Biochemical and genetic characterisation of a D glutenin subunit encoded at the Glu-B3 locus

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Abstract

The SDS-PAGE pattern of reduced and alkylated glutenins from the bread wheat cultivar Prinqual presents a subunit (named d4) in the mobility zone of the omega -gliadins that only appears under reduced conditions. This subunit was isolated and characterised at the biochemical and genetic levels. Subunit d4 was shown to form disulphide aggregates with glutenins and had an acidic pI. These characteristics correspond to those of the D glutenin subunits. The N-terminal amino acid sequence of subunit d4 was coincident with the SRL sequence type characteristic of omega -gliadins encoded by genes on the 1B chromosome, and confirms the similarity between D glutenin subunits and omega -gliadins. The genetic study of subunit d4 was performed in the F2 progeny from the ‘Prinqual’ x ‘Ablaca’ cross, based on four prolamin loci: Glu-B1, Glu-B3, Gli-B1, and Gli-B5. The recombinants found between Glu-B3 and Gli-B1 demonstrated that subunit d4 was encoded at the Glu-B3 locus, and reinforces the hypothesis of the duplication of prolamin gene clusters in wheat. A preliminary study of the effect of subunit d4 on gluten strength showed that lines with the Glu-B3 allele from ‘Prinqual’, which includes subunit d4, had a significantly higher sedimentation volume than those with the allele from ‘Ablaca’.

La séparation sur gel SDS-PAGE des formes réduites et alkylées des gluténines présentes chez le cultivar de blé tendre Prinqual révèle la présence d'une sous-unité (nommée d4) dans la région des omega -gliadines qui apparaît uniquement en conditions réductrices. Cette sous-unité a été isolée et caractérisée sur les plans biochimique et génétique. Il a été montré que la sous-unité d4 forme des agrégats bisulfure avec les gluténines et qu elle montre un pI acide. Ces caractéristiques sont celles des sous-unités de la gluténine D. La séquence peptidique de l'extrémité N-terminale de la sous-unité d4 est du type SRL, une caractéristique des omega -gliadines codées par des gènes situés sur le chromosome 1B et confirme la similitude entre les sous-unités de la gluténine D et les omega -gliadines. L'analyse génétique de la sous-unité d4 a été réalisée sur la progéniture F2 d'un croisement ‘Prinqual’/'Ablaca' en ségrégation pour les loci suivants: Glu-B1, Glu-B3, Gli-B1 et Gli-B5. Les recombinants entre Glu-B3 et Gli-B1 indiquent que la sous-unité d4 est codée par le locus Glu-B3 et renforce l hypothèse de la duplication d'amas de gènes codant pour la prolamine chez le blé. Une étude préliminaire de l'effet de la sous-unité d4 sur la force du gluten indique que les lignées portant l'allèle Glu-B3 du ‘Prinqual’ (incluant la sous-unité d4) avaient un volume de sédimentation significativement plus élevé que les lignées portant l'allèle provenant d''Ablaca'.

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