ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЧИВОСТИ ХЛОРОПЛАСТНОГО ГЕНОМА В КОЛЛЕКЦИИ РАННЕСПЕЛЫХ СОРТОВ СОИ

Аннотация

В лаборатории нехромосомной наследственности Института генетики и цитологии
НАН Беларуси на протяжении многих лет проводятся исследования по генетике и селекции сои. Получены авторские свидетельства для 18 сортов сои, из них в 6 сортах Институт генетики и цитологии
является непосредственным автором. В Институте имеется большая рабочая коллекция ультрараннеспелых сортов сои, насчитывающая более 300 образцов. С целью оценки внутривидовой изменчивости хлоропластных геномов раннеспелых сортов сои, активно используемых в селекции в Беларуси,
проведено полногеномное секвенирование и биоинформатический анализ последовательностей геномов пластид 24 раннеспелых сортов сои. Объектами исследования являлись 24 раннеспелых сорта
сои разнообразного географического происхождения, включая сорта белорусской селекции. ДНК органелл была выделена методом фенол-хлоформной экстракции из органельной фракции, полученной путем дифференциального центрифугирования из 7-дневных этиолированных проростков сои.
Пробоподготовка библиотек проводилась с помощью Illumina DNA Prep library preparation kit. Парноконцевое секвенирование проводили на приборе Illumina MiSeq с использованием MiSeq Reagent
Kit v3 (600-cycle). Было обнаружено 8 полиморфных сайтов, неоднородно распределенных по хлоропластному геному: 2 SSR-локуса, 1 INDEL и 5 SNP. Все изученные сорта сои разделяются по локусам
изменчивости хпДНК на 2 гаплотипа. В результате исследования обнаружен крайне низкий уровень
изменчивости пластидной ДНК у изученных сортов сои. Информация о типах органельной ДНК сортов
сои будет полезна для подбора родительских пар при гибридизации, т.к. различные сочетания ядерных и цитоплазматических геномов могут изменять продуктивность растений, частоты гамет и частоты
рекомбинаций в ядерных локусах.

Ключевые слова: chloroplast DNA., selection, soybean, variation, изменчивость, селекция, соя, хлоропластная ДНК.

Об авторах

Список литературы

1. Соя: мировые урожаи – уже реальность / О. Давыденко, В. Розенцвейг, Д. Голоенко, О. Шаблинская // Наука и инновации, 2010. № 7. С. 22–23.
2. Модель засухоустойчивого сорта сои для климатических условий Беларуси / В. Е. Розенцвейг [и
др.] // Молекулярная и прикладная генетика: сб. науч. тр. / под ред. А.В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.].
Минск: Институт генетики и цитологии НАН Беларуси, 2020. Т. 28. С. 15–25.
3. Дифференциация сортов сои по генам фотопериодизма с использованием SSR маркеров /
Е. А. Аксенова [и др.] // Тезисы Пятого съезд ВОГИС, г. Москва, 21–27 июня 2009. URL : https://karber.3dn.
ru/publ/tezisy_v_sezda_vogismijun_2009/1-1-0-37
4. Методические подходы к созданию высокоадаптивных белорусских сортов сои / В. Е. Розенцвейг [и др.] // Материалы Мед. науч. конф., посвященной 45-летию основания Института генетики и
цитологии НАН Беларуси (Минск, 25–29 октября 2010 г.) / ред.колл.: А.В. Кильчевский [и др.], Минск:
Право и экономика, 2010. С. 74
5. Complete chloroplast genome sequence of Glycine max and comparative analyses with other legume
genomes / C. Saski [et al.] // Plant Molecular Biology. 2005. № 59. P. 309–322.
6. Complete plastome sequences from Glycine syndetika and six additional perennial wild relatives of
soybean / S. Sherman-Broyles [et al.] // G3: Genes, Genomes, Genetics. 2014. № 4(10). P. 2023–2033.
7. RFLPs of chloroplast and mitochondrial DNA in wild soybean, Glycine soja, growing in China / Y.
Shimamoto [et al.] // Genetic Resources and Crop Evolution. 1998. № 45. P. 433–439.
8. Kanazawa A., Tozuka A., Shimamoto Y. Sequence variation of chloroplast DNA that involves EcoRI and
ClaI restriction site polymorphisms in soybean // Genes & genetic systems. 1998. № 73. P. 111–119.
9. Diversity of chloroplast DNA SSRs in wild and cultivated soybeans: evidence for multiple origins of
cultivated soybean / D. H. Xu, J. Abe, J. Y. Gai, Y. Shimamoto // Theor Appl Genet. 2002. № 105. P. 645–653.
10. Sequencing of Chloroplast Genomes from Wheat, Barley, Rye and Their Relatives Provides a Detailed
Insight into the Evolution of the Triticeae Tribe / C. P. Middleton [et al.] // PLoS ONE. 2014. № 9. P. e85761.
11 – The study of organelle DNA variability in alloplasmic barley lines in the NGS era // M. G. Siniauskaya
[et al.] // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020. № 24. P. 12–19.
12. Sequencing of the chloroplast genomes of cytoplasmic male-sterile and male-fertile lines of soybean
and identification of polymorphic markers / C. Lin [et al.] // Plant Science. – 2014. – № 229. – P. 208–214.
13. Polymorphism analysis of the chloroplast and mitochondrial genomes in soybean / Y. Yue [et al.] //
BMC Plant Biology. 2023. № 23. P. 1–12.
14. Triboush S. O., Danilenko N. G., Davydenko O. G. A method for isolation of chloroplast DNA and
mitochondrial DNA from sunflower // Plant molecular biology reporter. 1998. № 16. P. 183–189.
15. Оценкa изменчивости хлоропластных и митохондриальных геномов ячменя методом NGS-анализа органельных смесей / А. Е. Ермакович [и др.] // Вес. Нац. aкад. навук Беларусі. Сер. біял. навук.
2020. Т. 65. № 3. С. 358–364.
16. Даниленко Н.Г., Давыденко О.Г. Миры геномов органелл // Мн.: Тэхналогiя, 2003. 494 с.