Труды Кубанского государственного аграрного университета
    

    <<<  Back

    2022, № 94

    UDC: 575.113.2
    GSNTI: 34.23.35

    Analysis of the genetic material of some aborigenous grape varieties of the russian ampelographic collection

    In modern grape breeding, one of the leading directions at the moment is the study of indigenous varieties. These varieties have valuable agricultural characteristics that successfully manifest themselves in the wine industry and help to produce high-quality wines. Despite the wide public and scientific interest in native varieties, the study of this genetic material is still at an insufficient level to fully understand the structure of diversity. The initial material for the study was the apical leaves of grapes selected at the Anapa zonal experimental station. We performed a genetic analysis of the data by polymerase chain reaction using iPBS and ISSR markers. Such programs as Gel Pro 3.1, GenAlEx 6.3 and MEGA 7 were used to process the received data. As a result of the study, a total of 461 DNA bands were generated, of which 176 are polymorphic (62.78%), which indicates a sufficiently low genetic diversity between varieties. During the cluster analysis, the cluster tree was divided into three macroclusters, two of which were divided into subclusters. In general, the results of cluster analysis indicate that the majority of varieties (or the main cluster) in this study were divided based on their ecological and geographical origin. Nevertheless, an interesting result was that in this sample the Bukovinka variety was not located next to the varieties of Don origin. The PCoA analysis also revealed 3 pools of genotypes, however, it showed not only similarity, but also differences in the distribution of varieties relative to clusters.
    Keywords: Native grape varieties, genetic analysis, breeding, IPBS, DNA, retrotransposons.
    DOI: 10.21515/1999-1703-94-268-276

    References:

    1. Айвазян, П. К. Селекция виноградной лозы / П. К. Айвазян, Е. Н. Докучаева // Киев: Изд-во Украинской академии сельскохозяйственных наук. - 1960. - С. 288-296.
    2. Зармаев, А. А. Виноградарство с основами первичной переработки винограда: учебник для вузов / А. А. Зармаев. - 3-е изд., перераб. и доп. - Москва: Издательство Юрайт, 2020. - 683 с.
    3. 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.
    4. Ильницкая, Е. Т. Изучение генетического сходства донских аборигенных сортов винограда c 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. - С. 60-67.
    5. Ильницкая, Е. Т. Изучение Полиморфизма SSR-Локусов Южно-российских аборигенных Сортов Винограда / Е. Т. Ильницкая, С. В. Ток маков // Плодоводство и виноградарство Юга России. - 2014. - № 27(3). - С. 1-6.
    6. Ильницкая, Е. Т. Микросателлитное генотипирование донских аборигенных сортов винограда (Vitis vinifera l.) / Е. Т. Ильницкая, С. В. Токмаков, И. И. Супрун // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2014. - Т. 18. - № 3. - С. 523-529.
    7. Коновалов, Ю. Б. Общая селекция растений: Учебник. [Санкт-Петербург, 2021] / Ю. Б. Коновалов, В. В. Пыльнев, Т. И. Хупацария, В. С. Рубец // Электронно-библиотечная система издательства «Лань». URL: https://e.lanbook.com/.
    8. 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 // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2019. - Т. 21. - №. 2. - С. 147-152.
    9. Миндиарова, В. О. Анализ генетического материала аборигенных сортов винограда российской ампелографической коллекции / В. О. Миндиарова, Д. С. Савенкова, Ю. О. Филиппова, А. В. Милованов // Вестник аграрной науки. - 2020. - №. 5(86). - С. 51-58.
    10. Носульчак, В. А. Генофонд винограда. Виноград. Современные методологические аспекты организации селекционного процесса в садоводстве и виноградарстве. Монография / В. А. Носульчак, Е. Т. Ильницкая, О. М. Ильяшенко. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2012.- С. 502-514.
    11. Прохорова, В. В. Методические основы формирования винодельческого кластера на территории Краснодарского края / В. В. Прохорова, С. В. Алуян // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 5: Экономика. - 2015. - №. 2(160).
    12. Савенкова, Д. С. Изучение генетического разнообразия аборигенных сортов винограда / Д. С. Савенкова, А. В. Милованов // Научные труды Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия. - 2021. - Т. 33. - С. 18-24.
    13. Смирнов, К. В. Виноградарство: учебник / К. В. Смирнов, Т. И. Калмыкова, Г. С. Морозова. - М.: Агропромиздат, 1987. - 368 с.
    14. Егоров, Е. А. Современные методологические аспекты организации селекционного процесса в садоводстве и виноградарстве: монография / Е. А. Егоров, Г. В. Еремин, И. И. Супрун [и др.]. - Краснодар: Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия, 2012. - 569 с.
    15. Толмачева, О. И. Виноградарство и виноделие Кубани: состояние и перспективы развития / О. И. Толмачева, С. А. Филатова // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 5: Экономика. - 2011. - №. 2.
    16. Трошин, Л. П. Методология клоновой селекции винограда / Л. П. Трошин // Формы и методы повышения экономической эффективности регионального садоводства и виноградарства. Организация исследований и их координация. Часть. - 2001. - Т. 2. - С. 92-94.
    17. Трошин, Л. П. Новации виноградарства России. Клоновая селекция винограда / Л. П. Трошин, А. Б. Музыченко, А. И. Мисливский // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2009. - №. 54. - С. 219-247.
    18. Шутова, И. А. Виноградарство и виноделие Краснодарского края / И. А. Шутова, А. В. Яни // Экономика и современный менеджмент: теория и практика. - 2013. - №. 26.
    19. Энциклопедия виноградарства: в 3-х кн. Кн. 1 / Кишинёв: Гл. ред. Молд. Сов. Энциклопедии, 1986. - Т. 1. - 502 с.
    20. Delame, M.Introgression reshapes recombination distribution in grapevine interspecific hybrids / M. Delame, E. Prado, S. Blanc, G. Robert-Siegwald, C. Schneider, P. Mestre, C.Rustenholz, D. Merdinoglu // Theoretical and applied genetics. - 2019. - Nо. 4. - Р. 1073-1087.
    21. Flavell, A. J. Retrotransposon-based insertion polymorphisms (RBIP)for high throughput marker analysis / A. J. Flavell, M. R. Knox, S. R. Pearce, T. N. Ellis // The Plant Journal. - 1998. - Т. 16. - Nо. 5. - Р. 643-650.
    22. Grigoriou, A. The Cypriot indigenous grapevine germplasm is a multi-clonal varietal mixture / A. Grigoriou, G. Tsaniklidis, M. Hagidimitriou, N. Nikoloudakis // Plants. - 2020. - Т. 9. - Nо. 8. - Р. 1034.
    23. Huang, K. A generalized framework of AMOVA with any number of hierarchies and any level of ploidies / K. Huang, Y. Li, D. W. Dunn, P. Zhang, B. Li // bioRxiv. - 2019. - Р. 608117.
    24. Jeffreys, A. J. Hypervariable minisatellite regions in human DNA / A. J. Jeffreys, V. Wilson Thein // Nature. - 1985. - Т. 314. - С. 65-73.
    25. Kalendar, R. iPBS: a universal method for DNA fingerprinting and re-trotransposon isolation / R. Kalendar, K. Antonius, P. Smýkal, A. H. Schulman // Theoretical and Applied Genetics. - 2010. - Т. 121. - Nо. 8. - Р. 1419-1430.
    26. 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.
    27. Kicherer, A. An automated field phenotyping pipeline for application in grapevine research / A. Kicherer, K. Herzog, M. Pflanz, M. Wieland, P. Rüger, S. Kecke // Sensors. - 2015. - Т. 15. - Nо. 3. - Р. 4823-4836.
    28. Kumar, S. MEGA7: molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets / S. Kumar, G. Stecher, K. Tamura // Molecular biology and evolution. - 2016. - Т. 33. - Nо. 7. - Р. 1870-1874.
    29. Maletić, E. Ampelographic and genetic characterization of Croatian grapevine varieties / E. Maletić, I. Pejić, J. K. Kontić, D. Zdunić, D. Preiner, S. ŠImon // Vitis-Journal of Grapevine Research. - 2015. - Т. 54. - Р. 93-98.
    30. Mihaljević M. Ž. Molecular characterization of old local grapevine varieties from South East European countries / M. Ž. Mihaljević, S. ŠImon, I. Pejić, F. Carka, R. Sevo, A. Kojić // Vitis. - 2013. - Т. 52. - Nо. 2. - Р. 69-76.
    31. Milišić, K. Ampelographic and molecular characterisation of grapevine varieties in the gene bank of the experimental vineyard ‘Radmilovac’-Serbia / K. Milišić, B. Sivčev, N. Štajner, J. Jakše, S. Matijašević, D. Nikolić // OENO One. - 2021. - Т. 55. - Nо. 4. - Р. 129-144.
    32. 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. - Nо. 1. - Р 288-295.
    33. Pelsy, F. Molecular and cellular mechanisms of diversity within grapevine varieties / F. Pelsy // Heredity. - 2010. - Т. 104. - Nо. 4. - Р. 331-340.
    34. Preston, J. M. Genetic analysis of a heritage variety collection /j. M. Preston, B. V. Ford-Lloyd, L. M. J. Smith, R. Sherman, N. Munro, N. Maxted // Plant Genetic Resources. - 2019. - Т. 17. - Nо. 3. - Р. 232-244.
    35. Regner, F. Molecular markers for genotyping grapevine and for identifying clones of traditional varieties / F. Regner, A. Stadlbauer, C. Eisenheld // International Symposium on Molecular Markers for Characterizing Genotypes and Identifying Cultivars in Horticulture 546. - 2000. - Р. 331-341.
    36. Vos, P. AFLP: a new technique for DNA fingerprinting / P. Vos, R. Hogers, M. Bleeker, M. Reijans, T. V. D. Lee, M. Hornes, M Zabeau // Nucleic acidsresearch. - 1995. - Т. 23. - Nо. 21. - С. 4407-4414.
    37. Williams, J. G. K. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers /j. G. Williams, A. R. Kubelik, K. J. Livak, J. A. Rafalski, S. V. Tingey // Nucleic acids research. - 1990. - Т. 18. - Nо. 22. - Р. 6531-6535.
    38. Zimmer, E. A. Methods in the enzymology / E. A. Zimmer, E. H. Roalson // Molecular Evolution: Producing the Biochemical Data. - 2005. - Р. 134-135.

    Authors:

    1. Milovanov Alexandr Valerievich, PhD in Economics, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
    2. Troshin Leonid Petrovich, DSc in Biology, professor, Head of the Department of Viticulture, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
    3. Elisytikova Anastasia Vasilevna, student, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “I.T. Trubilin Kuban State Agrarian University”.
    4. Popkova Ekaterina Sergeevna, student, 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.