<<<  Назад

2021 год, № 93

УДК: 634.8:575.174
ГРНТИ: 68.35.55

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИДОВОЙ И СОРТОВОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА VITIS

Рассмотрены методы определения видовой и сортовой принадлежности представителей рода Vitis, включающие в себя использование фенотипических характеристик (ампелография) и молекулярных маркеров, таких как микросателлитные последовательности и однонуклеотидные полиморфизмы. Приведены преимущества и недостатки каждого из методов, а также их практическое применение. Предпочтительными маркерами для разработки идентификационных панелей для многих видов животных и растений стали однонуклеотидные полиморфизмы, так как анализ основан на качественных признаках, а не количественных. Работы по созданию общедоступной базы данных, наполненной генотипами как российских автохтонных, так и зарубежных сортов винограда, ведутся в НИЦ «Курчатовский институт» в рамках создания Национальной базы генетической информации.
Ключевые слова: Виноград, Vitis vinifera, ампелография, генотипирование, микросателлитные локусы, однонуклеотидные полиморфизмы, базы данных, высокопроизводительное секвенирование.
DOI: 10.21515/1999-1703-93-315-320

Литература:

1. Zhou, Y. The population genetics of structural variants in grapevine domestication / Y. Zhou et al. // Nat. Plants. - 2019. - No. 5. - P. 965-979. doi: 10.1038/s41477-019-0507-8.
2. Zou, C. Haplotyping the Vitis collinear core genome with rhAmpSeq improves marker transferability in a diverse genus // Y. Zhou et al. // Nat.Commun. - 2020. - 11(1): 413. doi:10.1038/s41467-019-14280-1.
3. Massonnet, M. The genetic basis of sex determination in grapes / M. Massonnet et al. // Nat.Commun. - 2020. - 11(1): 2902. doi: 10.1038/s41467-020-16700-z.
4. Li, B. Molecular characterization of Chinese grape landraces (Vitis L.) using microsatellite DNA markers / B. Li et al. // HortScience. - 2017. - No. 52. - P. 533-540. doi:10.21273/ HORTSCI11802-17.
5. Jaillon, O. The grapevine genome sequence suggests ancestral hexaploidization in major angiosperm Phyla / O. Jaillon et al. // Nature. - 2007. - No. 449. - P. 463-467.
6. Velasco, R. A High Quality Draft Consensus Sequence of the Genome of a Heterozygous Grapevine Variety / R. Velasco et al. // PLoS ONE. - 2017. - 2(12): e1326.
7. Schneider, A. Genetics and ampelography trace the origin of Muscat fleur d'oranger / A. Schneider, D. Torello Marinoni, M. Crespan // Am. J. Enol. Vitic. - 2008. - 59 (2). - P. 200-204.
8. Pavek, D. S. Selecting in situ conservation sites for grape genetic resources in the USA / D. S. Pa-vek, W. F. Lamboy, E. J. Garvey // Genet. Resour. - Crop. - Evol. 2003. - 50(2). - P. 165-173.
9. Marés, H. Description des cépages de la Région Méditerranée de la France / H. Marés. Coulet, Montpellier, 1890-1891.
10. This, P. Development of a standard set of microsatellite reference alleles for identification of grape cultivars / P. This et al. // Theor. APPl. - Genet. - 2004. - 109 (7). - P. 1448-1458.
11. Liu, Y. Identification of grapevine (Vitis vinifera l.) cultivars by vine leaf image via deep learning and mobile devices / Y. Liu et. al. - 2020. doi:10.21203/rs.3.rs-27620/v1.
12. Morgante, M. PCR-amplified microsatellites as markers in plant genetics / M. Morgante, A. M. Olivieri // Plant J. - 1993. - No. 3. - P. 175-182.
13. Stępień, Ł. Assessing genetic diversity of Polish wheat (Triticum aestivum) varieties using microsatellite markers / Ł. Stępień, V. Mohler, J. Bocianowski, G. Koczyk // Genet. - Resour. Crop Evol. - 2007. No. 54. - P. 1499-1506.
14. Bowers, J. E. Isolation and characterization of new polymorphic simple sequence repeat loci in grape (Vitis vinifera L.) /j. E. Bowers, G. S. Dangl, R. Vignani, C. P. Meredith // Genome. - 39(4). - P. 628-633. https://doi.org/10.1139/g96-080.
15. Edwards, A. DNA typing and genetic maPPing with trimeric and tetrameric tandem repeats / A. Edwards, A. Civitello, H. A. Hammond, C. T. Caskey // Am. J. Hum. Genet. - 1991. - No. 49. - P. 746.
16. Powell, W. Polymorphism revealed by simple sequence repeats / W. Powell, G. C. Machray, J. Provan // Trends Plant Sci. - 1996. - No. 1. - P. 215-222.
17. Richard, G. F. Trinucleotide repeats and other microsatellites in yeasts / G. F. Richard, C. Hennequin, A. Thierry, B. Dujon // Res. Microbiol. - 1999. - No. 150. - P. 589-602.
18. Richard, G. F. Mini- and microsatellite expansions: The recombination connection / G. F. Richard, F. Pâques // EMBO Rep. - 2000. - No. 1. - P. 122-126.
19. Vouillamoz, J. F. Swiss Vitis microsatellite database /j. F. Vouillamoz, C. Arnold, A. Frei // Acta Hortic. - 2009. - No. 827. - P. 477-480.
20. Dallakyan, M. Genetic diversity and traditional uses of aboriginal grape (Vitis vinifera L.) varieties from the main viticultural regions of Armenia / M. Dallakyan, S. Esoyan, B. Gasparyan, A. Smith, N. Hovhannisyan // Genet. Resour. Crop. Evol. - 2020. - No. 67. - P. 999-1024.
21. De Oliveira, G. L. Genetic structure and molecular diversity of Brazilian grapevine germplasm: Management and use in breeding programs / G. L De Oliveira et. al. // PLoS ONE. - 2020. - 15: e0240665.
22. Žulj Mihaljević, M. Genetic diversity, population structure, and parentage analysis of Croatian grapevine germplasm / M. Žulj Mihaljević et. al. // Genes. - 2020. - No. 11. - P. 737.
23. Riaz, S. Genetic diversity and parentage analysis of grape rootstocks / S. Riaz et al. // Theor. APPl. Genet. - 2019. - No. 132. - P. 1847-1860.
24. Cabezas, J. A. A 48 SNP set for grapevine cultivar identification /j. A.Cabezas et al. // BMC Plant Biol. - 2011. - No. 11. - P. 153. https://doi.org/10.1186/1471-2229-11-153.
25. Albarghouthi, M. N. Impact of polymer hydrophobicity on the properties and performance of DNA sequencing matrices for capillary electrophoresis / M. N. Albarghouthi et al. // Electrophoresis. - 2001. - No. 22. - P. 737-747.
26. Tu, O. The influence of fluorescent dye structure on the electrophoretic mobility of end-labeled DNA / O. Tu et al. // Nucleic Acids Res. - 1998. - № 26. - P. 2797-2802.
27. Van Dijk, E. L. Ten years of next-generation sequencing technology / E. L. Van Dijk, H. Auger, Y. Jaszczyszyn, C. Thermes // Trends Genet. - 2014. - No. 30. - P. 418-426.
28. Darby, B. J. Digital fragment analysis of short tandem repeats by high-throughput amplicon sequencing / B. J. Darby, S. F. Erickson, S. D. Hervey, S. N. Ellis-Felege // Ecol. Evol. - 2016. - No. 6. - P. 4502-4512.
29. Lepais, O. Fast sequence-based microsatellite genotyping development workflow / O. Lepais et al. // PeerJ. - 2020. - 8:e9085.
30. Kunej, U. The Potential of HTS Approaches for Accurate Genotyping in Grapevine (Vitis vinifera L.) / U. Kunej, A. Dervishi, V. Laucou, J. Jakše, N. šTajner // Genes. - 2020. - 11(8):917. https://doi.org/10.3390/genes11080917.
31. Lijavetzky, D. High throughput SNP discovery and genotyping in grapevine (Vitis vinifera L.) by combining a re-sequencing approach and SNPlex technology / D. Lijavetzky, J. A. Cabezas, A. Ibanez, V. Rodriguez, J. M. Martinez-Zapater // BMC Genomics. - 2007. - 8:424.
32. Laucou, V. Extended diversity analysis of cultivated grapevine Vitis vinifera with 10K genome-wide SNPs / V. Laucou et al. // PLoS ONE. - 2018. - 13:e0192540.
33. Zurn, J. D. A new SSR fingerprinting set and its comparison to existing SSR- and SNP-based genotyping platforms to manage Pyrus germplasm resources /j. D. Zurn et al. // Tree Genet. Genomes. - 2020. - 16:72.
34. Žulj Mihaljević, M. Genetic Diversity, Population Structure, and Parentage Analysis of Croatian Grapevine Germplasm / M. Žulj Mihaljević et al. // Genes. - 2020. - 11:737. doi:10.3390/genes11070737.
35. Fedosov, D. Y. SNP-Based Analysis Reveals Authenticity and Genetic Similarity of Russian Indigenous V. vinifera Grape Cultivars / D. Y. Fedosov, A. A. Korzhenkov, K. O. Petrova et al. // Plants 2021. - 10 (12). - 2696. doi:10.3390/plants10122696.

Авторы:

1. Петрова Кристина Олеговна, науч. сотрудник лаборатории генетических технологий виноградарства и виноделия КК НБИКС-ПТ, Лаборатория генетических технологий виноградарства и виноделия КК НБИКС-ПТ Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт».
2. Федосов Дмитрий Юрьевич, начальник, Лаборатория генетических технологий виноградарства и виноделия КК НБИКС-ПТ Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт».