Использование ретротранспозонов для оценки генетического разнообразия коллекции томата

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.

1. Корж 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/10.33775/1684-2464-2023-58-1-82-96

2. Ali 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.0211985

3. Baránek 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.2012.05.022

4. Bonin 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. 3261-3273

5. Castro 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. 26–39

6. Coutinho 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/s11033-018-4146-36

7. Guo 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.2013.10.008

8. Hossein-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_18991911

9. Jing-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)30024-4

10. Kalendar 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/s00122-010-1398-2

11. Kalendar 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/fp18098

12. Milovanov 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/s10709-019-00055-5

13. Murray M.G., Thompson W.F. Rapid isolation of high molecular weight DNA // Nucleic Acids Res. 1983. Vol. 8. Р. 4321-4325.