Труды Кубанского государственного аграрного университета


<<<  Назад

2022 год, № 96

УДК: 575.113.2
ГРНТИ: 34.23.35

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ IPBS МАРКЕРОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ АБОРИГЕННЫХ СОРТОВ ВИНОГРАДА

В настоящее время одним из важных направлений селекции винограда является изучение аборигенных сортов. Известные повышенной резистентностью к неблагоприятным климатическим условиям и высокой урожайностью они нередко используются для выведения новых высокопродуктивных сортов винограда, а продукция на их основе отличается высокими вкусовыми качествами. Однако аборигенные сорта должны подвергаться дополнительному предселекционному анализу, чтобы выявить родственные связи между генотипами для последующего отбора пар для скрещивания. Наиболее полную информацию об этом дает генетический анализ, который выполняется с помощью молекулярно-генетических маркеров. Для описания генотипов винограда, принадлежащих к двум популяциям, были использованы iPBS маркеры. В результате исследования были изучены 30 аборигенных сортов винограда, которые были поделены на две популяции на основании их происхождения. По итогам ПЦР-анализа было сгенерировано в сумме 880 ДНК-полос. Процент полиморфных генов в первой популяции составил 64,40%, во второй - 59,87%. Родство исследованных сортов было проанализировано методами PCoA и кластеризацией. Результаты обоих методов выявили распределение сортов по их эколого-географическому происхождению. Помимо этого, распределение сортов было схожим при сравнении результатов двух методов. Несмотря на это, некоторые сорта были перенесены из одной констелляции генотипов к другой. Например, Коринка белая и Плавай были расположены близко к аборигенным сортам винограда, что может объясняться использованием их в селекции местных сортов и отдаленным генетическим родством.
Ключевые слова: Аборигенные сорта, виноград, генетический анализ, селекция, ретротранспозоны.
DOI: 10.21515/1999-1703-96-164-172

Литература:

  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. 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. - Р. 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. - №. 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. - Р. 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. - No. 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. - Р. 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 Resou-rces. - 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. - No. 7. - Р. 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.

Авторы:

  1. Милованов Александр Валериевич, канд. биол. наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
  2. Елисютикова Анастасия Васильевна, студент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
  3. Савенкова Дарья Сергеевна, магистрант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
  4. Звягин Андрей Сергеевич, канд. биол. наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
  5. Трошин Леонид Петрович, д-р биол. наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».