Использование современных молекулярно-генетических технологий позволяет существенно ускорить процесс селекции, упростить и повысить точность оценки исходного материала, оптимизировать систему госсортоиспытания при регистрации новых селекционных достижений. Цель настоящего исследования состояла в молекулярно-генетической идентификации российских сортов фестулолиума (× Festulolium F. Aschers. et Graebn.) с использованием микросателлитных маркеров. В нашем исследовании 6 SSR-локусов, разработанных на основе информации о геноме райграса пастбищного ( Lolium perenne L.), использовались для анализа коллекции из 10 российских сортов фестулолиума, представленных «балк-образцами» (30 генотипов от каждого сорта). По результатам тестирования отобраны 3 информативные комбинации SSR-праймеров (G03_089, AJ872206, LP165), позволяющие получить отчетливые и воспроизводимые ампликоны. В общей сложности с помощью данных локусов удалось обнаружить 31 полиморфный ПЦР-продукт. Полученные данные о распределении аллелей маркеров использовались для составления бинарных матриц и определения генетических дистанций между изучаемыми образцами. Особенности филогенетических связей сортов фестулолиума изучены с помощью дендрограммы, построенной методом ближайших соседей (Neighbor-Joining, NJ). По ее результатам образцы распределены в 3 выраженных кластера в соответствии с происхождением, морфотипом и хозяйственно-ценными признаками. На основе полученных данных о ДНК-профилях «балк-образцов» фестулолиума составлены молекулярно-генетические формулы. Сортоспецифичные ПЦР-продукты удалось обнаружить для 5 образцов (Пилигрим, Кафес, ВИК 90, Аэлита, Изумрудный) с использованием 2-х SSR-локусов (G03_089, AJ872206). При этом для всех сортов анализируемой коллекции выявлены уникальные ДНК-профили по совокупности информативных микросателлитных маркеров. Результаты исследования имеют практическую значимость для использования при сортовой идентификации с целью контроля генетической изменчивости сортов фестулолиума и защиты авторских прав селекционеров.
фестулолиум, ssr-анализ, генетическая паспортизация, генотипирование, днк-технологии
1. Ghesquiere M., Humphreys M.W., Zwierzykowski Z. Festulolium. Fodder crops and amenity grasses. New York, NY: Springer New York, 2009. 311 c.
2. Переправо Н.И., Косолапов В.М., Рябова В.Э., Золотарев В.Н., Карпин В.И., Лебедева Н.Н., Победнов Ю.А., Зотов А.А., Привалова К.Н., Проворная Е.Е., Уланов А.Н., Журавленва Е.Л., Фокин И.В., Бакулина Ю.В. Возделывание и использование новой кормовой культуры-фестулолиума-на корм и семена: метод. пособие. Москва: ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2012. 28 с. EDN: https://elibrary.ru/PWRAHD
3. Клименко И.А., Козлов Н.Н., Шамустакимова А.О. Изучение ДНК-полиморфизма сортов клевера лугового на основе микросателлитного анализа с целью их генетической паспортизации // Интеграция науки и высшего образования как основа инновационного развития аграрного производства: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с международным участием. Ярославль, 2019. С. 73-74. EDN: https://elibrary.ru/BHYRFI
4. Клименко И.А., Козлов Н.Н., Шамустакимова А.О., Душкин В.А. Изучение генетического разнообразия кормовых культур с помощью молекулярных ДНК-маркеров // Адаптивное кормопроизводство. 2019. № 4. С. 89-100. EDN: https://elibrary.ru/ZAMYFJ
5. Сухарева А.С., Кулуев Б.Р. ДНК-маркеры для генетического анализа сортов культурных растений // Биомика. 2018. Т. 10. № 1. С. 069-084. EDN: https://elibrary.ru/XRLWSL
6. Сапрыкин С.В., Золотарев В.Н., Иванов И.С., Степанова Г.В., Сапрыкина Н.В., Лабинская Р.М. Научные основы селекции и семеноводства многолетних трав в Центрально-Черноземном регионе России. Воронеж: АО "Воронежская областная типография", 2020. 496 с. EDN: https://elibrary.ru/HCJKAH
7. Хлесткина Е.К. Молекулярные маркеры в генетических исследованиях и в селекции // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015. Т. 17. № 4/2. С. 1044-1054.
8. Kubik C., Sawkins M., Meyer W.A., Gaut B.S. Genetic diversity in seven perennial ryegrass (Lolium perenne L.) cultivars based on SSR markers. Crop science. 2001;41(5):1565-1572.
9. Wang J., Dobrowolski M.P., Cogan N.O., Forster J.W., Smith K.F. Assignment of individual genotypes to specific forage cultivars of perennial ryegrass based on SSR markers. Crop Science. 2009;49(1):49-58.
10. Nie G., Huang T., Ma X., et al. Genetic variability evaluation and cultivar identification of tetraploid annual ryegrass using SSR markers. Peer J. 2019;7:e7742.
11. Elazreg H., Ghariani S., Chtourou-Ghorbel N., Chakroun M., Trifi-Farah N. SSRs transferability and genetic diversity of Tunisian Festuca arundinacea and Lolium perenne. Biochemical Systematics and Ecology. 2011;39(2):79-87.
12. Fu K., Guo Z., Zhang X., Fan Y., Wu W., Li D., Peng Y., Huang L., Sun M., Bai S., Ma X. Insight into the genetic variability analysis and cultivar identification of tall fescue by using SSR markers. Hereditas. 2016;153:1-9. EDN: https://elibrary.ru/WZWGPZ
13. Jiang L.F., Zhang X.Q., Ma X., et al. Identification of orchardgrass (Dactylis glomerata L.) cultivars by using simple sequence repeat markers. Genetics and Molecular Research: GMR. 2013;12(4):5111-5123.
14. Клименко И.А., Козлов Н.Н., Костенко С.И., Шамустакимова А.О., Мавлютов Ю.М. Идентификация и паспортизация сортов кормовых трав (клевера лугового, люцерны изменчивой, посевной и хмелевидной) на основе ДНК-маркеров: метод. рекомендации. М.а: Угреша, 2020. 35 с. EDN: https://elibrary.ru/IAJNIS
15. Studer B., Asp T., Frei U., et al. Expressed sequence tag-derived microsatellite markers of perennial ryegrass (Lolium perenne L.). Molecular Breeding. 2008;21:533-548. EDN: https://elibrary.ru/ERTAKU
16. Lauvergeat V., Barre P., Bonnet M., Ghesquiere M. Sixty simple sequence repeat markers for use in the Festuca-Lolium complex of grasses. Molecular Ecology Notes. 2005;5(2):401-405.
17. Perrier X., Jacquemoud-Collet J.P. DARwin software. Paris: CIRAD, 2006. Available from: https://darwin.cirad.fr/.
