Труды Кубанского государственного аграрного университета
    

    <<<  Back

    2022, № 95

    UDC: 575.113.2
    GSNTI: 34.23.35

    Using IPBS-markers to study the genetic diversity of native grape varieties

    Currently, one of the important areas of grape breeding is the study of native varieties. They are often used to breed new highly productive grape varieties, and products based on them have high taste qualities. However, native varieties should be subjected to additional pre-selection analysis in order to identify kinship relationships between genotypes for subsequent selection of pairs for crossing. The most complete information about this is provided by genetic analysis, which is performed using molecular genetic markers. iPBS markers were used to describe the genotypes of grapes belonging to two populations. As a result of the experiment, 30 indigenous grape varieties were studied, which were divided into two populations based on their origin. Based on the results of PCR analysis, a total of 880 DNA strips were generated. The percentage of polymorphic genes in the first population was 64.40%, in the second - 59.87%. The relationship of the studied varieties was analyzed by PCoA methods and clustering. The results of both methods revealed the distribution of varieties by their ecological and geographical origin. In addition, the distribution of varieties was similar when comparing the results of the two methods. Despite this, some varieties were transferred from one constellation of genotypes to another. For example, Korinka belaya and Plavay were located close to native grape varieties, which may be explained by their use in the selection of local varieties and distant genetic kinship.
    Keywords: Indigenous varieties, grape, genetic analysis, selection, retrotransposons.
    DOI: 10.21515/1999-1703-95-204-212

    References:

    1. Егоров, Е. А. Современные методологические аспекты организации селекционного процесса в садоводстве и виноградарстве / Е. А. Егоров, Г. В. Еремин, И. И. Супрун, С. Н. Щеглов, И. А. Драгавцева, И. В. Дубравина, И. А. Бандурко // Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия. - 2012. - 569 с. 2.
    2. Ильницкая, Е. Т. Генотипирование растений винограда сорта «Качич» из разных мест произрастания / Е. Т. Ильницкая, М. В. Макаркина, С. В. Токмаков, А. А.Красильников, В. Ш. Айба, М. А. Авидзба // Плодоводство и виноградарство Юга России. - 2020 - № 61 - С. 33-43. https://doi.org/10.30679/2219-5335-2020-1-61-33-43.
    3. Ильницкая, Е. Т. Изучение генетического сходства донских аборигенных сортов винограда с применением SSR-анализа и по основным ампелографическим признакам листа / Е. Т. Ильницкая, С. В. Токмаков, И. И. Супрун, Л. Г. Наумова, В. А. Ганич // Сельскохозяйственная биология. - 2016 - Т. 51 - № 1. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.1.60rus
    4. Ильницкая, Е. Т. Полиморфизм локуса p3-VvAGL11 в генотипах винограда различного происхождения / Е. Т. Ильницкая, М. В. Макаркина, С. В. Токмаков // Виноградарство и виноделие. - 2020. - Т. 49. - С. 37-38.
    5. Казахмедов, Р. Э. Поражаемость винограда фитопатогенами в условиях восточного предкавказья / Р. Э. Казахмедов, С. М. Мамедова // Научные труды Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия. - 2017 - Т. 13 - С. 109-113.
    6. Макаров, А. С. О возможности производства виноматериалов для игристых вин из аборигенных сортов винограда / А. С. Макаров, И. П. Лутков, А. Я. Яланецкий, Н. А. Шмигельская, Т. Р. Шалимова, В. А. Максимовская, Д. Ю. Погорелов // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2019 - Т. 21 - № 2 - С. 147-152. https://doi.org/10.35547/IM.2019.21.2.014
    7. Митрофанова, О. П. Генетические ресурсы пшеницы в России: состояние и предселекционное изучение / О. П. Митрофанова // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2014. - Т. 16. - № 1. - С. 10-20.
    8. Наумова, Л. Г. Белобуланый-перспективный аборигенный сорт винограда для качественного виноделия / Л. Г. Наумова, В. А. Ганич, Н. В. Матвеева // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2017 - №. 2 - С. 10-13.
    9. Чесноков, Ю. В. Молекулярно-генетические маркеры и их использование в предселекционных исследованиях / Ю. В. Чесноков, В. А. Драгавцев, С. Н. Борхсениус // Агрофизический научно-исследовательский институт РАСХН. - 2013. - 116 c.
    10. Cantu, D. The grape genome / D. Cantu, M. A. Walker // Cham, Switzerland. - Springer, 2019. - 367 c. https://doi.org/10.1007/978-3-030-18601-2.
    11. Grassi, F. Origins and Domestication of the Grape / F. Grassi, R. Arroyo-Garcia // Frontiers in Plant Science. - 2020. - Т. 11. - С. 1176. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.01176.
    12. Guindon, S. A simple, fast, and accurate algorithm to estimate large phylogenies by maximum likelihood / S. Guindon, O. Gascuel // Systematic biology. - 2003. - Т. 52. - No. 5. - Р. 696-704. https://doi.org/10.1080/10635150390235520.
    13. Kalendar, R. Analysis of plant diversity with retrotransposon-based molecular markers / R. Kalendar, A. J. Flavell, T. H. N. Ellis, T. Sjakste, C. Moisy, A. H. Schulman // Heredity. - 2011. - Т. 106. - No. 4. - С. 520-530. https://doi.org/10.1038/hdy.2010.93.
    14. Kalendar, R. iPBS: a universal method for DNA fingerprinting and retrotransposon isolation / R. Kalendar, K. Antonius, P. Smýkal, A. H. Schulman // Theoretical and Applied Genetics. - 2010. - Т. 121. - No. 8. - С. 1419-1430. https://doi.org/10.1007/s00122-010-1398-2.
    15. Kalendar, R. Transposon-based tagging: IRAP, REMAP, and iPBS / R. Kalendar, A. H. Schulman // Molecular Plant Taxonomy. - Humana Press, Totowa, NJ, 2014. - Р. 233-255. https://doi.org/10.1007/978-1-62703-767-9_12.
    16. Queen, R. A. Retrotransposon-based molecular markers for linkage and genetic diversity analysis in wheat / R. A. Queen, B. M. Gribbon, C. James, P. Jack, A. J. Flavell // Molecular Genetics and Genomics. - 2004. - Т. 271. - No. 1. - С. 91-97. https://doi.org/10.1007/s00438-003-0960-x.
    17. Salmon, J. M. Disease resistant grapevine varieties and quality: The case of Bouquet varieties /j. M. Salmon, H. Ojeda, J. L. Escudier // Oeno One. - 2018. - Т. 52. - No. 3. - Р. 225-230. https://doi.org/10.20870/oeno-one.2018.52.3.2139.
    18. Segade, S. R. Grape Maturity and Selection: Automatic Grape Selection / S. R. Segade, S. Giacosa, V. Gerbi, L. Rolle // Red Wine Technology. - Academic Press, 2019. - Р. 1-16. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814399-5.00001-3.
    19. Smouse, R. P. P. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research / R. P. P. Smouse, R. Peakall // Bioinformatics. - 2012. - Т. 28. - No. 19. - Р. 2537-2539. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.
    20. Stavrakaki, M. Differentiation of Greek grapevine cultivars (Vitis vinifera L.) based on the combination of ampelographic description and microsatellite markers / M. Stavrakaki, D. Bouza, K. Biniari // Genetic Resources and Crop Evolution. - 2020. - Т. 67. - No. 1. - Р. 21-40. https://doi.org/10.1007/s10722-019-00860-z.
    21. Strioto, D. K. Development and use of retrotransposons-based markers (IRAP/REMAP) to assess genetic divergence among table grape cultivars / D. K. Strioto, B. C. Kuhn, W. S. L. Nagata, G. Marinelli, S. A. Oliveira-Collet, C. A. Mangolin, P. S. Maria de Fátima // Plant Genetic Resources. - 2019. - Т. 17. - No. 3. - Р. 272-279. https://doi.org/10.1017/S1479262119000029.
    22. Tamura, K. MEGA11: molecular evolutionary genetics analysis version 11 / K. Tamura, G. Stecher, S. Kumar // Molecular Biology and Evolution. - 2021. - Т. 38. - №. 7. - С. 3022-3027. https://doi.org/10.1093/molbev/msab120.
    23. Villano, C. Use of SSR and retrotransposon-based markers to interpret the population structure of native grapevines from southern Italy / C. Villano, D. Carputo, L. Frusciante, X. Santoro, R. Aversano // Molecular biotechnology. - 2014. - Т. 56. - No. 11. - Р. 1011-1020. https://doi.org/10.1007/s12033-014-9780-y.

    Authors:

    1. Milovanov Aleksandr Valerievich, PhD in Biology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
    2. Elisyutikova Anastasiya Vasilevna, student, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
    3. Savenkova Darja Sergeevna, magister student, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
    4. Zvyagin Andrej Sergeevich, PhD in Biology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
    5. Troshin Leonid Petrovich, DSc in Biology, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.

    © 2010-2021 ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»

    Телефон: +7(861)244-32-47.

    Зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия, свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-21434 от 30 июня 2005 г.