vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ.org/10.21285/2227-2925-2018-8-3-70-78vuzbiochemi-133Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯPHYSICOCHEMICAL AND GENERAL BIOLOGYСВЯЗЬ МЕЖДУ АКТИВНОСТЬЮ ЛИПОКСИГЕНАЗЫ И ТЕКСТУРОЙ ЭНДОСПЕРМА ГЕКСАПЛОИДНОЙ ПШЕНИЦЫRELATIONSHIP BETWEEN LIPOXYGENASE ACTIVITY AND THE ENDOSPERM TEXTURE IN HEXAPLOID WHEATПермяковаМ. Д.PermyakovaM. V.marperm@rambler.ruОсиповаС. В.OsipovaS. V.svetlanaosipova@mail.ruПермяковА. В.PermyakovA. V.aperm@sifibr.irk.ruСибирский институт физиологии и биохимии растенийРоссияSiberian Institute of Plant Physiology and BiochemistryRussian FederationСибирский институт физиологии и биохимии растений; Иркутский государственный университетРоссияSiberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry; Irkutsk State UniversityRussian Federation201823092019837078Copyright © Пермякова М.Д., Осипова С.В., Пермяков А.В., 20192019Пермякова М.Д., Осипова С.В., Пермяков А.В.Permyakova M.V., Osipova S.V., Permyakov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/133

Цель - изучение корреляционной взаимосвязи между активностью липоксигеназы в семенах мягкой пшеницы Triticum aestivum L. и параметрами текстуры эндосперма, а именно удельной поверхностью частиц муки, размером частиц муки и стекловидностью. Активность липоксигеназы показала положительную связь с удельной поверхностью частиц муки и отрицательную с размером частиц среди нескольких сортов пшеницы и в двух популяциях замещенных линий пшеницы (P ≤ 0,01). Изменения уровней параметров текстуры эндосперма при неблагоприятных условиях среды, а именно индексов устойчивости у ЗЛ Диамант 2 (Новосибирская 67) были связаны с индексами устойчивости активности липоксигеназы (P ≤ 0,05; 0,01). Текстура эндосперма является важной технологической характеристикой гексаплоидной пшеницы и определяет ее мукомольные характеристики и конечное использование. Твердозерные сорта применяются для хлебопечения, а мягкозерные - для производства кондитерских изделий. Впервые была выявлена отрицательная корреляционная взаимосвязь между активностью липоксигеназы и твердозерностью липоксигеназы пшеничных семян, вероятно, участвует в формировании текстуры эндосперма, способствуя мягкости.

The aim of the work was to study a correlation relationship between Lipoxygenase activity in the seeds of Triticum aestivum l. wheat and their endosperm texture parameters, i.e. the specific surface area of the flour, flour particle size and wheat vitreousness. A comparison between several wheat breeds and two populations of wheat alien substitution lines has shown that Lipoxygenase activity is positively correlated with the specific surface value of flour particles and is negatively correlated with wheat particle size (P ≤ 0,01). Under unfavourable environment conditions, a change in the endosperm texture parameters, namely the resistance indices of the Diamant 2 (Novosibirskay 67) wheat breed, are found to be correlated with the resistance indices of Lipoxygenase activity (P ≤ 0,05; 0,01). The endosperm texture is known to be an important technological characteristic of hexaploid wheat, which determines its milling characteristics and end use. Hard wheat varieties are used for bread-making, while soft ones are suitable for confectionery production. For the first time, a negative correlation between Lipoxygenase activity and grain hardness has been found. Lipoxygenase present in wheat seeds is likely to be involved in the formation of the endosperm texture, promoting its softness.

липоксигеназаферментативная активностьтекстура эндосперматвердозерностьTriticum aestivumlipoxygenaseenzymatic activityendosperm texturehardnessReferencesBhave M., Morris C.F. Molecular genetics of puroindolines and related genes: regulation of expression, membrane binding properties, and applications // Plant Mol. Biol. 2008. V. 66, N 3. P. 205-219.Bhave M., Morris C.F. Molecular genetics of puroindolines and related genes: regulation of expression, membrane binding properties, and applications // Plant Mol. Biol. 2008. V. 66, N 3. P. 205-219.Pauly A., Pareyt B., Fierens E., Delcour J.A. Wheat (Triticum aestivum L. and T. turgidum L. ssp. durum) kernel hardness: I. Current view on the role of puroindolines and polar lipids // Compr. Rev. Food. Sci. Food Saf. 2013. V. 12, N 3. P. 413-426.Pauly A., Pareyt B., Fierens E., Delcour J.A. Wheat (Triticum aestivum L. and T. turgidum L. ssp. durum) kernel hardness: I. Current view on the role of puroindolines and polar lipids // Compr. Rev. Food. Sci. Food Saf. 2013. V. 12, N 3. P. 413-426.Marion D., Dubreil L., Douliez J.P. Functionality of lipids and lipid-protein interactions in cereal-derived food products. Oléagineux, Corps Gras, Lipides. // Oléagineux, Corps. Gras, Lipids. 2003. V. 10, N 1. P. 47-56.Marion D., Dubreil L., Douliez J.P. Functionality of lipids and lipid-protein interactions in cereal-derived food products. Oléagineux, Corps Gras, Lipides. // Oléagineux, Corps. Gras, Lipids. 2003. V. 10, N 1. P. 47-56.Liavonchanka A., Feussner I. Lipoxygenases: occurrence, functions and catalysis // J. Plant Physiol. 2006. V. 163, N 3. P. 348-357.Liavonchanka A., Feussner I. Lipoxygenases: occurrence, functions and catalysis // J. Plant Physiol. 2006. V. 163, N 3. P. 348-357.Shiiba K., Negishi Y., Okada K., Nagao S. Purification and characterization of lipoxygenase isozymes from wheat germ // Cer. Chem. 1991. V. 68, N 2. P. 115-122.Shiiba K., Negishi Y., Okada K., Nagao S. Purification and characterization of lipoxygenase isozymes from wheat germ // Cer. Chem. 1991. V. 68, N 2. P. 115-122.Пермякова М.Д., Труфанов В.А., Пшеничникова Т.А., Ермакова М.Ф. Роль липоксигеназы в определении качества зерна пшеницы // Прикл. биохимия и микробиология. 2010. Т. 46, N 1. С. 96-102.Пермякова М.Д., Труфанов В.А., Пшеничникова Т.А., Ермакова М.Ф. Роль липоксигеназы в определении качества зерна пшеницы // Прикл. биохимия и микробиология. 2010. Т. 46, N 1. С. 96-102.Finnie S.M., Jeannotte R., Morris C.F., Giroux M.J., Faubion J.M. Variation in polar lipids located on the surface of wheat starch // Cer. Sci. 2010. V. 51, N 1. P. 73-80.Finnie S.M., Jeannotte R., Morris C.F., Giroux M.J., Faubion J.M. Variation in polar lipids located on the surface of wheat starch // Cer. Sci. 2010. V. 51, N 1. P. 73-80.Turnbull K. M., Rahman S. Endosperm texture in wheat // Cer. Sci. 2002. V. 36, N 3. P. 327-337.Turnbull K. M., Rahman S. Endosperm texture in wheat // Cer. Sci. 2002. V. 36, N 3. P. 327-337.Li Y., Wu Y., Hernandez-Espinosa N., Peña R.J.J. Genomic mapping of resistance genes in wheat // Cer. Sci. 2013. V. 57, N 1. P. 73-78.Li Y., Wu Y., Hernandez-Espinosa N., Peña R.J.J. Genomic mapping of resistance genes in wheat // Cer. Sci. 2013. V. 57, N 1. P. 73-78.Osipova S.V., Permyakova M.D., Per-myakov A.V. The role of non-prolamine proteins and LMW redox agents in protein folding and polymerization in wheat grains and the influence in baking quality parameters // Agric. Food Chem. 2012. V. 60, N 49. P. 12065-12073.Osipova S.V., Permyakova M.D., Per-myakov A.V. The role of non-prolamine proteins and LMW redox agents in protein folding and polymerization in wheat grains and the influence in baking quality parameters // Agric. Food Chem. 2012. V. 60, N 49. P. 12065-12073.Dubreil L., Méliande S., Chiron H., Compoint J.-P., Quillien, L., Branlard G., Marion D. Effect of puroindolines on breadmaking properties of wheat flour // Cer. Chem. 1998. V. 75, N 2. P. 222-229.Dubreil L., Méliande S., Chiron H., Compoint J.-P., Quillien, L., Branlard G., Marion D. Effect of puroindolines on breadmaking properties of wheat flour // Cer. Chem. 1998. V. 75, N 2. P. 222-229.Пермякова М. Д., Пермяков А. В., Осипова С. В., Пшеничникова Т. А., Шишпарёнок А. А., Рудиковская Е. Г., Рудиковский А. В., Верхотуров В. В., Бёрнер А. Хромосомные области, ассоциированные в активностью липоксигеназы в геноме Triticum aestivum L. при водном дефиците // Физиология растений. 2017. Т. 64, N 1. С. 33-46.Пермякова М. Д., Пермяков А. В., Осипова С. В., Пшеничникова Т. А., Шишпарёнок А. А., Рудиковская Е. Г., Рудиковский А. В., Верхотуров В. В., Бёрнер А. Хромосомные области, ассоциированные в активностью липоксигеназы в геноме Triticum aestivum L. при водном дефиците // Физиология растений. 2017. Т. 64, N 1. С. 33-46.Sourdille P., Perretant M.R., Charmet G., Leroy P., Gautier M.F., Jourdrier P., Melson J.C., Sorrels M.E., Bernard M. Linkage between RFLP markers and genes affecting kernel hardness in wheat // Theor. Appl. Gen. 1996. V. 93, N 5-6. P. 580-586.Sourdille P., Perretant M.R., Charmet G., Leroy P., Gautier M.F., Jourdrier P., Melson J.C., Sorrels M.E., Bernard M. Linkage between RFLP markers and genes affecting kernel hardness in wheat // Theor. Appl. Gen. 1996. V. 93, N 5-6. P. 580-586.Morrison W.R., Law C.N., Wylie L. J., Coventry A.M., Seekings J. The effect of group 5 chromosomes on the free polar lipids and breadmaking quality of wheat // Cer. Sci. 1989. V. 9, N 1. P. 41-51.Morrison W.R., Law C.N., Wylie L. J., Coventry A.M., Seekings J. The effect of group 5 chromosomes on the free polar lipids and breadmaking quality of wheat // Cer. Sci. 1989. V. 9, N 1. P. 41-51.Пшеничникова Т.А., Осипова С.В, Пермякова М.Д., Митрофанова Т.Н., Труфанов В.А., Лохвассер У., Редер М., Бернер А. Картирование локусов количественных при знаков (QTL), ассоциированных с активностью дисульфидредуктазы и липоксигеназы в зерне мягкой пшеницы Triticum aestivum L. // Генетика. 2008. Т. 44, N 5. С. 654-662.Пшеничникова Т.А., Осипова С.В, Пермякова М.Д., Митрофанова Т.Н., Труфанов В.А., Лохвассер У., Редер М., Бернер А. Картирование локусов количественных при знаков (QTL), ассоциированных с активностью дисульфидредуктазы и липоксигеназы в зерне мягкой пшеницы Triticum aestivum L. // Генетика. 2008. Т. 44, N 5. С. 654-662.Wilkinson M., Wan Y., Tosi P., Leverington M., Snape J., Mitchell R.A.C., Shewry P.R. Identification and genetic mapping of variant forms of puroindoline b expressed in developing wheat grain // Cer. Sci. 2008. V. 48, N 3. P. 722-728.Wilkinson M., Wan Y., Tosi P., Leverington M., Snape J., Mitchell R.A.C., Shewry P.R. Identification and genetic mapping of variant forms of puroindoline b expressed in developing wheat grain // Cer. Sci. 2008. V. 48, N 3. P. 722-728.Chen F., Xu H.-X., Zhang F.-Y., Xia X.-C., He Z.-H., Wang D.-W., Dong Z.-D., Zhan K.-H., Cheng X.-Y., Cui D.-Q. Physical mapping of puroindoline b-2 genes and molecular characterization of a novel variant in durum wheat (Triticum turgidum L.) // Mol. Breeding. 2011. V. 28, N 2. P. 153-161.Chen F., Xu H.-X., Zhang F.-Y., Xia X.-C., He Z.-H., Wang D.-W., Dong Z.-D., Zhan K.-H., Cheng X.-Y., Cui D.-Q. Physical mapping of puroindoline b-2 genes and molecular characterization of a novel variant in durum wheat (Triticum turgidum L.) // Mol. Breeding. 2011. V. 28, N 2. P. 153-161.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.