Расширение набора информативных SSR-праймеров для изучения генетического разнообразия сортов сои

Аннотация

Применение SSR-праймеров для изучения полиморфизма ДНК сортов сои стало широко распространённой практикой и позволяет сделать более точные выводы о генетическом разнообразии и эволюции данного вида. В лаборатории биотехнологии ВНИИ сои проводится анализ генетических систем сои с применением экспериментально отобранных ранее 8 пар SSR-праймеров. При увеличении числа образцов возникли сложности в идентификации некоторых сортообразцов. Цель исследований состояла в подборе новых праймеров, оптимальных температурных условий ПЦР и выявлении полиморфизма амплифицированных фрагментов ДНК сортов сои селекции ФГБНУ ФНЦ ВНИИ сои. Отобрали 6 пар SSR-локусов (Satt149, Satt286, Satt307, Sat_413, Satt532, Satt547), с помощью которых проанализировали популяцию из 9 сортов сои селекции ВНИИ сои (Бонус, Грация, Евгения, Журавушка, Куханна, МК 100, Лебёдушка, Невеста, Статная). Локус Sat_413 не обнаружили в сортах Евгения, МК 100 и Невеста. В результате ПЦР-анализа образцов выявлено 16 аллелей. Число аллелей на локус варьировало от 2 до 5 (среднее – 2,15). Показатель уровня полиморфности (nе) варьировал от 1,25 до 3,86 (среднее – 2,44). Установили, что из изученных SSR-локусов 3 имели PIC > 0,5, что указывает на их высокую информативность в качестве маркёров для оценки степени генетического родства. Среднее значение PIC составило 0,53. В итоге установили, что 3 из 6 ген могут быть рекомендованы для различения генотипов. Предложили новую маркёрную систему идентификации генотипов сои, состоящую из локусов Satt286, Satt307, Satt547, использованных в рамках данной работы, и Satt1, Satt2, Satt5, Satt9, Satt681, Sat_263, Satt181, предложенных ранее. Благодаря применению данного набора селекционеры могут эффективно оценить генетическое разнообразие сортов сои и выбрать наиболее перспективные для дальнейшего развития.

Ключевые слова: DNA markers, microsatellite loci, molecular genetic certification, soybean, SSR-analysis, SSR-анализ, ДНК-маркёры, микросателлитные локусы, молекулярно-генетическая паспортизация, соя

Об авторах

Список литературы

1. Хлесткина Е. К. Молекулярные маркёры в генетических исследованиях и в селекции // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 4 (2). С. 1044–1054.
2. Сухарева А. С., Кулуев Б. Р. ДНК-маркёры для генетического анализа сортов культурных растений // Биомика. 2018. Т. 10. № 1. С. 069–084. https://doi.org/110.31301/2221-6197.bmcs.2018-15
3. ДНК-маркёры в растениеводстве / К. Р. Канукова, И. Х. Газаев, Л. К. Сабанчиева, З. И. Боготова, С. П. Аппаев // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2019. № 6 (92). С. 220–232. https://doi.org/10.35330/1991-6639-2019-6-92-220-232
4. Morgante M., Rafalski A., Biddle P., Tingey S., Olivieri A. M. Genetic mapping and variability of seven soybean simple sequence repeat loci // Genome. 1994. Vol. 37. № 5. P. 763–769.
5. Ghosh J., Ghosh P. D., Choudhury P. R. An assessment of genetic relatedness between soybean [Glycine max (L.) Merrill] cultivars using SSR markers // American Journal of Plant Sciences. 2014. № 5. Р. 3089–3096.
6. Mukuze C., Tukamuhabwa P., Maphosa М., Dari S., Dramadri I. O., Obua T., Kongai1 H. and Rubaihayo P. Genetic diversity analysis among soybean genotypes using SSR markers in Uganda // African Journal of Biotechnology. 2020. Vol. 19 (7). P. 439–448. https://doi.org/10.5897/AJB2020.17152
7. Bisen А., Khare D., Nair P., Tripathi N. SSR analysis of 38 genotypes of soybean (Glycine Max (L.) Merr.) genetic diversity in India // Physiology and Molecular Biology of Plants. 2015. № 21 (1). Р. 109–115. https://doi.org/10.1007/s12298-014-0269-8
8. Абугалиева С. И., Волкова Л. А., Нурланова А. А., Жанпеисова А. С., Туруспеков Е. К. ДНК-фингерпринтинг сортов сои Казахстана с использованием SSR маркёров // Биотехнология. Теория и практика. 2013. № 3. С. 26–34.
9. Кезимана П., Романова Е. В., Трифонова (Кочумова) А. А., Шмелькова Е. О. Анализ вариабельности микросателлитных локусов сортов сои (Glуcine max) // Теоретические и прикладные проблемы АПК. 2016. № 4. С. 3–7.
10. Поиск новых SSR-локусов ДНК для создания эффективной технологии генотипирования сои / С. А. Рамазанова, В. Г. Савиченко, Э. Г. Устарханова, Е. Д. Логинова, Р. Н. Рамазанов, А. Х. Гучетль // Масличные культуры. 2021. Вып. 4 (188). С. 18–24. https://doi.org/10.25230/2412-608X-2021-4-188-18-24
11. Бондаренко О. Н., Блинова А. А., Иваченко Л. Е., Лаврентьева С. И. Подбор микросателлитных локусов ДНК для создания молекулярно-генетических паспортов диких форм и сортов сои амурской селекции // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2022. №2 (222). С. 37–48. https://doi.org 10.37102/0869-7698_2022_222_02_3
12. Оценка молекулярно-генетического полиморфизма сои Дальневосточного региона / С. И. Лаврентьева, О. Н. Бондаренко, А. А. Блинова, А. А. Пензин, П. Д. Тимкин, Л. Е. Иваченко, К. А. Никульчев, Т. А. Асеева, Е. С. Бутовец, К. С. Голохваст // Достижения науки и техники АПК. 2023. Т. 37. № 6. С. 12–18. https://doi.org 10.53859/02352451_2023_37_6_12
13. Характеристика морфологических и хозяйственно ценных признаков форм дикой и сортов культурной сои ВНИИ сои и их идентификация методом микросателлитного анализа / С. И. Лаврентьева, О. Н. Бондаренко, А. А. Блинова, А. А. Пензин, Е. М. Фокина, Л. Е. Иваченко// Российская сельскохозяйственная наука. 2023. № 3. С. 9–13. https://doi.org 10.31857/S250026272303002X
14. Рамазанова С. А., Савиченко В. Г., Гучетль С. З. Изучение генетического разнообразия сортов сои разного происхождения с использованием микросателлитных локусов // Агронаука. 2023. Т. 1, № 1. С. 96–103.
15. Пензин А. А., Тимкин П. Д. Определение количества и качества ДНК, выделенной из семян и листьев сои: Материалы пула научно-практических конференций, Сочи, 23–27 января 2023 года. Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган-Барановского; Керченский государственный морской технологический университет; Луганский государственный педагогический университет; Луганский государственный университет имени Владимира Даля. Керчь: ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет», 2023. С. 460–462.
16. Чесноков Ю. В., Артемьева А. М. Оценка меры информационного полиморфизма генетического разнообразия // Сельскохозяйственная биология. 2015. Т. 50. № 5. С. 571–578.
17. SoyBase. Integrating Genetics and Genomics to Advance Soybean Research: [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://soybase.org (дата обращения: 10.03.2024).
18. Глинская Н. А., Епишко Т. И., Епишко О. А. Анализ генетического разнообразия популяций черно-пёстрого крупного рогатого скота по STR-локусам // Актуальные проблемы сельскохозяйственной биотехнологии: материалы VIII международной научно-практической конференции, 24–26 октября 2012 г. Гродно: «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы», 2012. В 2 ч. Ч. 1. С. 84–85.
19. Yu G. X., Wise R. P. An anchored AFLP – and retrotransposon-based map of diploid Avena // Genome. 2000. Vol. 43. № 5. P. 736–749.
20. Zietkiewicz E., Rafatski A., Labuda D. Genome fingerprinting by sequence repeat (SSR) – anchored polymerase chain reaction amplification // Genomics. 1994. Vol. 20. № 2. P. 176–183.
21. Сиволап Ю. М., Солоденко А. Е., Бурлов В. В. RAPD – анализ молекулярно генетического полиморфизма подсолнечника (Helianthus annuus) // Генетика. 1998. № 2. С. 37–43.