BBM Magazine Issue-Sayı: 61 February - Şubat 2023

BBM • FEBRUARY - ŞUBAT 2023 68 wheat cultivars released in the last century has not changed. While only a few proteins have been investigated in detail in recent decades, the recent developments in the field of mass spectrometry-based proteomics has led to the possibility to determine hundreds of proteins in a single sample. Afzal et al. analyzed the flour proteome of 15 spelt and wheat cultivars grown in three different locations and identified 3050 proteins, including 300 proteins with moderate-to-high heritability (>0.4). However, to our knowledge, no study investigated the genetic architecture of the large number of proteins that have been discovered with modern proteomic tools so far. Therefore, we performed a GWAS to investigate the genetic architecture of 114 proteins quantified using liquid chromatog- raphy-mass spectrometry (LC-MS)-based label-free quantita- tive (LFQ) proteomics from 148 bread wheat cultivars grown in three environments. In addition, the genetic and temporal trend of the alleles of some major QTLs associated with rel- evant proteins were investigated, and the sequence informa- tion for relevant QTLs is provided so that it is possible to de- sign molecular markers. RESULTS In a previous study, we measured 756 proteins in aque- ous extracts from the whole-grain flour of 148 wheat cultivars grown in three environments. Only 114 of these 756 proteins had a stable expression across environments in most wheat cultivars with a heritability larger than 0.6. For these 114 proteins, we performed a GWAS and detected QTLs for 54 proteins that exceeded the Bonferroni-corrected significance threshold (Fig- ure 1 and Figure 2). For all these 54 proteins, a single major QTL son yüzyılda piyasaya sürülen buğday çeşitlerinde birçok alerjenik proteinin veya ATI’nin bolluğu değişmemiştir. Son yıllarda sadece birkaç protein ayrıntılı olarak araştırılmış olsa da, kütle spektrometresi tabanlı proteomik alanındaki son gelişmeler, tek bir örnekte yüzlerce proteinin belirlenmesi- ne olanak sağlamıştır. Afzal ve arkadaşları, üç farklı bölgede yetiştirilen 15 kavuzlu buğday ve buğday çeşidinin un prote- omunu analiz etmiş ve orta ila yüksek kalıtsallığa (>0,4) sahip 300 protein de dahil olmak üzere 3050 protein tanımlamıştır. Ancak, bildiğimiz kadarıyla, şimdiye kadar modern proteo- mik araçlarla keşfedilen çok sayıda proteinin genetik mimari- sini araştıran bir çalışma yapılmamıştır. Bu nedenle, üç ortamda yetiştirilen 148 ekmeklik buğday çeşidinden sıvı kromatografi-kütle spektrometresi (LC-MS) tabanlı etiketsiz kantitatif (LFQ) proteomik kullanılarak ölçü- len 114 proteinin genetik mimarisini araştırmak için bir GWAS gerçekleştirdik. Ayrıca, ilgili proteinlerle ilişkili bazı önemli QTL’lerin alellerinin genetik ve zamansal eğilimi araştırılmış ve ilgili QTL’ler için sekans bilgileri sağlanmıştır, böylece molekü- ler belirteçlerin tasarlanması mümkün olmuştur. SONUÇLAR Önceki bir çalışmada, üç ortamda yetiştirilen 148 buğday çeşidinin tam tahıllı unundan elde edilen sulu ekstraktlarda 756 protein ölçtük. Bu 756 proteinden sadece 114’ü, 0,6’dan daha büyük bir kalıtımsallığa sahip çoğu buğday çeşidinde ortamlar arasında istikrarlı bir ifadeye sahipti. Bu 114 protein için bir GWAS gerçekleştirdik ve Bonferroni düzeltmeli an- lamlılık eşiğini aşan 54 protein için QTL’ler tespit ettik (Şekil 1 ve Şekil 2). Tüm bu 54 protein için, genotipik varyansın SPECIAL COVER • ÖZEL DOSYA