Генотипирование сортов масличного льна с использованием системы микросателлитных ДНК-маркеров

Тенденция к увеличению площади посева масличного льна требует создания новых сортов с высокими показателями экологической пластичности, урожайности и устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам. Применение современных биотехнологических подходов, основанных на использовании молекулярных маркеров, может ускорить оценку генетических различий и определение потенциала, исходного для селекции материала. Целью нашего исследования являлась оценка генотипических параметров некоторых сортов масличного льна селекции Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур имени В. С. Пустовойта (ВНИИМК) с использованием системы микросателлитных маркеров. Материалом исследования служили 17 сортообразцов льна. ДНК выделяли с использованием СТАВ буфера. Для идентификации сортов использовали 11 SSRлокусов. В процессе исследования выявлено 10 полиморфных локусов. Суммарное число учтенных аллелей равно 32. Размер аллелей варьировал в диапазоне 111-210 п. н. Число аллелей на локус варьировало от 2 до 6 со средним значением 3,20. Значение индекса полиморфного информационного содержания (PIC) находилось от 0,29 до 0,75 со средним значением параметра 0,51. Эффективное число аллелей для разных локусов определено в диапазоне 1,40-3,94 со средним значением 2,28. Уровень информативности маркерной системы (PIC 0,51) соответствует таковому для идентификации наборов генотипов из коллекций с ограничением в географическом происхождении. Установлены различия в частоте встречаемости аллелей. Дискриминационный потенциал использованной маркерной системы позволил идентифицировать 15 сортообразцов. Два генотипа, имеющие общее происхождение, были идентичны. Оценена степень генетического родства изученных генотипов льна. Полученные результаты послужат основой для последующего конструирования генетических паспортов сортов масличного льна селекции ВНИИМК.

лен, ДНК, полимеразная цепная реакция, микросателлиты, идентификация

1. Галкин Ф. М. Лён масличный: селекция, семеноводство, технология возделывания и уборки. Под ред. Н. И. Бочкарёва. Краснодар: РАН, ГНУ ВНИИМК, 2008. 65 с.

2. Егоров С. В., Порхунцова О. А. Оценка генотипов льна масличного по критериям внутренней структуры на основе молекулярных маркеров семян. Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2019;(1):70-74. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37332596

3. Абугалиева С. И., Волкова Л. А., Ермекбаев К. А., Туруспеков Е. К. Генотипирование коммерческих сортов яровой пшеницы Казахстана с использованием микросателлитных ДНК-маркеров. Биотехнология. Теория и практика. 2012;(2):35−45. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25443417

4. Супрун И. И., Смыков А. В., Степанов И. В. Использование микросателлитных маркеров для паспортизации и изучения генетических взаимосвязей сортов персика, близких по происхождению. Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2019;(130):99-107. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37177466

5. Gasi F., Sehic J., Grahic J., Hjeltnes S. H., Ordidge M., Benedikova D., Blouin-Delmas M., Drogoudi P., Giovannini D., Hofer M., Kahu K., Kovacs S., Lacis G., Lateur M., Toldam-Andersen T. B., Ognjanov V., Nybom H. Genetic assessment of the pomological classification of plum Prunus domestica L. accessions sampled across Europe. Genetic Resources and Crop Evolution. 2020;67:1137-1161. DOI: https://doi.org/10.1007/s10722-020-00901-y

6. Deng X., Long S., He D., Li X., Wang Y., Hao D., Qiu C., Chen X. Isolation and characterization of polymorphic microsatellite markers from flax (Linum usitatissmum L.). African Journal of Biotechnology. 2011;10(5):734-739. URL: https://academicjournals.org/journal/AJB/article-abstract/07B915D28252

7. Soto-Cerda B. J., Saaverda H. U., Navarro C. N., Ortega P. M. Characterization of novel genic SSR markers in Linum usitatissimum (L.) and their transferability across eleven Linum species. Electronic Journal of Biotechnology. 2011;14(2):4-4. URL: http://www.ejbiotechnology.info/index.php/ejbiotechnology/article/view/v14n2-6

8. Pan G., Chen A., Li J., Huang S., Tang H., Chang L., Zhao L. Genome-wide development of simple sequence repeats database for flax (Linum usitatissimum L.) and its use for genetic diversity assessment. Genetic Resources and Crop Evolution. 2020;(67):865-874. DOI: https://doi.org/10.1007/s10722-020-00882-y

9. Asgarinia P., Cloutier S., Duguid S., Rashid K., Mirlohi A., Banik M., Saeidi G. Mapping quantitative trait loci for powdery mildew resistance in flax (Linum usitatissimum L.). Crop Science. 2013;53:2462-2472. DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci2013.05.0298

10. Wu J., Zhao Q., Wu G., Zhang S., Jiang T. Development of novel SSR markers for flax (Linum usitatissimum L.) using reduced-representation genome sequencing. Front. Plant Sci. 2018;(7). DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2016.02018

11. Базанов Т. А., Ущаповский И. В., Лемеш В. А., Богданова М. В., Лагуновская Е. В. Генетический полиморфизм современных сортов льна-долгунца (Linum usitatissimum L.) российской селекции с использованием SSR маркеров. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019;180(4):81-87. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41857092

12. Perry D. J., Lee S.-J. Multiplexed SSR markers for identification and purity assessment of Canadian flax varieties. Seed Science and Technology. 2016;44(1):156-167. DOI: https://doi.org/10.15258/sst.2016.44.1.01

13. Saghai-Maroof M. A., Soliman K. M., Jorgensen R. A., Allard R. W. Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: Mendelian inheritance, chromosomal location, and population dynamics. PNAS USA. 1984;81:8014-8018. URL: https://www.pnas.org/content/pnas/81/24/8014.full.pdf

14. Челюстникова Т. А., Гучетль С. З., Антонова Т. С. Микросателлитные локусы для идентификации сортов льна масличного селекции ВНИИМК: подбор информативных праймеров и оптимальных условий ПЦР ДНК. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научноисследовательского института масличных культур. 2019;2(178):41-46. DOI: https://doi.org/10.25230/2412-608X-2019-2-178-41-46

15. Овчарова Л. Р., Зеленцов В. С., Рябенко Л. Г., Галкина Г. Г., Скляров С. В., Зеленцов С. В., Мошненко Е. В. Сорт масличного льна ВНИИМК 620 ФН. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2019;(1(177)):146-149. DOI: https://doi.org/10.25230/2412-608X-2019-1-177-146-149

16. Зеленцов С. В., Мошненко Е. В., Рябенко Л. Г., Овчарова Л. Р. Типы и способы естественного опыления льна обыкновенного Linum usitatissimum L. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2018;(1(173)):105-113. DOI: https://doi.org/10.25230/2412-608X-2018-1-173-105-113

17. Рогожина Т. Г., Анискина Ю. В., Карпачев В. В., Шилов И. А. Использование микросателлитного анализа для выявления биотипов у сортов ярового рапса (Brassica napus L.). Масличные культуры. Научнотехнический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2015;(2(162)):27–33. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=24037018