Труды Кубанского государственного аграрного университета
    

    <<<  Назад

    2023 год, № 107

    УДК: 575.113.2
    ГРНТИ: 34.23.35

    ПОЛИМОРФИЗМ ДЛИН ТАНДЕМНЫХ ПОВТОРОВ В ПОПУЛЯЦИЯХ ДИКОГО ВИНОГРАДА КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ И РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ

    Разведение винограда позволило добиться больших успехов в количестве и качестве сортов, которые существуют сегодня. Наибольшая база данных Vitis International Variety Catalogue (VIVC) включает более 23 тысяч видов, сортов и клоновых форм винограда. Но все это разнообразие не могло бы существовать без вида Vitis silvestris Gmel., от которого оно произошло. Распределение частот аллелей в популяции показало, что нечаевская популяция включала наибольшее число разнообразных аллелей, в том числе частных. Даманская и майкопская популяции показали примерно одинаковое распределение аллелей. Такие результаты говорят о том, что в нечаевской популяции могут присутствовать гибридные формы, что также частично подтверждено определением видовой принадлежности посредством NCBI BLAST (данные не представлены). Анализы AMOVA и информационного разнообразия Шеннона показали, что, скорее всего, все особи относятся к одному виду, так как наибольшее количество разнообразия приходится на внутрипопуляционное разнообразие. При этом сравнение выборки при помощи UPGMA и PCoA методов показало, что некоторые из образцов являются генетически не отличимыми, в то время как иные, хоть и определены в единый кластер, но имеют различия между собой. Таким образом, это указывает на то, что три выбранные для изучения популяции являются генетически разнородными, хотя и, по-видимому, относятся к виду Vitis silvestris Gmel.
    Ключевые слова: Vitis silvestris Gmel, сорта винограда, маркеры, аллель, секвенирование, ареал обитания.
    DOI: 10.21515/1999-1703-107-163-173

    Литература:

    1. Andrews, S. Babraham bioinformatics-FastQC a quality control tool for high throughput sequence data / S. Andrews // URL: https://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc. - 2010.
    2. Arroyo-García, R. Chloroplast microsatellite polymorphisms in Vitis species / R. Arroyo-García, F. Lefort, M. T. D. Andrés, J. Ibáñez, J. Borrego, N. Jouve, J. M Martínez-Zapater, // Genome. - 2002. - Т. 45. - No. 6. - Р. 1142-1149. https://doi.org/10.1139/g02-087.
    3. Arroyo García, R. Multiple origins of cultivated grapevine (Vitis vinifera L. ssp. sativa) based on chloroplast DNA polymorphisms / R. Arroyo-García, L.Ruiz-Garcia, L. Bolling, R. Ocete, M. A. López, C. Arnold, J. M. Martinez-Zapater // Molecular ecology. - 2006. - Т. 15. - No. 12. - Р. 3707-3714.
    4. Bankevich, A. SPAdes: A new genome assembly algorithm and its applications to single-cell sequencing / A. Bankevich, S. Nurk, D. Antipov, A. A. Gurevich, M. Dvorkin, A. S. Kulikov, P. A. Pevzner //j.Comp. Biol. - 2012. - T. 19(5). - Р. 455-477. https://doi.org/10.1089/cmb.2012.0021.
    5. Benjak, A. Genetic relationships among grapevine cultivars native to Croatia, Greece and Turkey / A. Benjak, S. Ercisli, A. Vokurka, E. Maletic, I. Pejic // Vitis. - 2005. - Т. 44. - No. 2. - Р. 73-77.
    6. Bolger, A. M. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data / A. M. Bolger, M. Lohse, B. Usadel //Bioinformatics. - 2014. - T. 30(15). - Р. 2114. - https://doi.org/2120.10.1093/bioinformatics/btu170.
    7. Cabezas, J. A. A genetic analysis of seed and berry weight in grapevine / J. A. Cabezas, M. T. Cervera, L. Ruiz-García, J. Carreno, J. M. Martínez-Zapater // Genome. - 2006. - Т. 49. - No. 12. - Р. 1572-1585. - https://doi.org/10.1139/g06-122.
    8. Chantret, N. Location and mapping of the powdery mildew resistance gene MlRE and detection of a resistance QTL by bulked segregant analysis (BSA) with microsatellites in wheat / N. Chantret, P. Sourdille, M. Röder, M. Tavaud, M. Bernard, G. Doussinault // Theoretical and applied genetics. - 2000. - Т. 100. - Р. 1217-1224. https://doi.org/10.1007/s001220051427.
    9. De Mattia, F. Study of genetic relationships between wild and domesticated grapevine distributed from middle east regions to European countries / F. De Mattia, S. Imazio, F. Grassi, H. Doulati Baneh, A. Scienza, M. Labra, // Rendiconti Lincei. - 2008. - Т. 19. - Р. 223-240. https://doi.org/10.1007/s12210-008-0016-6.
    10. Di Vecchi-Staraz, M. Low level of pollen-mediated gene flow from cultivated to wild grapevine: consequences for the evolution of the endangered subspecies Vitis vinifera L. subsp. Silvestris / M. Di Vecchi-Staraz, V. Laucou, G. Bruno, T. Lacombe, S. Gerber, T. Bourse, P. This // Journal of Heredity. - 2009. - Т. 100. - No. 1. - Р. 66-75. https://doi.org/10.1093/jhered/esn084.
    11. Doligez, A. An integrated SSR map of grapevine based on five mapping populations / A. Doligez, A. F. Adam-Blondon, G. Cipriani, G. Di Gaspero, V. Laucou, D. Merdinoglu, P. This // Theoretical and applied genetics. - 2006. - Т. 113. - Р. 369-382. https://doi.org/10.1007/s00122-006-0295-1.
    12. Garrido-Ramos, M. A. Satellite DNA in plants: more than just rubbish / M. A. Garrido-Ramos // Cytogenetic and Genome Research. - 2015. - Т. 146. - No. 2. - Р. 153-170. https://doi.org/10.1159/000437008.
    13. Grassi, F. Phylogeographical structure and conservation genetics of wild grapevine / F. Grassi, M. Labra, S. Imazio, R. O.Rubio, O. Failla, A. Scienza, F. Sala // Conservation Genetics. - 2006. - Т. 7. - No. 6. - Р. 837-845. - https://doi.org/10.1007/s10592-006-9118-9.
    14. Imazio, S. Chloroplast microsatellites to investigate the origin of grapevine / S. Imazio, M. Labra, F. Grassi, A. Scienza, O. Failla, // Genetic Resources and Crop Evolution. - 2006. - Т. 53. - Р. 1003-1011. https://doi.org/10.1007/s10722-004-6896-0.
    15. Johnson, M. NCBI BLAST: a better web interface / M. Johnson, I. Zaretskaya, Y. Raytselis, Y. Merezhuk, S. McGinnis, T. L. Madden // Nucleic acids research. - 2008. - T. 36(2). - Р. 5-6. - https://doi.org/10.1093/nar/gkn201.
    16. Kalendar, R. FastPCR: An in silico tool for fast primer and probe design and advanced sequence analysis / R. Kalendar, B. Khassenov, Y. Ramankulov, O. Samuilova, K. I. Ivanov // Genomics. - 2017. - Т. 109. - No. 3-4. - Р. - 312-319.https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2017.05.005.
    17. Kubis, S. Repetitive DNA elements as a major component of plant genomes / S. Kubis, T. Schmidt, J. S. P. A. T. Heslop-Harrison // Annals of Botany. - 1998. - Т. 82. - Р. 45-55. https://doi.org/10.1006/anbo.1998.0779.
    18. Lefort, F. The Greek Vitis Database: A multimedia web-backed genetic database for germplasm management of Vitis resources in Greece / F. Lefort, K. A. Roubelakis-Angelakis // Journal of Wine research. - 2000. - Т. 11. - №. 3. - С. 233-242. https://doi.org/10.1080/713684241.
    19. Li, H. Fast and accurate short read alignment with Burrows-Wheeler transform / H. Li, R. Durbin // Bioinformatics. - 2009. - T. 25(14). - Р. 1754-1760, (2009). https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp324.
    20. Martínez-Zapater, J. M. Grapevine genetics after the genome sequence: challenges and limitations /j. M. Martínez-Zapater, M. J. Carmona, J. Díaz-Riquelme, L. Fernandez, D. Lijavetzky // Australian Journal of Grape and Wine Research. - 2010. - Т. 16. - Р. 33-46. https://doi.org/10.1111/j.1755-0238.2009.00073.x.
    21. Maul, E. 30 Years VIVC-Vitis International Variety Catalogue / E. Maul, K. N. Sudharma, A. Ganesh, M. Hundemer, S. Kecke, G. Marx, R. Töpfer // XI International Conference on Grapevine Breeding and Genetics, Yanqing, Beijing, China. - 2014. - 8 p.
    22. McGovern, P. The search for the origins of viniculture / P. McGovern // Ancient Wine. - 2003. - P. 96-122.
    23. McGovern, P. E. The beginnings of winemaking and viniculture in the ancient Near East and Egypt / P. Е. McGovern, U. Hartung, V. Balder, D. Glusker, L Exner // Expedition. - 1997. - Т. 39. - №. 1. - P. 3-21.
    24. Mejia, N. Molecular, genetic and transcriptional evidence for a role of VvAGL11 in stenospermocarpic seedlessness in grapevine / N. Mejia, B. Soto, M. Guerrero, X. Casanueva, C. Houel, M. de los Angeles Miccono, A. F. Adam-Blondon // BMC plant biology. - 2011. - Т. 11. - No. 1. - Р. 1-19. - https://doi.org/10.5344/ajev.2011.10116.
    25. Mohammadi, S. A. Chloroplast microsatellites markers to assess genetic diversity in wild and cultivated grapevines of Iran / S. A. Mohammadi, M. Labra, A. Nazemieh, F. De Mattia, M. Mardi // Pakistan Journal of Biological Sciences: PJBS. - 2007. - Т. 10. - No. 11. - Р. 1855-1859. - https://doi.org/10.3923/pjbs.2007.1855.1859.
    26. Mora, P. Making the Genome Huge: The Case of Triatoma delpontei, a Triatominae Species with More than 50% of Its Genome Full of Satellite DNA / P. Mora, S. Pita, E. E. Montiel, J. M. Rico-Porras, T. Palomeque, F. Panzera, P. Lorite, // Genes. - 2023. - Т. 14. - No. 2. - Р. 371. - https://doi.org/10.3390/genes14020371.
    27. Okonechnikov, K. Ugene Team. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit / K. Okonechnikov, O. Golosova, M. Fursov // Bioinformatics. - 2012. - T. 28(8). - P. 1166-1167. - https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts091.
    28. Olmo, H. P. Grapes / H. P. Olmo // Evolution of Crop Plants. Edited by: Simmonds NW. London: Longman. - 1976. - P. 294-298.
    29. Peakall, R. O. D. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research / R. O. D. Peakall, P. E. Smouse // Molecular ecology notes. - 2006. - Т. 6. - No. 1. - Р. 288-295. - https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x.
    30. Perrier, X. DARwin software / X. Perrier, J. P. Jacquemoud-Collet // URL: http://darwin.cirad.fr/darwin. - 2006.
    31. Raimondi, S. DNA-based genealogy reconstruction of Nebbiolo, Barbera and other ancient grapevine cultivars from northwestern Italy / S. Raimondi, G. Tumino, P.Ruffa, P. Boccacci, G. Gambino, A. Schneider // Scientific Reports. - 2020. - Т. 10. - No. 1. - Р. 15782. - https://doi.org/10.1038/s41598-020-72799-6.
    32. Riaz, S. Genetic diversity analysis of cultivated and wild grapevine (Vitis vinifera L.) accessions around the Mediterranean basin and Central Asia / S. Riaz, G. De Lorenzis, D. Velasco, A. Koehmstedt, D. Maghradze, Z. Bobokashvili, R. Arroyo-Garcia // BMC plant biology. - 2018. - Т. 18. - No. 1. - Р. 1-14. - https://doi.org/10.1186/s12870-018-1351-0.
    33. Sefc, K. M. Microsatellite markers for grapevine: a state of the art / K. M. Sefc, F. Lefort, M. S. Grando, K. D. Scott, H. Steinkellner, M. R. Thomas // Molecular Biology & Biotechnology of the Grapevine. - 2001. - Р. 433-463. - https://doi.org/10.1007/978-94-017-2308-4_17.
    34. Sheidai, M. Genetic diversity and population structure in four Cirsium (Asteraceae) species / M. Sheidai, S. Zanganeh, R. Haji-Ramezanali, M. Nouroozi, Z. Noormohammadi, S. Ghsemzadeh-Baraki, // Biologia. - 2013. - Т. 68. - Р. 384-397. - https://doi.org/10.2478/s11756-013-0162-x.
    35. Stefan Van Dongen, T. Multiple UPGMA and neighbor-joining trees and the performance of some computer packages / T. Stefan Van Dongen, B. Winnepenninckx // Mol. Biol. Evol. - 1996. - Т. 13. - No. 2. - Р. 309-313.
    36. Tautz, D. Notes on the definition and nomenclature of tandemly repetitive DNA sequences / D. Tautz // DNA fingerprinting: State of the science. - 1993. - Р. 21-28. - https://doi.org/10.1007/978-3-0348-8583-6_2.
    37. Tillich, M. GeSeq-versatile and accurate annotation of organelle genomes / M. Tillich, P. Lehwark, T. Pellizzer, E. S. Ulbricht-Jones, A. Fischer, R. Bock, S. Greiner // Nucleic acids research. - 2017. - T. 45(1). - Р. 6-11. - https://doi.org/10.1093/nar/gkx391.
    38. Triboush, S. Method for Isolation of Chloroplast DNA and Mitochondrial DNA from Sunflower / S. Triboush, N. Danilenko, O. A Davydenko // Plant Molecular Biology Reporter. - 1998. - Т. 16. - Р. 183. - https://doi.org/10.1023/A:1007487806583.
    39. Troshin, L. P. Morphometry of the leaves of Kuban wild grape vines / L. P. Troshin // Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University. - 2011. - Т. 72. - Р. 312-330. - https://cyberleninka.ru/article/n/morfometriya-listiev-kubanskih-dikorastuschihlian-vinograda-1.
    40. Weising, K. A set of conserved PCR primers for the analysis of simple sequence repeat polymorphisms in chloroplast genomes of dicotyledonous angiosperms / K. Weising, R. C. Gardner // Genome. - 1999. - Т. 42. - No. 1. - Р. 9-19. - https://doi.org/10.1139/g98-104.
    41. Welter, L. J. Genetic mapping and localization of quantitative trait loci affecting fungal disease resistance and leaf morphology in grapevine (Vitis vinifera L) / L. J. Welter, N. Göktürk-Baydar, M. Akkurt, E. Maul, R. Eibach, R. Töpfer, E. M. Zyprian // Molecular Breeding. - 2007. - Т. 20. - No. 4. - Р. 359-374. - https://doi.org/10.1007/s11032-007-9097-7.
    42. Zhao, X. Dispersed repetitive DNA has spread to new genomes since polyploid formation in cotton / X. P. Zhao, Y. Si, R. E. Hanson, C. F. Crane, H. J. Price, D. M. Stelly, A. H. Paterson // Genome Research. - 1998. - Т. 8. - No. 5. - Р. 479-492. - https://doi.org/10.1101/gr.8.5.479.

    Авторы:

    1. Милованов Александр Валериевич, канд. биол. наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
    2. Хлевный Димитрий Евгеньевич, канд. с-.х. наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
    3. Савенкова Дарья Сергеевна, аспирант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
    4. Елисютикова Анастасия Васильевна, студент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
    5. Трошин Леонид Петрович, д-р биол. наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».

    © 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.