МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАПЛОИДНЫХ ЛИНИЙ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

А. А. Налбандян; Т. П. Федулова; Е. А. Тороп; О. В. Ткаченко; Т. Н. Дуванова

doi:10.30850/vrsn/2022/2/33-37

А. А. Налбандян, кандидат биологических наук Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова
Т. П. Федулова, доктор биологических наук Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова
Е. А. Тороп, доктор биологических наук Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова
О. В. Ткаченко, младший научный сотрудник Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова
Т. Н. Дуванова, младший научный сотрудник Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова

DOI: https://doi.org/10.30850/vrsn/2022/2/33-37

Аннотация

Цель исследований – проведение молекулярно-генетического изучения гаплоидных растений-регенерантов сахарной свеклы, полученных в культуре in vitro путем прямой регенерации. Представлены результаты молекулярной оценки линий по пяти микросателлитным локусам (SSR-маркеры – Unigenes: 24552, 14805, 16898, 22373 и 27833) и трем минисателлитным (TRs). Получены экспериментальные данные, характеризующие исходные линии сахарной свеклы по молекулярно-генетическим маркерам и позволяющие четко их дифференцировать. Определены генетические расстояния (Эвклидовы) между изученными генотипами. Осуществлена кластеризация микроклонов сахарной свеклы, составлены уникальные ДНК-профили для селекционных образцов. Установлено, что ДНК-маркеры митохондриального генома сахарной свеклы, относящиеся к семейству минисателлитов TRs (TR1 и TR3), позволяют с высокой эффективностью идентифицировать микроклональные растения как МС- и О-тип формы. Выявлено, что для растений-опылителей (закрепители стерильности) О-типа характерно наличие ДНК-ампликонов длиной 700 (TR1) и 500 п.н. (TR3). У растений-регенерантов МС-форм фрагменты размером 400 п.н.

Биография автора

Е. А. Тороп, доктор биологических наук, Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова

Литература

1. Брагин, А.Г. Анализ гетероплазматического состояния митохондриальной ДНК фертильных и мужскостерильных растений сахарной свеклы (Beta vulgaris) / А.Г. Брагин, М.К. Иванов, Л.А. Федосеева, Г.М. Дымшиц // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2011. – Т. 15. – №3. – С. 585-590.
2. Васильченко, Е.Н. Технология создания реституционных линий сахарной свеклы / Е.Н. Васильченко, Т.П. Жужжалова, Т.Г. Ващенко // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2018. – № 1 (56). – С. 56-64. DOI: 10.17238/issn2071-2243.2018.1.56.
3. Налбандян, А.А. Микросателлитные маркеры в селекции сахарной свёклы / А.А. Налбандян, Т.П. Федулова, Н.Р. Михеева, А.В. Корниенко // Сахар. – 2021. – №3. – С. 37-40.
4. Струнников, В.А. Гетерозис можно закрепить в потомстве / В.А. Струнников, Л.В. Струнникова // Природа. – 2003. – № 1. – С. 3-7.
5. Шилов, И.А. Создание современных гибридов сахарной свёклы с применением микросателлитного анализа / И.А. Шилов, Ю.В. Анискина, Т.В. Шалаева и др. // Сахар. – №8. – 2020. – С. 32-36.
6. Dunwell, J.M. Haploids in flowering plants: origins and exploitation / J.M. Dunwell // Plant Biotechnology Journal. – 2010. – V. 8. – P. 377–424. DOI 10.1111/j.1467-7652.2009.00498.x.
7. Fugate, K. Generation and Characterization of a Sugarbeet Transcriptome and Transcript-Based SSR Markers / K. Fugate, D. Fajardo, B. Schlautman et al. // The Plant Genome. – 2014. – V.7. – № 2. - P. 1-13. DOI:10.3835/plantgenome2013.11.0038.
8. Liu, Q. Analysis of Cytoplasm Polymorphism on the TR2 Locus of Mitochondria Genome in Leaf Beet Line SK-5 / Q. Liu, L. Liu, Ch. Luo et al. // Advances in Biological Sciences Research. – 2017. – 4. – P. 292-296.
9. Nei, M. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases / M. Nei, W.H. Li // PNAS USA. – 1979. – V. 76. – P. 5269-5273.
10. Nishizawa, S. Variable number of tandem repeat loci in the mitochondrial genomes of beets / S. Nishizawa, T. Kubo, T. Mikami // Current Genetics. – 2000. – V. 37. – P. 34-38. DOI 10.1007/s002940050005.
11. Surinder, K. Profiling of sugar beet genotypes for agronomical, sugar quality and forage traits and their genetic diversity analysis using SSR markers / K. Surinder, K. Navraj, G. Meenakhsi et al. // Electronic Journal of Plant Breeding. – 2016.– V. 7. – P. 253-266.
12. Taški-Ajduković, K. Estimation of genetic diversity and relationship in sugar beet pollinators based on SSR markers / K. Taški-Ajduković, N. Nagl, Ž. Ćurčić, M. Zorić // Electronic Journal of Biotechnology. – 2017. – No. 27. – P. 1–7.
13. Xia, H. Microhomologies Are Associated with Tandem Duplications and Structural Variation in Plant Mitochondrial Genomes / H. Xia, W. Zhao, Y. Shi et al. // Genome Biol. Evol. – 2020. – V. 12. – №11. – P. 1965–1974. DOI 10.1093/gbe/evaa/172.