Анализ структуры сортов масличного льна на основе полиморфных микросателлитных локусов

Повышенная рентабельность производства масличного льна является стимулом для создания новых сортов с высокими показателями урожайности и расширения зон возделывания культуры. Ограниченность генетического разнообразия вида Linum usitatissimum L., вследствие самоопыления, и исходных форм, используемых при создании новых сортов льна масличного, сдерживают эффективность селекционной работы. Цель исследования – определение генетической структуры сортов масличного льна с использованием системы из 10 микросателлитных локусов. Материалом исследования служили четыре сорта селекции Всероссийского НИИ масличных культур. ДНК выделяли СТАВ-методом. Электрофоретическое разделение ампликонов проводили в 8%-м полиакриламидном геле с последующим окрашиванием бромистым этидием. Основные показатели генетической изменчивости, а также анализ молекулярной вариансы АMOVA, показатели F-статистики Райта, анализ главных координат (PCoA) определяли с помощью программы GenAlЕx 6.5. Суммарно выявлено 53 аллеля. Для каждого сорта рассчитаны основные показатели генетического разнообразия. По статистическим характеристикам (Na, Ne, I, F) сорт Нилин является источником наибольшего генетического разнообразия. Для всех сортов соотношение ожидаемой He и наблюдаемой Ho гетерозиготности соответствует инбредным популяциям с минимальной долей случайного скрещивания. По аллельному состоянию 10 SSR-локусов сорт Снегурок относится к линейному типу, что соответствует его происхождению. Составлен его генетический паспорт по данным локусам. По результатам анализа молекулярной вариансы (AMOVA) 71 % общей дисперсии обусловлен генетическими различиями между сортами, а 29 % – внутрисортовыми. 

1. 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

2. Пухальский В. А. Проблемы генетической теории селекции растений. Вестник ВОГиС. 2005;9(3):306-316. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=9127250

3. Ущаповский И. В., Лемеш В. А., Богданова М. В., Гузенко Е. В. Особенности селекции и перспективы применения молекулярно-генетических методов в генетико-селекционных исследованиях льна (Linum usitatissimum L.). Сельскохозяйственная биология. 2016;51(5):602-616. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.602rus

4. Varshney R. K., Bohra A., Yu J., Graner A., Zhang Q., Sorrells M. E. Designing future crops: genomics-assisted breeding comes of age. Trends in Plant Science. 2021;26(6):631-649. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tplants.2021.03.010

5. Gasi F., Sehic J., Grahic J., Hjeltnes S. H., Ordidge M., Benedikova D., Blouin-Delmas M., Drogoudi P., Giovannini D., Höfer M., Kahu K., Kovács S., Lācis 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. Супрун И. И., Степанов И. В., Токмаков С. В., Еремин Г. В. Оценка генетического полиморфизма сливы домашней на основе анализа микросателлитных локусов. Генетика. 2019;55(2);165-173. DOI: https://doi.org/10.1134/S0016675819010144

7. Aiello D., Ferradini N., Torelli L., Volpi C., Lambalk J., Russi L., Albertini E. Evaluation of cross-species transferability of SSR markers in Foeniculum vulgare. Plants. 2020;9(2):175. DOI: https://doi.org/10.3390/plants9020175

8. Xin Deng, SongHua Long, DongFeng He, Xiang Li, YuFu Wang, DongMei Hao, CaiSheng Qiu, XinBo Chen. Isolation and characterization of polymorphic microsatellite markers from flax (Linum usitatissmum L.). African Journal of Biotechnology. 2011;10(5):734-739. URL: https://www.researchgate.net/publication/224826039_Isolation_and_characterization_of_polymorphic_microsatellite_markers_from_flax_Linum_usitatissimum_L

9. 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.

10. Chandrawati R., Singh N., Kumar R., Kumar S., Singh P. K., Yadav V. K., Ranade S. A., Yadav K. H. Genetic diversity, population structure and association analysis in linseed (Linum usitatissimum L.). Physiology and Molecular Biology of Plants. 2017;23(1):207-219. DOI: https://doi.org/10.1007/s12298-016-0408-5

11. Базанов Т. А., Ущаповский И. В., Логинова Н. Н., Смирнова Е. В., Михайлова П. Д. Формирование системы генетической паспортизации масличного льна. Аграрная наука. 2020;(7-8):80-83. DOI: https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-340-7-80-83

12. 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 научно-исследовательского института масличных культур. 2019;(2(178)):41-46. DOI: https://doi.org/10.25230/2412-608X-2019-2-178-41-46

13. Гучетль С. З., Челюстникова Т. А. Генотипирование сортов льна масличного с использованием системы микросателлитных ДНК маркеров. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2020;21(5):531-539. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2020.21.5.531-539

14. Рябенко Л. Г., Зеленцов В. С., Овчарова Л. Р., Галкина Г. Г., Скляров С. В. Сорт масличного льна Даник. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2015;(4(164)):141-142. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25304529

15. Рябенко Л. Г., Зеленцов В. С., Овчарова Л. Р., Галкина Г. Г., Скляров С. В. Сорт масличного льна Нилин. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2015;(4(164)):143-144. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25304530

16. Минжасова А. К., Лошкомойников И. А. Сорт масличного льна Август. Масличные культуры. Научнотехнический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2017;(2(170)):115-116. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=29712585

17. Рябенко Л. Г., Зеленцов С. В., Овчарова Л. Р., Зеленцов В. С., Скляров С. В., Мошненко Е. В. Зимующий сорт масличного льна Снегурок. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2020;(4(184)):99-102. DOI: https://doi.org/10.25230/2412-608X-2020-4-184-99-102

18. Peakall R., Smouse P. E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update. Bioinformatics. 2012;28(19):2537-2539. DOI: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460

19. Чесноков Ю. В., Косолапов В. М. Генетические ресурсы растений и ускорение селекционного процесса. М.: ООО «Угрешская типография», 2016. 172 с. Режим доступа: https://www.vniikormov.ru/pdf/geneticheskieresursy-rastenii-i-uskorenie-selektcionnogo-protcessa.pdf

20. 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://elibrary.ru/item.asp?id=24037018

21. Лукомец В. М., Зеленцов С. В., Мошненко Е. В. Теоретическое обоснование возможности отбора перспективных особей в сортовых популяциях самоопылителей на примере сои. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2021;(2(186)):31-40. DOI: https://doi.org/10.25230/2412-608X-2021-2-186-31-40