. Among the 45 Pinb sequences, there were 36 SNPs, but, unlike the Pina gene, synonymous substitutions prevailed (22); 7 substitutions led to radical amino acid substitutions and 7 to conservative ones. Substitutions in the sequences of the puroindoline genes relative to the CS genes can be divided into those fixed in both diploid wheat species, those fixed in T. urartu and polymorphic in T. monococcum, and species-specific ones. Significant differences in the frequencies of alternative nucleotides at certain positions (81, 318, 322 and 384 of Pina and 135 and 359 of Pinb) were found between the wild einkorn wheat T. monococcum ssp. aegilopoides and the cultivated wheat T. monococcum ssp. monococcum.

украинский. Пуроіндоліни (пуроіндолін а і пуроіндолін b) – низькомолекулярні білки, що визначають текстуру ендосперму зерна видів триб Triticeae та Avenae. Метою цієї роботи був аналіз однонуклеотидних поліморфізмів (SNP) кодуючих послідовностей генів Pina та Pinb диплоїдних пшениць Triticum monococcum (AmAm) і T. urartu (AA) з бази даних NCBI порівняно з референсними послідовностями сорту пшениці м’якої Chinese Spring (CS).З бази даних NCBI було відібрано 62 послідовності гена пуроіндоліну а T. monococcum (Pina-Am1), 22 послідовності Pina T. urartu (Pina-A1), 32 послідовності гена пуроіндоліну b T. monococcum (Pinb-Am1) і 13 послідовностей Pinb T. urartu (Pinb-A1). Як референсні послідовності використовували послідовності гена пуроіндоліну a (алель Pina-D1a) DQ363911.1 сорту CS та гена пуроіндоліну b (алель Pinb-D1a) DQ363913.1 CS з бази даних NCBI. Послідовності вирівнювали з використанням програми MEGA 11. Всього в загальній вибірці 84 послідовностей Pina диплоїдних пшениць ідентифіковано 34 SNP (13 синонімічних відмінностей, 21 несинонімічних, з яких 15 призводять до радикальних амінокислотних замін, 6 – до консервативних), частина з яких спостерігались у всіх послідовностях, а частина були поодинокими. Серед 45 послідовностей Pinb трапляється 36 SNP, але, на відміну від гена Pina, тут переважали синонімічні заміни (22); 7 замін призводили до радикальних амінокислотних замін та ще 7 – до консервативних. Заміни в послідовностях пуроіндолінових генів відносно генів CS можна розподілити на фіксовані в обох видів диплоїдних пшениць, ті, що фіксовані в T. urartu і за якими є поліморфізм у T. monococcum, та специфічні для кожного виду. Виявлено істотні відмінності в частотах трапляння альтернативних нуклеотидів у певних позиціях (81, 318, 322 і 384 Pina та 135 і 359 Pinb) у дикорослої пшениці T. monococcum ssp. aegilopoides і культивованої однозернянки T. monococcum ssp. monococcum.