SSR-ГЕНОТИПИРОВАНИЕ СОРТОВ СОИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЙ СЕЛЕКЦИИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ИХ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РОДСТВА

Аннотация

Для оценки генетического разнообразия сельскохозяйственных культур широко применяются молекулярные методы. Цель исследований – изучение молекулярно-генетического полиморфизма микросателлитов ДНК сортов культурной сои Дальневосточного региона, выявление генетического сходства на основе SSR-анализа и степени генетического родства. Методом ПЦР-анализа с использованием 9 микросателлитных локусов (Satt681, Sat_263, Satt141, Satt181, Satt1, Satt2, Satt5, Satt9 и Soyhsp176) идентифицированы 8 сортов сои дальневосточной селекции и 3 образца сои корейской селекции. На основании выявленного набора аллелей микросателлитных локусов составлены молекулярно-генетические паспорта и построена дендрограмма, характеризующая степень генетического родства 4 сортов сои хабаровской селекции, 4 сортов сои приморской селекции и 3 образцов сои корейской селекции. Кластерный анализ отразил гетерогенность изученной выборки сортов сои. Выявлена высокая генетическая неоднородность сортов сои хабаровской и приморской селекций и образцов сои корейской селекции. Установлены уникальные аллели по локусам для корейской селекции – А137, D148, E126; для приморской селекции – В146, С150, С142, D197, E120, E96; для хабаровской селекции – D176, D154, E105, F256, H165, J135, K208. Обнаружены аллели по локусам Satt9 (D168, D186), Satt681 (F244), Sat_263 (H125), Satt141 (J158) и Satt181 (K218), которые характерны для корейской и приморской селекций, что может свидетельствовать о близости их происхождения. Полученные результаты в перспективе можно использовать в селекционных программах по созданию новых адаптивных сортов сои для Дальневосточного региона.

Ключевые слова: Glycine max L., SSR-маркеры, генетическая паспортизация, генетическое разнообразие, микросателлиты

Об авторах

Список литературы

1. Nguyen H. T., Bhattacharyya M. K. The Soybean Genome. Compendium of Plant Genomes // New York: Springer Cham, 2017. 211 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-64198-0
2. Дорошенко Н. П., Трошин Л. П., Алзубайди Х. К. И. Биотехнология – наука и отрасль сельского хозяйства // Научный журнал КубГАУ. 2016. № 116 (02). C. 1700–1732.
3. Мухина Ж. М., Дубина Е. В. Молекулярные маркёры и их использование в селекционно-генетических исследованиях // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2011. № 66. С. 386–496.
4. Gramene: Development and integration of trait and gene ontologies for rice / P. Jaisval, D. Ware, J. Ni, K. Chang [et al.] // Comparative and functional genomics. 2002. Vol. 3. Р. 132–136. https://doi.org/10.1002/cfg.156
5. Zietkiewicz E., Rafalski A., Labuda D. Genome Fingerprinting by Simple Sequence Repeat (SSR)-Anchored Polymerase Chain Reaction Amplification // Genomics. 1994. Vol. 20. № 2. P. 176–183. https://doi.org/10.1006/geno.1994.1151
6. Hamada H., Petrino M. C., Takugana T. A novel repeated element with Z-DNA-forming potential is widely found in evolutionarily diverse eukaryotic genomes // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1982. Vol. 79. № 23. P. 6465–6469. https://doi.org/10.1073/pnas.79.21.6465
7. Varshney R. K., Graner A., Sorrells M. E. Genic microsatellite markers in plants: Features and applications // Trends in Biotechnology. 2005. Vol. 23. № 1. P. 48–55. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2004.11.005
8. Genetic mapping and variability of seven soybean simple sequence repeat loci / M. Morgante, A. Rafalski, P. Biddle, S. Tingey, A. M. Olivieri // Genome. 1994. Vol. 37. № 5. P. 763–769. https://doi.org/10.1139/g94-109
9. ДНК-фингерпринтинг сортов сои Казахстана с использованием SSR маркеров / C. И. Абугалиева, Л. А. Волкова, А. А. Нурланова, А. С. Жанпеисова, Е. К. Туруспеков // Биотехнология. Теория и практика. 2013. № 3. С. 26–34. https://doi.org/10.11134/btp.3.2013.4
10. SSR analysis of 38 genotypes of soybean (Glycine max (L.) Merr.) genetic diversity in India / A. Bisen, D. Khare, P. Nair, N. Tripathi // Physiology and Molecular Biology of Plants. 2015. Vol. 21. № 1. P. 109–115. https://doi.org/ 10.1007/s12298-014-0269-8.
11. Kujane K., Sedibe M. M. , Mofokeng A. Genetic diversity analysis of soybean (Glycine max (L.) Merr.) genotypes making use of SSR markers // Australian Journal of Crope Science. 2019. Vol. 13. № 7. P. 1113–1119. https://doi.org/10.21475/ajcs.19.13.07.p1638
12. Fine Mapping, Candidate Gene Identification and Co-segregating Marker Development for the Phytophthora Root Rot Resistance Gene RpsYD25 [Electronic resource] / C. Zhong, S. Sun, X. Zhang, C. Duan, Z. Zhu // Frontiers Genetics. 2020. Vol. 11. Article 799. https://doi.org/10.3389/fgene.2020.00799
13. Hudcovicova M., Kraic J. Utilisation of SSRs for Characterisation of the Soybean (Glycine max (L.) Merr.) Genetic Resources // Czech Journal of Genetics and Plant Breeding. 2003. V. 39 (4). P. 120–126. https://doi.org/10.17221/3729-CJGPB
14. Брынцев С. И., Уварова А. Г., Ярыгина И. В. Проблемы выращивания сои и возможные пути решения // Молодёжная наука ‒ гарант инновационного развития АПК: материалы X Всероссийской (национальной) научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 19–21 декабря 2018 года. Курск: Издательство КГСХА, 2019. С. 45‒50.
15. Рамазанова С. А. Идентификация сортов сои (Glycine max L.) с использованием микросателлитных локусов ДНК // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2016. № 2(166). С. 63–67.
16. Рамазанова С. А., Коломыцева А. С. Оптимизация технологии генотипирования сои на основе анализа полиморфизма SSR-локусов ДНК // Масличные культуры. 2020. №1 (181). С. 42–48. https://doi.org/10.25230/2412-608X-2020-1-181-42-48
17. ГОСТ 12044-93. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения заражённости болезнями, 2011. Введ. 1994–06–0. Москва: Стандартинформ, 2011. 55 с.
18. Гучетль С. З., Фролов С. С., Кузнецова Е. С. Подбор информативных праймеров и оптимальных условий ПЦР для проведения SSR-анализа геномной ДНК сои селекции АОС ВНИИМК // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2018. №3 (175). С. 28–33. https://doi.org/10.25230/2412-608X-2018-3-175-28-33
19. Чесноков Ю. В., Артемьева А. М. Оценка меры информационного полиморфизма генетического разнообразия // Сельскохозяйственная биология. 2015. Т. 50. № 5. С. 571–578. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2015.5.571rus