zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»zhros-69Research ArticleРАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯPLANT-GROWING AND PLANT-BREEDINGДНК-маркеры гетерозиса у гибридов подсолнечника отечественной селекцииDNA-markers of heterosis of sunflower hybrids of domestic breedingУсатовА. В.UsatovA. V.noemail@neicon.ruМакаренкоМ. С.MakarenkoM. S.noemail@neicon.ruГорбаченкоО. Ф.GorbachenkoO. F.noemail@neicon.ruАзаринК. В.AzarinK. V.noemail@neicon.ruКовалевичА. А.KovalevichA. A.noemail@neicon.ruКостылевП. И.KostylevP. I.noemail@neicon.ruМаркинН. В.MarkinN. V.noemail@neicon.ruАкадемия биологии и биотехнологии, Южный федеральный университетRussian FederationФБГНУ Донская опытная станция им. Л.А. Жданова ВНИИМКRussian FederationФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»Russian Federation201729052018035459Copyright © Усатов А.В., Макаренко М.С., Горбаченко О.Ф., Азарин К.В., Ковалевич А.А., Костылев П.И., Маркин Н.В., 20182018Усатов А.В., Макаренко М.С., Горбаченко О.Ф., Азарин К.В., Ковалевич А.А., Костылев П.И., Маркин Н.В.Usatov A.V., Makarenko M.S., Gorbachenko O.F., Azarin K.V., Kovalevich A.A., Kostylev P.I., Markin N.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/69

ДНК-МАРКЕРЫ ГЕТЕРОЗИСА У ГИБРИДОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА ОТЕЧЕСТВЕННОЙ СЕЛЕКЦИИ Проведен анализ полиморфизма микросателлитных локусов ядерного генома с помощью 12-ти SSR-маркеров ( Ha 432 , Ha 514 , Ha 1442 , Ha 1608 , Ha1287 , IUB6 , ORS6 , ORS 509 , IUB4 , HNCA1 , OSU-1 , HNCA2) 7-и генотипов гибридов F1 подсолнечника (Донской 151 -♀ВД 151 х ♂ ВД 541; Партнер - ♀ ЭД 1443 х ♂ВД 541; Донской 22 - ♀ВД 22 х ♂ВД 541; Гарант - ♀ЭД 931 х ♂ВД 62; Престиж - ♀ЭД 169 х ♂ВД 62; Сигнал - ♀ЭД 236 х ♂ВД 110; Донской 1448 - ♀ВД 1448 х ♂ВД 62) и их родительских линий, селекции Донской опытной станции им. Л.А. Жданова ВНИИМК. Всего определены 36 аллельных вариантов. Для каждого генотипа построена аллельная формула, которая может быть использована в качестве его молекулярно-генетического паспорта. Изученная маркерная система имеет высокий дискриминационный потенциал для идентификации селекционных образцов подсолнечника. Исследован эффект гетерозиса у гибридов F1, генетическое разнообразие родительских линий на основе SSR- маркеров, а также связь генетических дистанций с комбинационной способностью подсолнечника. Десять элитных инбредных линий (3 Rf- линии и 7 ЦМС линии) и их гибриды были исследованы по высоте, урожайности растений, массе 1000 семянок, масличности и лузжистости семян. Полевые испытания проводили в течение 6 сезонов. Генетическое расстояние между родительскими линиями подсолнечника варьировали от 0,45 до 0,74. Обнаружена достоверная положительная корреляция эффекта гетерозиса по урожаю семян у гибридов (r = 0,79, р<0,05) от генетических дистанций между родительскими линиями.

DNA-markers of heterosis of sunflower hybrids of domestic breeding The article presents the results of the analysis of polymorphism conducted on micro satellite loci of core genome by 12 SSR-markers (Ha 432, Ha 514, Ha 1442, Ha 1608, Ha1287, IUB6, ORS6, ORS 509, IUB4, HNCA1, OSU-1, HNCA2). Seven genotypes of the hybrid F1 of sunflower (Donskoy 151 -♀ВД 151 х ♂ ВД 541; Partner - ♀ ЭД 1443 х ♂ВД 541; Donskoy 22 - ♀ВД 22 х ♂ВД 541; Garant - ♀ЭД 931 х ♂ВД 62; Prestizh - ♀ЭД 169 х ♂ВД 62; Signal - ♀ЭД 236 х ♂ВД 110; Donskoy 1448 - ♀ВД 1448 х ♂ВД 62) and their parental lines developed by the Donskaya Experimental Station named after L.A. Zhdanov have been analyzed. 36 allelic variants have been established. For each genotype there has been designed a separate allelic formula which can be used as its molecule-genetic passport. The studied marker system has a high discrimination potential for identifying sunflower selection samples. The heterosis of hybrid F1, genetic diversity of parental lines based on SSR-markers as well as genetic distances with combination ability of sunflower have been studied. Ten basic inbred lines (3 Rf lines and 7 CMS lines) and their hybrids have been studied according to such traits as height, plant productivity, 1000-kernels weight, oil content and hull content. The field trials were conducted during 6 seasons. Genetic distance among parental lines of sunflower ranged from 0.45 to 0.74. There has been found a reliable positive correlation of heterosis effect on the yield of seeds in hybrids (r=0.79, р<0.05) from genetic distances among parental lines.

гетерозисДНК-маркерыSSR- анализгенетические дистанцииподсолнечникheterosisDNA-markersSSR-analysisgenetic distancessunflowerReferencesМаркин, Н.В. Анализ полиморфизма хлоропластной ДНК культурного и дикорастущего подсолнечника Helianthus petiolaris / Н.В Маркин, К.В. Азарин, В.С. Лотник, О.Ф. Горбаченко, В.А. Гаврилова, А.В. Усатов // Масличные культуры: Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2011. - № 2 (148-149). - С. 105-108.Маркин, Н.В. Анализ полиморфизма хлоропластной ДНК культурного и дикорастущего подсолнечника Helianthus petiolaris / Н.В Маркин, К.В. Азарин, В.С. Лотник, О.Ф. Горбаченко, В.А. Гаврилова, А.В. Усатов // Масличные культуры: Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2011. - № 2 (148-149). - С. 105-108.Усатов, А.В. SSR-анализ геномной ДНК ЦМС-линий подсолнечника / А.В. Усатов, Н.В. Маркин, Ф.И. Горбаченко, М.А. Федорова, В.Е. Тихобаева, О.Ф. Горбаченко, К.В. Азарин // Масличные культуры: Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2011. - № 1 (147-148). -С. 15-20.Усатов, А.В. SSR-анализ геномной ДНК ЦМС-линий подсолнечника / А.В. Усатов, Н.В. Маркин, Ф.И. Горбаченко, М.А. Федорова, В.Е. Тихобаева, О.Ф. Горбаченко, К.В. Азарин // Масличные культуры: Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2011. - № 1 (147-148). -С. 15-20.Wende, A. Genetic interrelationships among medium to late maturing tropical maize inbred lines using selected SSR markers /A. Wende, H. Shimelis, J. Derera, W. Mosisa, J. Danson, M. D. Laing // Euphytica. - 2013. - № 2 (191). - P. 269-277.Wende, A. Genetic interrelationships among medium to late maturing tropical maize inbred lines using selected SSR markers /A. Wende, H. Shimelis, J. Derera, W. Mosisa, J. Danson, M. D. Laing // Euphytica. - 2013. - № 2 (191). - P. 269-277.He, J. Relationship between SSR Genetic Distance and Heterosis in Hot Pepper / J. He, H. Jiang, H. Yang, D. Su, Y. Liu // Agricultural Science & Technology. - 2013. - №. 9 (14). - P. 1224-1227.He, J. Relationship between SSR Genetic Distance and Heterosis in Hot Pepper / J. He, H. Jiang, H. Yang, D. Su, Y. Liu // Agricultural Science & Technology. - 2013. - №. 9 (14). - P. 1224-1227.Wu, M. Rapid and reliable purity identification of F1 hybrids of Maize (Zea may L.) using SSR markers / M. Wu, X. Jia, L. Tian , B. Lv // Maize Genomics and Genetics. - 2010. - №. 4(3) - P. 381-384.Wu, M. Rapid and reliable purity identification of F1 hybrids of Maize (Zea may L.) using SSR markers / M. Wu, X. Jia, L. Tian , B. Lv // Maize Genomics and Genetics. - 2010. - №. 4(3) - P. 381-384.Brunel, D. A microsatellite marker of Helianthus annuus L. / D. Brunel // Plant Molecular Biology. - № 2 (24). - P. 397-400.Brunel, D. A microsatellite marker of Helianthus annuus L. / D. Brunel // Plant Molecular Biology. - № 2 (24). - P. 397-400.Luo, X. Identification of heterotic loci associated with yield-related traits in Chinese common wild rice (Oryza rufipogon Griff.) / X. Luo, S. Wu, F. Tian, X. Xin, X. Zha, X. Dong, Y. Fu, X. Wang, J. Yang, C. Sun // Plant science. - 2011. -№. 1(181). - P. 14-22.Luo, X. Identification of heterotic loci associated with yield-related traits in Chinese common wild rice (Oryza rufipogon Griff.) / X. Luo, S. Wu, F. Tian, X. Xin, X. Zha, X. Dong, Y. Fu, X. Wang, J. Yang, C. Sun // Plant science. - 2011. -№. 1(181). - P. 14-22.Krystkowiak, K. Relationship between phenotypic and genetic diversity of parental genotypes and the specific combining ability and heterosis effects in wheat (Triticum aestivum L.) / K. Krystkowiak, T. Adamski, M. Surma, Z. Kaczmarek // Euphytica. - 2009. - № 3 (165). - P. 419-434.Krystkowiak, K. Relationship between phenotypic and genetic diversity of parental genotypes and the specific combining ability and heterosis effects in wheat (Triticum aestivum L.) / K. Krystkowiak, T. Adamski, M. Surma, Z. Kaczmarek // Euphytica. - 2009. - № 3 (165). - P. 419-434.Basunanda, P. Comparative mapping of quantitative trait loci involved in heterosis for seedling and yield traits in oilseed rape (Brassica napus L.) / P. Basunanda, M. Radoev, W. Ecke, W. Friedt, H. C. Becker, R. J. Snowdon, //Theoretical and Applied Genetics. - 2010. - №. 2 (120). - P. 271-281.Basunanda, P. Comparative mapping of quantitative trait loci involved in heterosis for seedling and yield traits in oilseed rape (Brassica napus L.) / P. Basunanda, M. Radoev, W. Ecke, W. Friedt, H. C. Becker, R. J. Snowdon, //Theoretical and Applied Genetics. - 2010. - №. 2 (120). - P. 271-281.Van Inghelandt, D. Population structure and genetic diversity in a commercial maize breeding program assessed with SSR and SNP markers / D. Van Inghelandt, A. E. Melchinger, C. Lebreton, B. Stich // Theoretical and Applied Genetics. - 2010. - №. 7 (120). - P. 1289-1299.Van Inghelandt, D. Population structure and genetic diversity in a commercial maize breeding program assessed with SSR and SNP markers / D. Van Inghelandt, A. E. Melchinger, C. Lebreton, B. Stich // Theoretical and Applied Genetics. - 2010. - №. 7 (120). - P. 1289-1299.Teklewold, A. Comparison of phenotypic and molecular distances to predict heterosis and F1 performance in Ethiopian mustard (Brassica carinata A. Braun) / H.C. Becker // Theoretical and applied genetics. - 2006. - № 4 (112). - P. 752-759.Teklewold, A. Comparison of phenotypic and molecular distances to predict heterosis and F1 performance in Ethiopian mustard (Brassica carinata A. Braun) / H.C. Becker // Theoretical and applied genetics. - 2006. - № 4 (112). - P. 752-759.Gvodzenovic, S. Correlation between heterosis and genetic distance based on SSR markers in sunflower (Helianthus annuus L.) / S. Gvodzenovic, D. Pankovic-Saftic, S. Jocic, V. Radic // Journal of Agricultural Sciences. - 2009. - № 1 (54). - P. 1-10.Gvodzenovic, S. Correlation between heterosis and genetic distance based on SSR markers in sunflower (Helianthus annuus L.) / S. Gvodzenovic, D. Pankovic-Saftic, S. Jocic, V. Radic // Journal of Agricultural Sciences. - 2009. - № 1 (54). - P. 1-10.Usatov, A. V. DNA-markers of sunflower resistance to the downy mildew (Plsamopara Halstedii) / A.V. Usatov, A.I. Klimenko, K.V. Azarin, O.F. Gorbachenko, N.V. Markin, V.E. Tikhobaeva, Yu.A. Kolosov, O.A. Usatova, S.Yu. Bakoev, M.Yu. Bibov, L.V. Getmantseva // American Journal of Biochemistry and Biotechnology. - 2014. - №. 2 (10). - P. 125-129.Usatov, A. V. DNA-markers of sunflower resistance to the downy mildew (Plsamopara Halstedii) / A.V. Usatov, A.I. Klimenko, K.V. Azarin, O.F. Gorbachenko, N.V. Markin, V.E. Tikhobaeva, Yu.A. Kolosov, O.A. Usatova, S.Yu. Bakoev, M.Yu. Bibov, L.V. Getmantseva // American Journal of Biochemistry and Biotechnology. - 2014. - №. 2 (10). - P. 125-129.Usatov, A. V. The relationship between heterosis and genetic distances based on SSR markers in Helianthus annuus / A.V. Usatov, A.I. Klimenko, K.V. Azarin, O.F. Gorbachenko, N.V. Markin, V.E. Tikhobaeva, Yu A. Kolosov, O.A. Usatova, S. Bakoev, M. Makarenko, L. Getmantseva // American Journal of Agricultural and Biological Sciences. - 2014. - № 3 (9). - P. 270-276.Usatov, A. V. The relationship between heterosis and genetic distances based on SSR markers in Helianthus annuus / A.V. Usatov, A.I. Klimenko, K.V. Azarin, O.F. Gorbachenko, N.V. Markin, V.E. Tikhobaeva, Yu A. Kolosov, O.A. Usatova, S. Bakoev, M. Makarenko, L. Getmantseva // American Journal of Agricultural and Biological Sciences. - 2014. - № 3 (9). - P. 270-276.Nagy, S. PICcalc: an online program to calculate polymorphic information content for molecular genetic studies / S. Nagy, P. Poczai, I. Cernák, A.M. Gorji, G. Hegedűs, J. Taller // Biochemical Genetics. - 2012. - № 10 (50). - P. 670-672.Nagy, S. PICcalc: an online program to calculate polymorphic information content for molecular genetic studies / S. Nagy, P. Poczai, I. Cernák, A.M. Gorji, G. Hegedűs, J. Taller // Biochemical Genetics. - 2012. - № 10 (50). - P. 670-672.Glantz, S.A. Primer of Biostatistics. Seventh Edition. - New York: McGraw-Hill Professional, 2011. - 320 p.Glantz, S.A. Primer of Biostatistics. Seventh Edition. - New York: McGraw-Hill Professional, 2011. - 320 p.

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