Отбор молекулярных маркеров для генетической паспортизации  Triticum aestivum

М. А. Самарина; Д. С. Ульянов; Т. Д. Мохов; Я. С. Меглицкая; П. Ю. Крупин; Г. И. Карлов; П. Н. Харченко; С. И. Воронов; Н. В. Давыдова; М. Г. Дивашук

doi:10.31367/2079-8725-2024-93-4-33-40

Отбор молекулярных маркеров для генетической паспортизации Triticum aestivum

М. А. Самарина, Д. С. Ульянов, Т. Д. Мохов, Я. С. Меглицкая, П. Ю. Крупин, Г. И. Карлов, П. Н. Харченко, С. И. Воронов, Н. В. Давыдова, М. Г. Дивашук

https://doi.org/10.31367/2079-8725-2024-93-4-33-40

Полный текст:

PDF (Rus)

сгенерировать QR код

Аннотация

Согласно закону «О семеноводстве» для всех сортов или гибридов, включаемых в Госреестр, предусматривается выдача генетических паспортов, а также создание перечня родов и видов растений, производство которых направлено на обеспечение продовольственной безопасности. Однако использование морфологических признаков не позволяет различать генетически близкие образцы, выявлять скрытую генетическую изменчивость и обеспечивать контроль однородности исходного материала. В связи с этими ограничениями целью данной работы являлась разработка подходов для отбора молекулярно-генетических микросателлитных маркеров (SSR-маркеров) для дифференциации сортов мягкой пшеницы. В соответствии с заявленной целью нами был проведен обзор литературы в части методов генетической паспортизации и оценки разнообразия яровой мягкой пшеницы на основе полиморфизма микросателлитных локусов, сформирован набор сборок генома Triticum aestivum из базы данных NCBI Gen Bank. На основе литературных данных были выбраны наиболее полиморфные SSR-маркеры с использованием созданного нами алгоритма. Проведенный с помощью биоинформатических методов анализ баз данных SSR-маркеров в геноме мягкой пшеницы позволил создать минимальный дискриминирующий набор из 20 маркеров, которые способны детектировать 419 различных аллелей у Triticum aestivum. Полученные результаты закладывают необходимую теоретическую основу для проведения дальнейших практических исследований.

Ключевые слова

Triticum aestivum L., SSR-маркеры, микросателлитные маркеры, мягкая пшеница, генотипирование

Об авторах

М. А. Самарина

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии» (ФГБНУ ВНИИСБ); Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный Исследовательский Центр «Немчиновка»
Россия

младший научный сотрудник лаборатории генетических технологий и молекулярного сопровождения селекции зерновых и зернобобовых культур; младший научный сотрудник лаборатории генетики и пребридинга,

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42;

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р. п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, д. 6.

Д. С. Ульянов

младший научный сотрудник лаборатории цифрового фенотипирования для селекции растений; младший научный сотрудник лаборатории генетики и пребридинга,

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42;

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р. п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, д. 6.

Т. Д. Мохов

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42;

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р. п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, д. 6.

Я. С. Меглицкая

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42;

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р. п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, д. 6.

П. Ю. Крупин

кандидат биологических наук, заведующий лабораторией генетических технологий и молекулярного сопровождения селекции зерновых и зернобобовых культур; младший научный сотрудник лаборатории генетики и пребридинга,

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42;

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р. п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, д. 6.

Г. И. Карлов

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии» (ФГБНУ ВНИИСБ)
Россия

доктор биологических наук, академик РАН, профессор, директор,

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42

П. Н. Харченко

доктор биологических наук, академик РАН, профессор, заведующий отделом клеточной и генной инженерии; научный руководитель,

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42.

С. И. Воронов

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный Исследовательский Центр «Немчиновка»
Россия

доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, профессор, директор,

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р. п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, д. 6.

Н. В. Давыдова

доктор сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией селекции и первичного семеноводства яровой пшеницы,

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р. п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, д. 6.

М. Г. Дивашук

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией генетики и пребридинга; руководитель Курчатовского геномного центра,

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42;

143026, Московская область, г.п. Одинцово, р. п. Новоивановское, ул. Агрохимиков, д. 6.

Список литературы

1. Адылова А. Т., Норбеков Ж. К., Хуршут Э. Э., Никитина Е. В., Кушанов Ф. Н. SSR-анализ геномной ДНК перспективных сортов мягкой озимой пшеницы узбекистанской селекции // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018. Т. 22, № 6. С. 634–639. DOI: 10.18699/VJ18.404

2. Гучетль С. З., Челюстникова Т. А. Генотипирование сортов масличного льна с использованием системы микросателлитных ДНК-маркеров // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2020. Т. 21, № 5. С. 531-539. DOI: 10.30766/2072-9081.2020.21.5.531-539

3. Клыков А. Г., Коновалова И. В., Богдан П. М., Шадрин Д. М., Цзюймэй Ч., Чжан Х., Ма Ш., Чжан Ж. Анализ сортов яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) с использованием микросателлитных маркеров // Российская сельскохозяйственная наука. 2017. № 5. С. 3–6.

4. Колобова О. С., Малюченко О. П., Шалаева Т. В., Шанина Е. П., Шилов И. А., Алексеев Я. И., Велишаева Н. С. Генетическая паспортизация картофеля на основе мультиплексного анализа 10 микросателлитных маркеров // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21, № 1. С. 124–127. DOI: 10.18699/VJ17.230

5. Митрофанова О. П., Стрельченко П. П., Конарев А. В., Балфорьер Ф. Генетическая дифференциация гексаплоидной пшеницы по данным анализа микросателлитных локусов // Генетика. 2009. Т. 45, № 11. С. 1530–1539.

6. Митрофанова, О. П. Генетические ресурсы пшеницы в России: состояние и предселекционное изучение // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т. 16, № 1. С. 10–20.

7. Пискарев В. В., Бойко Н. И. Полиморфизм глиадинкодирующих локусов сортообразцов пшеницы мягкой яровой Сибирского генофонда // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2015. № 6. С. 19–24.

8. Портников И. В., Антонова О. Ю., Митрофанова O. П. Молекулярные маркеры в генетическом анализе скрещиваемости мягкой пшеницы с рожью // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Т. 24, № 6. С. 557. DOI: 10.18699/VJ20.649

9. Фомина Е. А., Картель Н. А., Гриб С. И., Кулинкович С. Н., Малышев С. В. Использование микросателлитных маркеров для анализа коллекции сортов пшеницы (Triticum aestivum) // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. 2014. № 3. С. 31–37.

10. Haque M. S., Saha N. R., Islam M. T., Islam M. M., Kwon S.-J., Roy S. K., Woo S.-H. Screening for drought tolerance in wheat genotypes by morphological and SSR markers // Journal of Crop Science and Biotechnology. 2020. Vol. 24, P. 27–39. DOI: 10.1007/s12892-020-00036-7

11. Hutson, G. FeatureTerminatoR: A package to perform feature removal for statistical and machine learning models [Electronic resource]. URL: https://github.com/StatsGary/FeatureTerminatoR (accessed: 15.10.2023).

12. Kuhn M., Wing J., Weston S., Williams A., Keefer C., Engelhadt A. Package ‘caret’ // The R Journal. 2020. Vol. 223, № 7. Article number: 48.

13. Rausch T., Fritz M.H.Y., Untergasser A., Bennes V. Tracy: basecalling, alignment, assembly and deconvolution of sanger chromatogram trace files // BMC genomics. 2020. Vol. 21, P. 1–9. DOI: 10.1186/s12864-020-6635-8

14. Wang L. X., Li H. B., Gu T. C., Liu L. H., Pang B. S., Qui J., Zhao C. P. Assessment of wheat variety stability using SSR markers // Euphytica. 2014. Vol. 195, P. 435–452. DOI: 10.1007/s10681-013-1006-z

15. Wickham H., Averick M., Bryan J., Chang W., McGowan L. D. A., François R., Yutani H. Welcome to the Tidyverse // Journal of open source software. 2019. Vol. 4, № 43. Article number: 1686. DOI: 10.21105/joss.01686

Рецензия

Для цитирования:

Самарина М.А., Ульянов Д.С., Мохов Т.Д., Меглицкая Я.С., Крупин П.Ю., Карлов Г.И., Харченко П.Н., Воронов С.И., Давыдова Н.В., Дивашук М.Г. Отбор молекулярных маркеров для генетической паспортизации Triticum aestivum. Зерновое хозяйство России. 2024;16(4):33-40. https://doi.org/10.31367/2079-8725-2024-93-4-33-40

For citation:

Samarina M.A., Uliyanov D.S., Mokhov T.D., Meglitskaya Ya.S., Krupin P.Yu., Karlov G.I., Kharchenko P.N., Voronov S.I., Davydova N.V., Divashuk M.G. Selection of molecular markers for genetic certification of Triticum aestivum. Grain Economy of Russia. 2024;16(4):33-40. (In Russ.) https://doi.org/10.31367/2079-8725-2024-93-4-33-40

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2079-8725 (Print)
ISSN 2079-8733 (Online)

Логин
Пароль
	Запомнить меня
Регистрация нового пользователя Забыли Ваш пароль?

Войти

Зерновое хозяйство России

Отбор молекулярных маркеров для генетической паспортизации Triticum aestivum

Полный текст:

Аннотация

Ключевые слова

Об авторах

Список литературы

Рецензия

Для цитирования:

For citation:

Использование куки-файлов