zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2026-102-1-50-57zhros-3315Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSИспользование ретротранспозонов для оценки генетического разнообразия коллекции томатаUsing retrotransposons to assess the genetic diversity of a tomato collectionНазаровА. Л.NazarovA. L.

аспирант

350044, г. Краснодар, ул. Калинина, д. 13

postgraduate

350044, Krasnodar, Kalinin Str., 13

aln8181@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8010-0137ДубинаЕ. В.DubinaE. V.

доктор биологических наук, профессор РАН, профессор кафедры генетики, селекции и семеноводства

350044, г. Краснодар, ул. Калинина, д. 13

350921, г. Краснодар, пос. Белозёрный, 3

Doctor of Biological Sciences, professor of RAS, professor of the department of genetics, breeding and seed production

350044, Krasnodar, Kalinin Str., 13

350921, Krasnodar Region, Krasnodar, Belozerny, 3

lenakrug1@rambler.ruФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет» им. И.Т. ТрубилинаРоссияFSBEI HE “Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin”Russian FederationФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет» им. И.Т. Трубилина; ФГБНУ «Федеральный научный центр риса»РоссияFSBEI HE “Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin”; FSBSI “Federal Scientific Rice Centre”Russian Federation2026170320261815057Copyright © Назаров А.Л., Дубина Е.В., 20262026Назаров А.Л., Дубина Е.В.Nazarov A.L., Dubina E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zhros.online/jour/article/view/3315

Современное сельское хозяйство при возделывании любой сельскохозяйственной культуры предъявляет высокие требования к новым сортам и гибридам. В связи с этим для правильного подбора родительских форм селекционер должен иметь точные их характеристики и представление морфотипа будущего сорта. Современные методы молекулярного маркирования с использованием высокополиморфных маркерных систем значительно упрощает оценку разнообразия коллекционных форм – источников доноров хозяйственно-ценных признаков, путем маркирования целевых генов. С целью оценки 70 коллекционных образцов томата из ВИР, которые имели разное эколого-географическое происхождение для выявления потенциальных доноров устойчивости к био– и абиотическим стрессорам, нами проведен их генетический анализ на основе ПЦР с использованием iPBS маркеров. В результате реакции амплификации протестировано 15 iPBS маркеров, из которых только десять проявили высокий уровень полиморфизма у анализируемых образцов. Получено 1923 аллеля в диапазоне от 100 до 3000 п.н. Наиболее высокий полиморфизм показал маркер 2273 (271 полоса) – 90,75 %. Таким образом, апробация iPBS-маркеров для оценки генетического разнообразия томата показала возможность их использования в данном направлении, что подтверждается статистическим анализом подсчета частот встречаемости аллелей и они могут быть рекомендованы как эффективный метод в изучении биоразнообразия как коллекционных, так и селекционных форм томата.

Modern agriculture places high demands on new varieties and hybrids when cultivating any crop. Therefore, to correctly select parental forms, breeders must have precise characteristics and an understanding of the future variety’s morphotype. Modern methods of molecular marking using highly polymorphic marker systems significantly simplifies the estimation of the diversity of collection forms, the sources of donors of economically valuable traits, by marking target genes. In order to evaluate 70 collection tomato samples from VIR with different ecological and geographical origins, to identify potential donors of resistance to bio- and abiotic stressors, there has been conducted their genetic analysis based on PCR using iPBS markers. There have been tested 15 iPBS markers in the amplification reaction, only ten of which have demonstrated high levels of polymorphism in the analyzed samples. There have been identified 1,923 alleles ranging from 100 to 3,000 bp. The marker 2273 (271 bands) has demonstrated the highest polymorphism with 90.75%. Thus, testing of iPBS markers to estimate the genetic diversity of tomato has shown the possibility of their use, which is confirmed by statistical analysis of the allele frequency, and they can be recommended as an effective method in studying the biodiversity of both collection and breeding forms of tomato.

коллекция томатаПЦР анализiPBS маркерыполиморфизмtomato collectionPCR analysisiPBS markerspolymorphismИсследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках программы «Приоритет-2030».ReferencesКорж С.О., Горун О. Л., Явцева Е. И. [и др.] Анализ генотипов томата с использованием iPBS маркеров // Рисоводство. 2023. № 1(58). С. 82-96. https://doi.org/10.33775/1684-2464-2023-58-1-82-96Korzh S.O., Gorun O. L., Yavtseva E. I. [i dr.] Analiz genotipov tomata s ispol'zovaniem iPBS markerov [Analysis of tomato genotypes using iPBS markers] // Risovodstvo. 2023. № 1(58). S. 82-96. DOI 10.33775/1684-2464-2023-58-1-82-96Ali F., Yılmaz A., Nadeem M.A., Habyarimana E., Subaşı I., et al. Mobile genomic element diversity in world collection of safflower (Carthamus tinctorius L.) panel using iPBS-retrotransposon markers // PLOS ONE. 2019. Vol. 14(2). 26 p. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0211985Ali F., Yilmaz A., Nadim M.A., Habyarimana E., Subashi I. and others. A variety of mobile genomic elements in the global collection of safflower (Carthamus tinctorius L.) using iPBS retrotransposon markers // PLOS ONE. 2019. Volume 14(2). 26 p. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0211985Baránek M., Meszáros M., Sochorová J., Čechová J., Raddová J. Utility of retrotransposon-derived marker systems for differentiation of presumed clones of the apricot cultivar Velkopavlovická // Sci Hortic. 2012. Vol. 143. P. 1–6. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2012.05.022Baranek M., Meszarosh M., Sochorova Ya., Chekhova Ya., Raddova Ya. The use of marker systems based on retrotransposons for the differentiation of putative clones of the apricot variety Velkopavlovitskaya // Sci Hortic. 2012. Volume 143. pp. 1-6. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2012.05.022Bonin A., Bellemain E., Bronken Eidesen P., Pompanon F., Brochmann C., Taberlet P. How to track and assess genotyping errors in population genetics studies // Mol Ecol. 2004. Vol. 13. P. 3261-3273Bonin A., Belmaine E., Bronken Eidesen P., Pompanon F., Brochman K., Taberle P. How to track and evaluate genotyping errors in population genetic research // Mol Ecol., 2004. Volume 13. pp. 3261-3273Castro I., D’Onofrio C., Martin J.P., Ortiz J.M., Lorenzis G. De, Ferreira Pinto-Carnide V.O. Effectiveness of AFLPs and Retrotransposon-Based Markers for the Identification of Portuguese Grapevine Cultivars and Clones // Mol Biotechnol. 2012. Vol. 52. Р. 26–39Castro I., D'Onofrio S., Martin J.P., Ortiz J.M., Lorenzi G. De, Ferreira Pinto-Carnide V.O. Efficacy of AFLPS and markers based on retrotransposons for identification of varieties and clones of Portuguese grapevine // Mol Biotechnol. 2012. Volume 52. pp. 26-39Coutinho J. P., Carvalho A., Martín A.et al. Molecular characterization of Fagaceae species using inter-primer binding site (iPBS) markers // Mol Biol Rep. 2018. Vol. 45. Р. 133–142. https://doi.org/10.1007/s11033-018-4146-36Coutinho H. P., Carvalho A., Martin A.et and others . Molecular characterization of species of the Fagaceae family using markers of the interprimer binding site (iPBS) // Mol Biol Rep. 2018. Volume 45. pp. 133-142. https://doi.org/10.1007/s11033-018-4146-36Guo Da-Long & Guo, Ming-Xiao & Hou, Xiao-Gai & Zhang, Guo-Hai. Molecular diversity analysis of grape varieties based on iPBS markers // Biochemical Systematics and Ecology. 2014. Vol. 52. Р. 27–32. https://doi.org/10.1016/j.bse.2013.10.008Guo Da-Long and Guo, Ming-Xiao and Hou, Xiao-Gai and Zhang, Guo-Hai. Analysis of the molecular diversity of grape varieties based on iPBS markers // Biochemical systematics and ecology. 2014. Volume 52. pp. 27-32 https://doi.org/10.1016/j.bse.2013.10.008Hossein-Pour A., Haliloglu K., Ozkan ve Tan G. Genetic diversity and population structure of quinoa (chenopodium quinoa willd.) Using IPBS-retrotransposons markers // Applied ecology and environmental research. 2019. Vol. 17(2). Р. 1899–1911. https://doi.org/10.15666/aeer/1702_18991911Hossein-Poure A., Khaliloglu K., Ozkan ve Tan G. Genetic diversity and population structure of quinoa (chenopodium quinoa willd.) Using IPBS markers of retrotransposons // Applied ecology and ecological research. 2019. Volume 17(2). pp. 1899-1911. https://doi.org/10.15666/aeer/1702_18991911Jing-Yuan X.U., Yan Z.H.U., Ze Y.I., Gang W.U., Guo-Yong X.I.E., Min-Jian Q.I.N. Molecular diversity analysis of Tetradium ruticarpum (WuZhuYu) in China based on inter-primer binding site (iPBS) markers and inter-simple sequence repeat (ISSR) markers // Chinese Journal of Natural Medicines. 2018. Vol. 16. Issue 1. https://doi.org/10.1016/S1875-5364(18)30024-4Jing-Yuan H.W., Yan C.H.W., Jie Y.I., Gang W.W., Guo-Yong H.I.E., Ming-Jian K.I.N. Analysis of the molecular diversity of Tetradium ruticarpum (WuZhuYu) in China based on markers of the binding site between primers (iPBS) and interdimensional bonds. Sequence Repetition Markers (ISSR) // Chinese Journal of Natural Medicines. 2018. Volume 16. Issue 1. https://doi.org/10.1016/S1875-5364 (18)30024-4Kalendar R., Antonius K., Smykal P., Schulman A.H. iPBS: a universal method for DNA fingerprinting and retrotransposon isolation // Theor Appl Genet. 2010. Vol. 121(8) Р. 1419–1430. https://doi.org/10.1007/s00122-010-1398-2Kalendar R., Antonius K., Smykal P., Shulman A.H. iPBS: a universal method of DNA fingerprinting and isolation of retrotransposons // Theory and application of genetics. 2010. Volume 121(8) P. 1419-1430. https://doi.org/10.1007/s00122-010-1398-2Kalendar R., Amenov A., Daniyarov A. Use of retrotransposonderived genetic markers to analyse genomic variability in plants // Funct Plant Biol. 2019. Vol. 46(1). Р. 15–29. https://doi.org/10.1071/fp18098Kalendar R., Amenov A., Daniyarov A. The use of retrotransposonded genetic markers for the analysis of genomic variability of plants // Functional Biology of plants. 2019. Volume 46(1). pp. 15-29. https://doi.org/10.1071/fp18098Milovanov A., Zvyagin A., Daniyarov A., Kalendar R., Troshin L. Genetic analysis of the grapevine genotypes of the Russian Vitis ampelographic collection using iPBS markers // Genetica. 2019. Vol. 147. Р. 91-101. https://doi.org/10.1007/s10709-019-00055-5Milovanov A., Zvyagin A., Daniyarov A., Kalendar R., Troshin L. Genetic analysis of grape genotypes from the Russian ampelographic collection Vitis using iPBS markers // Genetics. 2019. Volume 147. pp. 91-101. https://doi.org/10.1007/s10709-019-00055-5Murray M.G., Thompson W.F. Rapid isolation of high molecular weight DNA // Nucleic Acids Res. 1983. Vol. 8. Р. 4321-4325.Murray M.G., Thompson U.F. Rapid isolation of high-molecular DNA // Nucleic acids, 1983. Volume 8. pp. 4321-4325.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.