CC BY
40
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2018, том 53, № 1, с. 132-139
УДК 633.491:577.15:575.174.015.3 doi: 10.15389/agrobiology.2018.1.132rus
АЛЛЕЛЬНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ ФРАГМЕНТА ГЕНА КИСЛОЙ ВАКУОЛЯРНОЙ ИНВЕРТАЗЫ Pain-1 У СОРТОВ И ЛИНИЙ КАРТОФЕЛЯ (Solanum tuberosum L.)*
М.А. СЛУГИНА1, Е.О. ШМЕЛЬКОВА1, А.А. МЕЛЕШИН2, Е.З. КОЧИЕВА1
Экономическая эффективность сельскохозяйственного производства картофеля зависит не только от количества и качества собранного урожая, но и от условий и сроков хранения клубней, основу питательной и технической ценности которых определяет содержание крахмала. При воздействии низких температур крахмал расщепляется на редуцирующие сахара, что значительно ухудшает потребительские качества клубней. Растительные инвертазы катализируют необратимый гидролиз сахарозы до глюкозы и фруктозы. Однозначно показано, что кислая вакуолярная инвертаза (Pain-1) играет основную роль в холодовом осахаривании клубней картофеля. Настоящая работа посвящена оценке генетического потенциала и характеристике аллельного полиморфизма гена Pain-1, связанного с хозяйственно важными признаками, у отечественных и зарубежных форм картофеля, которые в настоящее время активно используются в селекционных программах. В настоящей работе исследован полиморфизм 5-7-го экзонов гена кислой вакуолярной инвертазы у 69 образцов сортов и линий картофеля российской и зарубежной селекции. В последовательностях выявлено 66 SNPs, из которых 25 описаны впервые (SNP1628, SNP1648, SNP1700, SNP1709, SNP1717, SNP1724, SNP1726, SNP1738, SNP1788, SNP1794, SNP1797, SNP1808, SNPms, SNP1818, SNP1831, SNP1837, SNP1847, SNP1861, SNP1865, SNP1872, SNP1885, SNP1886, SNP1890, SNP1907, SNP1909). В составе исследуемого участка была найдена значимая замена SNP1544 (C/A), которая коррелирует с повышенным содержанием крахмала в клубнях и находится в гомозиготном состоянии у сортов казахстанской селекции Улан и Астана. Из 42 SNPs в экзонных последовательностях 27 приводили к аминокислотным заменам. У большинства образцов имелись одиночные аминокислотные замены. Максимальным числом замен (семь-восемь) характеризовались сорт Жуковский ранний и линии 165 и 162; у сорта Фрителла и линии 84 замен относительно референсной последовательности не обнаружили. Полученные данные позволяют сделать вывод о высоком полиморфизме фрагмента гена Pain-1 у изученных образцов. В результате выявлены 78 аллельных вариантов фрагмента гена Pain-1 (64 — специфичные, 14 — общие для нескольких образцов), что в дальнейшем может использоваться в селекции для создания сортов с повышенным содержанием крахмала.
Ключевые слова: кислая вакуолярная инвертаза, ген Pain-1, экзонные последовательности, полиморфизм, SNPs, аминокислотные замены, селекция картофеля, содержание крахмала в клубнях, холодовое осахаривание.
Наряду с пшеницей, кукурузой и рисом картофель (Solanum tuberosum L.) — одна из самых распространенных и наиболее экономически значимых мировых продовольственных, кормовых и технических культур. Эффективность производства картофеля зависит не только от количества и качества собранного урожая, но и от последующих условий его хранения, которое обычно осуществляется при низких температурах, чтобы предотвратить потерю влаги, гниение, прорастание и перенос болезней.
Питательная и технологическая ценность клубней картофеля определяется содержанием крахмала (1). У растений крахмал выполняет запасающую функцию, поскольку не создает в клетке повышенного осмотического давления, будучи химически инертным (в отличие от глюкозы и сахарозы) (2, 3). В то же время именно крахмал — «слабое звено» при хранении клубней, так как под воздействием низких температур в растительных тканях происходят существенные изменения в углеводном обмене (4), а именно активируются сахарозолитические ферменты. Это приводит к распаду крахмала на простые сахара (глюкозу и фруктозу), которые участвуют в подержании внутриклеточного осмотического давления, тем самым
* В работе использовано оборудование ЦКП «Биоинженерия» (ФГУ ФИЦ Фундаментальные основы биотехнологии РАН, г. Москва). Исследование выполнено в рамках КПНИ «Развитие селекции и семеноводства картофеля».
увеличивая резистентность растений к низким температурам. При температуре ниже +3 °С включается защитная реакция клубней на переохлаждение и крахмал начинает интенсивно разлагаться, что сопровождается накоплением редуцирующих сахаров (холодовое осахаривание, cold-induced sweetening) (5, 6). В результате из-за ухудшения вкусовых качеств клубней картофеля изменяются их товарные характеристики (7, 8). Кроме того, при термической обработке (приготовление отварного картофеля или картофельных чипсов) редуцирующие сахара взаимодействуют со свободными аминокислотами, приводя к изменению цвета продукта и накоплению в нем канцерогена — акриламида (9-11) .
Поиск нуклеотидных и аминокислотных замен, ассоциированных с накоплением крахмала и сахаров в клубнях и отсутствием холодового оса-харивания, имеет большое значение для селекционного процесса.
Небольшое семейство растительных инвертаз, к которым относятся апопластные, вакуолярные и цитоплазматические инвертазы, катализирует необратимый гидролиз сахарозы до глюкозы и фруктозы. Однозначно показано, что кислая вакуолярная инвертаза, кодируемая геном Pain-1, играет основную роль в холодовом осахаривании клубней картофеля. Ингиби-рование гена Pain-1 снижает накопление редуцирующих сахаров при низких температурах (12-16). У картофеля (Solanum tuberosum) ген кислой ва-куолярной инвертазы идентифицирован, изучена его структура и экспрессия, а также найдены однонуклеотидные замены (SNPs), которые могут оказывать определяющее влияние на активность фермента (17, 18).
Ранее показано, что наибольшее количество полиморфных сайтов детектируется в С-терминальной области (5-й экзон—стоп-кодон), который достаточно хорошо изучен у зарубежных сортов, более того, в указанной области обнаружены SNPs, ассоциированные с количеством крахмала в клубнях (17, 19). Анализ полиморфизма этого участка у набора из 19 сортов картофеля выявил наличие девяти аллельных вариантов (20).
Поиск новых аллельных вариантов гена Pain-1, обусловливающего хозяйственно значимые признаки у картофеля, и оценка частоты встречаемости таких вариантов представляется важным для оптимизации селекционного процесса (21-23).
В представленном исследовании на основании анализа нуклеотид-ного и аминокислотного полиморфизма выявлены 78 аллельных вариантов фрагмента гена кислой вакуолярной инвертазы Pain-1 у сортов и линий картофеля, которые ранее не были охарактеризованы по этому признаку, и показано наличие 42 SNPs, из которых 34 описаны впервые.
Целью работы был анализ С-терминальной области гена кислой вакуолярной инвертазы Pain-1 у 69 сортов и линий картофеля разного происхождения, которые в настоящее время используются в селекционных программах.
Методика. Аллельный полиморфизм фрагмента гена кислой вакуолярной инвертазы Pain-1 изучали у 69 образцов картофеля, включая 55 сортов отечественной и зарубежной селекции, а также у 14 линий, используемых в настоящее время в селекционных программах (Всероссийский НИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха). Клубни проращивали в теплице при световом и температурном режиме 8/16 ч и 16/22 °С (ночь/день) с интенсивностью освещения 10-12 кЛк. Отобранные образцы характеризовались разным содержанием крахмала в клубнях и неодинаковой устойчивостью к абиотическим факторам.
Выделение ядерной растительной ДНК проводили на основании протокола, предложенного К. Edwards с соавт. (1991) из свежих листьев
согласно описанию (24). Для амплификации фрагмента гена Pain-1 использовали пару праймеров IV5exF (GAAGCCTCATTTGAAGTGGAC)-IVendR (AATGTATGGGTTCCTGGAAACCG). При проведении ПЦР готовили реакционную смесь объемом 15 мкл, которая содержала 1* буфер, включающий 50 мМ Трис-HCl (pH 8,6), 50 мМ KCl, 0,1 % Tween 20 («Диалат Лтд.», Россия), 1,5 М MgCl2, 20 мМ dNTP, 10 мкМ соответствующего праймера, 0,25 ед. Taq ДНК-полимеразы и ~ 100 нг геномной ДНК. Амплификацию проводили на приборе Mastercycler gradient («Eppendorf», Германия) с использованием набора реактивов производства «Диалат Лтд.» (Россия). Тем-пературно-временной профиль ПЦР: 5 мин при 94 °С; 35 циклов: 30 с при 94 °С, 40 с при 57,5 °С и 1 мин при 72 °С. Финальная элонгация: 1 мин при 72 °С. Продукты ПЦР анализировали при помощи электрофореза в 1 % агарозном геле (LE 2 Agarose, «Хеликон», Россия) в 1* ТВЕ-буфере с бромистым этидием при увеличении напряженности поля от 70 до 100 В/см. Результаты документировали в системе BioDoc II («Biometra GmbH», Германия). В качестве стандарта размеров фрагментов использовали коммерческие ДНК-маркеры 1 Kb и 100 bp («Thermo Fisher Scientific», США). Ам-плифицированные фрагменты секвенировали с теми же праймерами на генетическом анализаторе Applied Biosystems 3730 DNA Analyzer («Applied Biosystems», США).
Выравнивание, транслирование и анализ полиморфизма нуклео-тидных и аминокислотных последовательностей проводили в программе MEGA 7.0 (25). В качестве референса использовали последовательность из базы данных NCBI (GeneID:102577489).
Результаты. Нуклеотидный полиморфизм фрагмента гена Pain-1. У изученных образцов был амплифицирован и секвенирован фрагмент С-терминальной области, содержащий последовательность с 5-го по 7-й экзон. Длина полученных последовательностей фрагмента гена Pain-1 у всех анализируемых образцов не различалась и составила 707 п.н. Наиболее протяженным был 7-й экзон (199 п.н.), самым коротким — 6-й экзон (91 п.н.). Инделей в последовательностях анализируемых образцов не обнаружили, тогда как у сорта Брянский ранний в предыдущих исследованиях мы показали наличие 11-нуклеотидной делеции (CAAGCTTATAT) и мононуклеотидной инсерции (T) в 6-м интроне VI (20).
Уровень полиморфизма анализируемых последовательностей гена кислой вакуолярной инвертазы у 69 сортов и линий картофеля в среднем составил 9,33 %. Всего было выявлено 66 SNPs (42 SNPs в экзонах и 24 SNPs в интронах). Среди обнаруженных единичных нуклеотидных замен 24 SNPs локализовались в последовательностях интронов, причем в целом интронный полиморфизм оказался выше экзонного, достигая 10,16 %.
Особый интерес для изучения аллельных вариантов представляют экзонные последовательности, так как именно они кодируют аминокислоты, и изменения в экзонах в итоге может привести к функциональным изменениям белка. В анализируемых экзонных последовательностях (5-7-й экзоны) у 69 сортов и линий картофеля мы обнаружили 42 SNPs, что составило 8,91 % от общей длины исследованных экзонов. Такая степень полиморфизма в экзонах неожиданно высока в сравнении с выявленной в предыдущих исследованиях гена вакуолярной инвертазы. Так, при изучении кДНК генов-гомологов Pain-1 у 219 образцов картофеля описаны 28 единичных точечных замен, при этом 24 SNPs были детектированы в анализируемом фрагменте (5-й экзон—7-й экзон) (17). Кроме того, нами ранее был изучен полиморфизм этого гена у набора из 19 сортов российской селекции и выявлены 25 SNPs в указанном фрагменте гена кислой вакуо-
лярной инвертазы при общей степени полиморфизма 3,53 % (20).
Последовательности 5-7-го экзонов гена Pain-1 были проанализированы на наличие известных (17, 20) и новых, еще не выявленных у других сортов нуклеотидных замен. В результате оказалось, что среди SNPs, найденных у 69 изученных образцов сортов и линий картофеля, SNP1544, SNP1574, SNP1596, SNP1629, SNP1661, SNP1843, SNP1857, SNP1895, SNPW6 (обозначены согласно порядковому номеру нуклеотида на кДНК) уже описаны ранее (17, 20). В кодирующих последовательностях образцов выявили 34 нуклеотид-ные замены, из которых 25 не были описаны до этого времени: SNP1628, SNP1648, SNP1700, SNP1709, SNP1717, SNP1724, SNPm6, SNP1738, SNP1788, SNP1794, SNP1797, SNP1808, SNP1815, SNP1818, SNP1831, SNP1837, SNP1847, SNP1861, SNP1865, SNP1872, SNP1885, SNPm6, SNP1890, SNP1907, SNP1909.
Сообщалось, что определенные нуклеотидные замены в первичной последовательности Pain-1 могут быть ассоциированы с хозяйственно ценными признаками, такими как повышенное содержание крахмала (17). В составе исследуемого участка нами была найдена значимая замена SNP1544 (C/A), которая коррелирует с увеличением количества крахмала в клубнях и выявлена в гомозиготном состоянии у сортов Улан и Астана. У сортов Кортни, Кураж, Елизавета, Жуковский ранний, Рябинушка, Фаворит, Вектор, Инноватор, Кузнечанка также присутствовала замена SNP1544, но в гетерозиготном состоянии. Ранее наличие SNP1544 было показано еще для одного сорта российской селекции — Брянский ранний (20).
Аллельные варианты фрагмента гена Pain-1 у сортов и линий картофеля. Всего в анализируемом наборе из 69 образцов сортов и линий картофеля мы обнаружили 78 аллельных вариантов фрагмента гена кислой вакуолярной инвертазы Pain-1 (данные представлены в online версии статьи на сайте http://www.agrobiology.ru, табл. 1). При этом 64 ал-лельных варианта оказались уникальными, 14 — общими для нескольких образцов. Наиболее распространенными были аллельные варианты Pain-1_A62 (у 13 образцов), Pain-1_A63, Pain-1_A64 (у 6 образцов), Pain-1_A12 (у 5 образцов). Каждый из аллельных вариантов Pain-1_A1, Pain-1_A28, Pain- 1_A34, Pain-1_A36, Pain-1_A37, Pain-1_A38, Pain-1_A46, Pain-1_A65 повторялся у двух образцов. Для 15 сортов (Астана, Дидар, Карассайский, Мирас, Ушконир, Огниво, Лилея, Крепыш, Хозяюшка, Валентино, Наяда, Каменский, Леди Леди Клер, Ароза, Спиридон) были выявлены сортоспе-цифичные аллельные варианты, уникальные для изученного набора.
Большинство из 69 анализируемых сортов и линий картофеля оказались гетерозиготными, и им соответствовали несколько аллельных вариантов. Гомозиготными по исследуемому гену были сорта Улан, Астана, Фри-телла, Огниво, Лилея, Холмогорский, Крепыш, Хозяюшка, Валентино, Наяда, Каменский, Брянский деликатесный, Клер, Ароза, Дидар, Карассай-ский, Мирас, Ушконир, Спиридон и линия 84. Аллельный вариант Pain-1_A12, выявленный у сортов Фрителла, Чернский/1 и линий 84 и 111/1, оказался общим с последовательностью S. tuberosum, представленной в базе данных NCBI (GeneID:102577489) (см. http://www.agrobiology.ru, табл. 1).
Таким образом, в анализируемом фрагменте 5-й экзон—7-й экзон гена Pain-1 у 69 образцов сортов и линий картофеля выявлено 78 аллельных вариантов (см. http://www.agrobiology.ru, табл. 1), что указывает на высокую степень полиморфизма. Раннее для полноразмерной кодирующей последовательности гена кислой вакуолярной инвертазы было описано только 11 аллельных вариантов (17) и 9 аллельных вариантов обнаружили у 19 сортов российской, белорусской и казахстанской селекции (20).
Анализ полиморфизма аминокислотных последователь-
н о с те й. Нуклеотидные последовательности экзонов были транслированы и проведен анализ предполагаемой аминокислотной последовательности белка. Кислая вакуолярная инвертаза картофеля состоит из 639 а.о. Длина доступной для анализа последовательности, которую кодирует фрагмент 5-й экзон—стоп-кодон, составила 156 а.о., что соответствует аминокислотным позициям в белке с 484-й по 639-ю. В качестве референсной нами была выбрана последовательность p-фруктозидазы картофеля S. tuberosum из базы данных NCBI GenBank (NP_001274993.1).
Всего в исследуемых последовательностях было выявлено 27 сайтов замещений аминокислотных остатков (данные представлены в online версии статьи на сайте http://www.agrobiology.ru, табл. 2). При этом для большинства образцов оказалось характерно наличие одиночных аминокислотных замен. Вместе с тем у некоторых образцов мы обнаружили одинаковые наборы аминокислотных замен — единообразные аминокислотные паттерны. Так, общим аминокислотным паттерном характеризовались восемь сортов картофеля (Манифест, Арсена, Метеор, Лига, Бриз, Весна белая, Колобок и Зольский). Еще один общий аминокислотный паттерн был присущ для сортов Ароза, Крепыш, Дидар, Карасайский, Мирас и Каменский (см. http://www.agrobiology.ru, табл. 2).
Наибольшее число аминокислотных замен мы обнаружили у сорта Жуковский ранний (8 замен) и линий 165 (8 замен) и 162 (7 замен). Подавляющее большинство образцов имели 3-5 замен. Отсутствие аминокислотных замен в сравнении с референсной последовательностью было показано для сорта Фрителла и линии 84 (см. http://www.agrobiology.ru, табл. 2).
Анализируемые образцы картофеля разделились на три типа: первый тип — гомозиготные и, как следствие, имеющие один вариант аминокислотной последовательности (Улан, Астана, Фрителла, Огниво, Лилея, Холмогорский, Крепыш, Хозяюшка, Валентино, Наяда, Каменский, Брянский деликатесный, Леди Леди Клер, Ароза, Дидар, Карассайский, Мирас, Ушконир, Спиридон, линия 84); второй тип — образцы с гетерозиготным состоянием нуклеотидных последовательностей, в которых выявленные SNPs не приводят к замещениям аминокислотных остатков и изменению аминокислотной последовательности (сорта Башкирский и Очарование, линии 27 и 58); наконец, третий тип — сорта и линии, гетерозиготные по нуклеотидным последовательностям, у которых разные аллели гена кодируют неодинаковые аминокислотные последовательности (оставшиеся 34 сорта и 11 линий картофеля).
Ранее при анализе замен по конкретным аминокислотным сайтам было показано присутствие только двух вариантов аминокислотных остатков (17). В настоящей работе для подавляющего большинства выявленных полиморфных сайтов тоже было характерно наличие только двух вариантов аминокислотных остатков. Например, по положению 515 у всех изученных сортов и линий находился либо остаток треонина (Т), либо остаток лизина (К) (см. http://www.agrobiology.ru, табл. 2). Однако для двух сайтов в аминокислотной последовательности белка (аминокислотные остатки 629-й и 639-й) мы обнаружили наличие трех вариантов замен. Так, в положении 629 у сортов Ред Скарлет, Янтарь, Башкирский, Спиридон, Елизавета, Жуковский ранний и линии 9 находился глицин (G), у сорта Валентино — серин (S), у всех остальных сортов и линий — аланин (А). У сортов Фри-телла, Чернский, Ред Скарлет, Красавчик, Холмогорский, Ньютон, Ала-дин, Надежда, Фаворит, Астана и линий 84, 58, 111, 152, 141, 7, 46, 162 632-м аминокислотным остатком в белке Pain-1 был аргинин (R), у сортов Лилея, Огниво, Янтарь, Ароза, Крепыш, Дидар, Карасайский, Мирас, Ка-
менский, Хозяюшка, Ушконир, Кортни, Елизавета, Кураж, Рябинушка, Вектор — пролин (Р), у сортов Брянский деликатесный, Очарование, Клер, Наяда, Башкирский, Спиридон, Леди Розета и линии 27 — глутамин (Q). У остальных образцов аминокислотные остатки варьировали в зависимости от аллеля (см. http://www.agrobiology.ru, табл. 2).
Как уже отмечалось, наиболее важна замена SNP1544, которая приводит к замещению треонина лизином (T515K). При этом присутствие ли-зинового остатка коррелирует с высоким содержанием крахмала (17). Среди проанализированных образцов эту замену выявили у сортов казахстанской селекции Улан и Астана, а также в геторозиготном состоянии у сортов Кузнечанка, Сиреневый туман, Кортни, Елизавета, Кураж, Инноватор, Рябинушка, Жуковский ранний, Вектор и Фаворит.
Итак, нами проведен анализ нуклеотидного и аминокислотного полиморфизма фрагмента гена кислой вакуолярной инвертазы у 69 сортов и линий картофеля, которые ранее по этому признаку не исследовались. Показано наличие 42 SNPs, из которых 34 сайта описаны впервые. Представленные данные свидетельствуют о высокой степени полиморфизма фрагмента гена у изученных образцов. Выявлено наличие 78 аллельных вариантов фрагмента гена Pain-1, что в дальнейшем может использоваться в селекции для создания сортов с повышенным содержанием крахмала.
ЛИТЕРАТУРА
1. Van Harsselaar J., Lorenz J., Senning M., Sonnewald U., Sonnewald S. Genome-wide analysis of starch metabolism genes in potato (Solanum tuberosum L.). BMC Genomics, 2017, 18: 37 (doi: 10.1186/s12864-016-3381-z).
2. Avigad G. Sucrose and other disaccharides. In: Encyclopedia of plant physiology /T.A. Loewus, W. Tanner (eds.). Springer-Verlag, Heidelberg, 1982.
3. Martin C., Smith A. Starch biosynthesis. Plant Cell, 1995, 7(7): 971-985 (doi: 10.1105/tpc.7.7.971).
4. Bertoft E., Seetharaman K. Starch structure. In: Starch: origins, structure and metabolism /I.J. Tet-low (ed.). Society for Experimental Biology, London, 2002.
5. Ye J., Shakya R., Shrestha P., Rommens C. Tuber-specific silencing of the acid invertase gene substantially lowers the acrylamide-forming potential of potato. J. Agr. Food Chem., 2010, 58(23): 12162-12167 (doi: 10.1021/jf1032262).
6. Wiberley-Bradford A., Busse J., Bethke P. Temperature-dependent regulation of sugar metabolism in wild-type and low-invertase transgenic chipping potatoes during and after cooling for low-temperature storage. Postharvest Biology and Technology, 2016, 115: 60-71 (doi: 10.1016/j.postharvbio.2015.12.020).
7. Liu X., Song B., Zhang H., Li X.Q., Xie C., Liu J. Cloning and molecular characterization of putative invertase inhibitor genes and their possible contributions to cold-induced sweetening of potato tubers. Mol. Genet. Genomics, 2010, 284: 147-159 (doi: 10.1007/s00438-010-0554-3).
8. Rausch T., Greiner S. Plant protein inhibitors of invertases. Biochim. Biophys. Acta, 2004, 1696: 253-261 (doi: 10.1016/j.bbapap.2003.09.017).
9. Cheng S., Su Z., Xie C., Liu J. Effects of variation in activities of starch-sugar metabolic enzymes on reducing sugar accumulation and processing quality of potato tubers. Scientia Aggricultura Sinica, 2004, 3: 1904-1910.
10. Halford N., Curtis T., Muttucumaru N., Postles J., Elmore J., Mottram D. The acrylamide problem: a plant and agronomic science issue. J. Exp. Bot., 2012, 63(8): 2841-2851 (doi: 10.1093/jxb/ers011).
11. Shepherd L., Bradshaw J., Dale M., McNicol J., Pont S., Mottram D., Davies H. Variation in acrylamide producing potential in potato: segregation of the trait in a breeding population. Food Chem., 2010, 123: 568-573 (doi: 10.1016/j.foodchem.2010.04.070).
12. Liu X., Zhang C., Ou Y., Lin Y., Song B., Xie C., Liu J., Li X.Q. Systematic analysis of potato acid invertase genes reveals that a cold-responsive member, StvacINV1, regulates cold-induced sweetening of tubers. Mol. Genet. Genomics, 2011, 286(2): 109-118 (doi: 10.1007/s00438-011-0632-1).
13. Wu L., Bhaskar P.B., Busse J., Zhang R., Bethke P.C., Jiang J. Developing cold-chipping potato varieties by silencing the vacuolar invertase gene. Crop Sci., 2011, 51: 981-990 (doi: 10.2135/cropsci2010.08.0473).
14. Clasen B.M., Stoddard T.J., Luo S., Demorest Z.L., Li J., Cedrone F., Tibebu R., Davison S., Ray E.E., Daulhac A., Coffman A., Yabandith A., Retterath A., Haun W., Baltes N.J., Mathis L.,
Voytas D.F., Zhang F. Improving cold storage and processing traits in potato through targeted gene knockout. Plant Biotechnol. J., 2016, 14(1): 169-176 (doi: 10.1111/pbi.12370).
15. Bhaskar P., Wu L., Busse J., Whitty B., Hamernik A., Jansky S., Buell C., Bethke P., Jiang J. Suppression of the vacuolar invertase gene prevents cold-induced sweetening in potato. Plant Physiol., 2010, 154(2): 939-948 (doi: 10.1104/pp.110.162545).
16. Xin Z., Browse J. Cold comfort farm: the acclimation of plants to freezing temperatures. Plant, Cell & Environment, 2000, 23: 893-902 (doi: 10.1046/j.1365-3040.2000.00611.x).
17. Draffehn А., Meller S., Li L., Gebhardt C. Natural diversity of potato (Solanum tuberosum) invertases. BMC Plant Biol., 2010, 10: 271 (doi: 10.1186/1471-2229-10-271).
18. Слугина М.А., Снигирь Е.А., Рыжова Н.Н., Кочиева Е.З. Структура и полиморфизм фрагмента локуса Pain-1, кодирующего вакуолярную инвертазу видов Solanum. Молекулярная биология, 2013, 47(2): 243-250 (doi: 10.7868/S0026898413020146).
19. Slugina M.A., Shchennikova A.V., Kochieva E.Z. TAI vacuolar invertase orthologs: the interspecific variability in tomato plants (Solanum section Lycopersicon). Mol. Genet. Genomics, 2017, 292(5): 1123-1138 (doi: 10.1007/s00438-017-1336-y).
20. Слугина М.А., Кочиева Е.З. Вариабельность фрагмента кислой вакуолярной инвертазы Pain-1 у сортов картофеля. Вавиловский журнал генетики и селекции, 2014, 18: 718-723.
21. Li L., Tacke E., Hofferbert H., Lübeck J., Strahwald J., Draffehn A. Validation of candidate gene markers for marker-assisted selection of potato cultivars with improved tuber quality. Theor. Appl. Genet, 2013, 126(4): 1039-1052 (doi: 10.1007/s00122-012-2035-z).
22. Liu X., Cheng S., Liu J., Ou Y., Song B., Zhang C., Lin Y., Li X., Xie C. The potato protease inhibitor gene, St-Inh, plays roles in the cold-induced sweetening of potato tubers by modulating invertase activity. Postharvest Biol. Tec., 2013, 86: 265-271 (doi: 10.1016/j.postharvbio.2013.07.001).
23. Bahaji A., Li J., Sänchez-Lуpez Б., Baroja-Fernandez E., Mu^z F., Ovecka M., Almagro G., Montero M., Ezquer I., Etxeberria E., Pozueta-Romero J. Starch biosynthesis, its regulation and biotechnological approaches to improve crop yields. Biotechnol. Adv., 2014, 32(1): 87-106 (doi: 10.1016/j.biotechadv.2013.06.006).
24. Кочиева Е.З., Супрунова Т.П. Идентификация меж- и внутривидового полиморфизма у томатов. Генетика, 1999, 35: 1194-1197.
25. Kumar S., Stecher G., Tamura K. MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 7.0 for bigger datasets. Mol. Biol. Evol., 2016, 33(7): 1870-1874 (doi: 10.1093/molbev/msw054).
1ФТУ ФИЦ Фундаментальные основы биотехнологии РАН, Поступила в редакцию 119071 Россия, г. Москва, Ленинский просп., 33, стр. 2, 2 октября 2017 года
е-mail: [email protected], [email protected], [email protected] Н;
2ФТБНУ Всероссийский НИИ картофельного хозяйства им. А. Т. Лорха,
140051 Россия, Московская обл., Люберецкий р-н, пос. Коренево-1,
ул. Лорха, 23,
e-mail: [email protected]
Sel'skokhozyaistvennaya biologiya [Agricultural Biology], 2018, V. 53, № 1, pp. 132-139
ALLELE DIVERSITY FOR ACID VACUOLAR INVERTASE GENE Pain-1 FRAGMENT IN POTATO (Solanum tuberosum L.) VARIETIES AND LINES
M.A. Slugina1, E. O. Shmelkova1, A.A. Meleshin2, E.Z. Kochieva1
Research Center of Biotechnology RAS, Federal Agency for Scientific Organizations, 33/2, Leninskii prospect, Moscow, 119071 Russia, e-mail [email protected], [email protected], [email protected] (H corresponding author);
2Lorkh All-Russian Research Institute of Potato Farming, Federal Agency for Scientific Organizations, 23, ul. Lorkha,
pos. Korenevo-1, Lyubertsy Region, Moscow Province, 140051 Russia, e-mail [email protected]
ORCID:
Slugina M.A. orcid.org/0000-0003-1281-3837 Meleshin A.A. orcid.org/0000-0002-6018-3676
Shmelkova E.O. orcid.org/0000-0002-1046-7742 Kochieva E.Z. orcid.org/0000-0002-6091-0765
The authors declare no conflict of interests Acknowledgements:
Experiments were carried out using equipment of Bioengineering Center (Research Center of Biotechnology RAS)
Supported financially by the Complex Research Program for potato breeding and seed production
Received October 2, 2017 doi: 10.15389/agrobiology.2018.1.132eng
Abstract
The economic efficiency of potato production depends not only on the yield quantity and quality, but also on the tuber storage conditions. The tuber nutritional and technical value is determined by the starch content. Under the cold stress, the starch degrades into reducing sugars (cold-sweetening), which significantly reduces the tuber quality. Plant invertases catalyze irreversible hydrolysis of sucrose into glucose and fructose. Nowadays it is definitely known that vacuolar acid in-
vertase (Pain-1) plays a major role in the cold induced sweetening of potato tubers. In the present work genetic diversity and allelic polymorphism of Pain-1 gene associated with important agronomical traits of potato tubers is characterized. Gene fragment (exon 5—exon 7) polymorphism was analyzed in 69 cultivars and lines of Russian and foreign breeding origin. In the Pain-1 nucleotide sequences, 66 SNPs were identified, of which 25 SNPs (SNP1628, SNP1648, SNP1700, SNP1709, SNP1717, SNP1724, SNP1726, SNP1738, SNP1788, SNP1794, SNP1797, SNP1808, SNPms, SNP1818, SNP1831, SNP1837, SNP1847, SNP1861, SNP1865, SNP1872, SNP1885, SNP1886, SNP1890, SNP1907, SNP1909) were described for the first time. The studied fragment contains a significant replacement for SNP1544 (C/A) which correlates with an increased starch content in the tubers and is homozygous in the Kazakhstani varieties Ulan and Astana. In the exons, 27 out of 42 SNPs led to amino acid substitutions. Most accessions had single amino acid substitutions. The maximum substitution number (seven to eight) characterized the Zhukovskii ranii variety and the lines 165 and 162. No substitutions were observed in the Frittella variety and the line 84. Therefore, the common level of gene fragment polymorphism in the analyzed potato accessions was shown to be rather high. Among the analyzed sequences, 78 allelic variants were described, including 64 specific variants and 14 variants common for several accessions. The obtained data may be helpful in potato breeding for an increase in starch content.
Keywords: acid vacuolar invertase, Pain-1, exons, polymorphism, SNPs, amino acid substitution, potato breeding, starch content in tubers, cold-induced sweetening.
Научные собрания
МЕЖДУНАРОДНАЯ ВЫСТАВКА-КОНКУРС «БИОИНДУСТРИЯ» (17-19 октября 2018 года, г. Санкт-Петербург, «Экспофорум»)
Разделы выставки:
■ Биотехнологии в сфере индустрии здоровья
биомедицинская инженерия,
инновационное медицинское оборудование и материалы нового поколения,
биофармацевтика,
инновационные методы лечения
■ Сельскохозяйственные и пищевые биотехнологии
■ Биотехнологии в сфере экологической безопасности
■ Лабораторное и аналитическое оборудование, расходные материалы
Контакты и информация: http://bio.expoforum.ru
ХП МЕЖДУНАРОДНЫЙ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФОРУМ «РОСБИОТЕХ-2018»
(24-26 апреля 2018 года, г. Москва, ЦВК «Экспоцентр»)
Организаторы: Министерство образования и науки Российской Федерации, Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, РАН, РГАУ— МСХА им. К.А. Тимирязева, ФГБНУ "ВНИИМП им. В.М. Горбатова
||м> ►
Тематика: медицинская биотехнология; биоэнергетика; промышленная биотехнология; сельскохозяйственная и пищевая биотехнология; морская биотехнология; лесная биотехнология; природо-охранная (экологическая) биотехнология; биотопливо; экологическая безопасность; геронтология; зеленая экономика — качество жизни и активное долголетие
Проблематика Форума в 2018 году — современные приоритеты развития биотехнологий и практических приложений: развитие высокотехнологичной медицины, создание индустрии пищевых продуктов с высокими потребительскими качествами, охрана окружающей среды и сохранение биоразнообразия.
Контакты и информация: http://rosbiotech.com
1. Аллельные варианты фрагмента гена Pain-1 у исследуемых сортов и линий картофеля (Solanum tuberosum L.)
ФРАГМЕНТ ГЕНА ЭКЗОН 5 ЭКЗОН 6 ЭКЗОН 7
Номер нуклеотида на кДНК 1544 1574 1596 1628 1629 1648 1661 1700 1709 1717 1724 1726 1738 1744 1749 1752 1768 1781 1782 1784 1788 1794 1797 1808 1815 1818 1831 1837 1843 1847 1850 1857 1861 1865 1872 1885 1886 1890 1895 1896 1907 1909
Номер нуклеотида на гене 3339 3369 3391 3423 3424 3544 3557 3596 3605 3613 3755 3757 3769 3775 3780 3783 3799 3812 3813 3815 3819 3825 3828 3839 3846 3849 3862 3868 3874 3878 3881 3888 3892 3896 3903 3916 3917 3921 3926 3927 3938 3940
Сиреневый туман / 1 A A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C Pain-1 A1
Улан A A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Астана A A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1_A2
Кортни / 1 A A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1 A3
Кураж/1 A A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T G G C G G C T C A T C Pain-1_A4
Елизавета / 1 A A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G C C A C A A T G T C G A G G G T C A T C Pain-1 A5
Жуковский ранний / 1 A A C C C A A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G G T A A T C Pain-1_A6
Рябинушка / 1 A A C A C G A A T T A G G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1 A7
Фаворит / 1 A A T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C Pain-1_A8
Вектор / 1 A A T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G G C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1 A9
Инноватор/ 1 A A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T C A T C Pain-1 A10
Кузнечанка / 1 A A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1_A11
DQ478950.1 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C
Фрителла C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C
84 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A12
111 / 1 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C
Чернский/ 1 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C
Чернский/2 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
58 / 2 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A13
Аврора/2 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
112 / 2 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Зорочка/2 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T T A T C Pain-1_A14
Огниво C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1 A15
Ред скарлет / 2 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G G T G A T C
46 / 2 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G G T G A T C Pain-1 A16
34 / 2 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G G T G A T C
Ред скарлет / 1 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G G T G A T C Pain-1_A17
141 / 1 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A C A C A C A A G G T C C A G G G T G A C C Pain-1 A18
152 / 1 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A C A C A C A A G G T C C A C G G T G A C C Pain-1_A19
152 / 2 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C T C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A20
Лилея C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G C C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1_A21
Янтарь / 1 C T T C T G G A T T A C G T T A C T T A A G G C A C A A G G T C G A G G G T C A T C Pain-1 A22
Янтарь / 2 C T T C T G G A T T A C G T T A C T T A A G G C A C A A T G T C G A G G G T C A T C Pain-1_A23
165 / 2 C T T C T G G A T T C C G T T A A T T A C G A C T C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A24
141 / 2 C T T C T G G A T T C C G T T A A T T A A G A C T C A A T G T C G A G G C T G A G C Pain-1_A25
Красавчик / 1 C T T C T G G A A G A C T T T A A T T A A G A C T C A A G G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A26
Красавчик / 2 C T T C T G G A C T A C T T T C A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A27
79 / 2 C T T C T G A A T T A C T T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A28
Ньютон / 2 C T T C T G A A T T A C T T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Удача / 1 C T T C T G A A T T A C T T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1_A29
Удача / 2 C T T C T G A A T T A C T T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C G T C Pain-1 A30
Холмогорский C T T C T G A A T T A C T T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C Pain-1_A31
7 /1 C T T C T G A A T T A C T T T A A T T A A G A C A C A A G G T C C A G G C T G A C C Pain-1 A32
7 / 2 C T T C T G A A T T C C G T T A A T T A A G A C T C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1_A33
C T T C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A34
Зорочка/ 1 C T T C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Алладин / 2 C T T C C G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A35
Сударыня/ 1 C T C C C G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A36
58 / 1 C T C C C G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Аврора/ 1 C T C C C G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C Pain-1 A37
Сударыня/2 C T C C C G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
93 / 2 C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Волан/2 C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A38
Лига / 2 C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Брук / 2 C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G G T C Pain-1_A39
Инноватор/2 C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G G T G Pain-1 A40
Крепыш C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1_A41
9 /2 C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G G T G A T C Pain-1 A42
27 /2 C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C Pain-1_A43
Хозяюшка C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T C C C G A G G C T C A T C Pain-1 A44
Валентино C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G T C T G A T C Pain-1_A45
C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A46
Брук / 1 C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C
Кузнечанка / 2 C A T C T G A A T T A C G T T A A T T A A G A C T T A A T G T C G A G G C T T G T C Pain-1 A47
Надежда / 1 C A T C T G A A T T A C G T A A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A C C Pain-1 A48
162 / 1 C A T C T G A A T T C C G T T A A T T A A G A G A C A A ' G T C C A G G C T G A C C Pain-1 A49
162 / 2 C A T C T G A A T T C C G T T A A T T A A G A G T C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A50
Надежда / 2 C A T C T G A C T T A C G T T A A T T A A G A C T C G AG G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A51
Сатурна / 1 C A T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T A A T C Pain-1 A52
Сатурна / 2 C A T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A53
Фаворит / 2 C A T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A AG G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A54
Вектор / 2 C A T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G G C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1_A55
165 / 1 C A T C T G G A T T A C G T T A A T T A A C A C A C A AG G T C C A C G C T A A C C Pain-1 A56
Наяда C A T C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C C A C G C T A A T C Pain-1_A57
Каменский C A T C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C C A C G C T C A T C Pain-1 A58
Леди Розета / 2 C A T C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A C T G T C C A C G C T A A T C Pain-1_A59
Чародей / 2 C A T C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C C A C G C T G A T C Pain-1 A60
34 / 1 C T T C T G G A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C Pain-1 A61
27 / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
79 / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Арсена/ 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Очарование C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Бриз / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Брянский деликатесный C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Весна белая / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C Pain-1 A62
Леди Клер C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Колобок/ 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Леди Розета / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Лига / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Манифест / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Метеор / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C
Ароза C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C
Дидар C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C
Карассайский C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1 A63
Кортни / 2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C
Манифест / 2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C
Мирас C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C
Сиреневый туман / 2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Арсена/2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Бриз / 2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1 A64
Колобок/2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Метеор / 2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
Алладин / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T G A T C
9 / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G G T A A T C Pain-1 A65
Башкирский / 2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G G T A A T C
Башкирский / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G G C A A T C Pain-1 A66
Кураж / 2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A T G T G G C G G C T C A T C Pain-1_A67
Ушконир C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T C A T C Pain-1 A68
Чародей / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A A G T C G A G G C T A A T C Pain-1_A69
93 / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T A A T C Pain-1 A70
46 / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G A C A C A A G G T C G A G G C T G A T C Pain-1_A71
Спиридон C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G C C A C A A T G T C G A G G G T A A T C Pain-1 A72
Елизавета / 2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G C C A C A A T G T C G A G G G T C A T C Pain-1_A73
Зольский / 1 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G G C A C A A T G T C G A G G C T A A T C Pain-1 A74
Зольский / 2 C A C C C G A A T T A C G T T A A T T A A G G C A C A A T G T C G A G G C T G A T C Pain-1_A75
Волан / 1 C A C C C G A A T T A C G C T A A C A A A G A C A C A A T G T C G A G G C T A A T C Pain-1 A76
Рябинушка / 2 C A C C C G A A T T A G G T T A A T T A A G A C A C A A T G T C G A G G C T C A T C Pain-1_A77
Жуковский ранний / 2 C A G C C G A A T T C C G T T A A T T A A G A C T C A A T G T C G A G G G T T A T C Pain-1 A78
2. Вариабельность аминокислотных последовательностей фрагмента гена Pain-1 у исследуемых сортов и линий картофеля (Solanum tuberosum L.)
№ а.о. в
анализируемом 32 42 67 71 84 87 92 93 101 107 111 112 115 120 128 130 132 133 134 138 139 141 146 149 153 154
фрагменте
№ а.о. в белке 515 525 550 554 567 570 575 576 584 590 594 595 598 603 611 613 615 616 617 621 622 624 629 632 636 637
DQ478950.1 T F G R K M D H Q I Y K A N T A S V V K W A R L Q
Ф рителла T F G R K M D H Q I Y K A N T A S V V K W A R L Q
84 TF G R K M D H QI Y K A N T A S V V K W A R L Q
Удача TF G R K M D H QI Y K A N T A S V V K W A R/Q L Q
58 TF G R K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A R L Q
Сударыня TF G R K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Аврора TF G R K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Лилея TF G R K M D H QI Y K A N T S S V V K W A P L Q
Огниво TF G R K M D H QI Y K A N T S S V V K W A P L Q
111 TF G R K M D H Q I Y K A N T A/S S V V K W A R L Q
Чернский TF G R K M D H Q I Y K A N T A/S S V V K W A R L Q
Ред скарлет TF G R K M D H Q I Y K A N T A/S S V V K W G R L Q
152 TF G R K M D H QI Y K/N A N T A/S S V V/L K W/C A R L/S Q
Янтарь TF G R K M D H Q L Y K A N T A/S S V V K W G P L Q
141 TF G R K M D/A H Q I Y K/N A N T A/S S V V/L K W A R L/S Q
Красавчик TF G R K K/T D H H/Q I Y K A N T A/S S V V K W A R L Q
Холмогорский T F G Q K M D H QI Y K A N T A S V V K W A R L Q
7 T F G Q K M D/A H QI Y K A N T A S V V/L K W A R L/S Q
Удача T F G Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Зорочка T F G R/Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
34 F/Y G R K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
165 F/Y G R K M D/A H Q I Y K/N A N T A/S S V V/L K W/C A R/Q L/S Q
79 F/Y G Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Ньютон F/Y G Q K M D H Q I Y K A N T A/S S V V K W A R L Q
46 F/Y G R/Q K M D H Q I Y K A N T A/S S V V K W A R L Q
Алладин F/Y G R/Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A R L Q
27 Y G Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A Q L Q
Брянский делика Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A Q L Q
Очарование Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A Q L Q
Клер Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A Q L Q
Наяда Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A Q L Q
Манифест Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Арсена Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Метеор Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Лига Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Бриз Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Весна белая Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Колобок Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Зольский Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Ароза Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A P L Q
Крепыш Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A P L Q
Дидар Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A P L Q
Карасайский Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A P L Q
Мирас Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A P L Q
Каменский Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A P L Q
9 Y G Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W G R/Q LQ
Башкирский Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W G Q L Q
Спиридон Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W G Q L Q
Хозяюшка Y G Q K M D H Q I Y K A N T S T A V K W A P L Q
Ушконир Y G Q K M D H QI Y K A N T A S V V K W A P L Q
Валентино Y G Q K M D H QI Y K A N T A S V V K W S R L Q
Брук Y G Q K M D H QI Y K A N T A/S S V V K W A R/Q L Q
Чародей Y G Q K M D H QI Y K A N T A/S S V V K W A R/Q L Q
93 Y G Q K M D H QI Y K A N T A/S S V V K W A R/Q L Q
Леди Розета Y G Q K M D H Q I Y K A N T/R S S V V K W A Q L Q
Волан Y G Q K M D H QI I/T Y/F K A N T S S V V K W A R/Q L Q
162 Y G Q K M A H Q I Y K G N T A/S S V V/L K W A R L/S Q
Надежда Y G Q K/T M D H Q I Y K A N/D T A S V V K W A R L/S Q
Сатрна Y G R K M D H Q I Y K A N T A/S S V V K W A R/Q L Q
Кузнечанка T/K Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Сиреневый туман T/K Y G Q K M D H QI Y K A N T S S V V K W A R/Q L Q
Кортни T/K Y G Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A P L Q
Елизавета T/K Y G Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W G P L Q
Кураж T/K Y G Q K M D H Q I Y K A N T S S V V T W A P L Q
Иноватор T/K Y G Q K M D H Q I Y K A N T A/S S V V K W A R/Q L Q/E
Рябинушка T/K Y G Q K M D D QI Y K A N T S S V V K W A P L Q
Жуковский ранни T/K Y R/G Q K M D/A H QI Y K A N T S S V V K W G R/Q L Q
Вектор T/K Y G R K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A P L Q
Фаворит T/K Y G R K M D H QI Y K A N T A S V V K W A R L Q
Улан K Y G Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A Q L Q
Астана K Y G Q K M D H Q I Y K A N T S S V V K W A R L Q
Примечаие. Голубым и сиреневым цветом обозначены аминокислотные замены, которые характерны для сортов, имеющих один вариант аминокислотной
последовательности, белым цветом обозначены аминокислотные замены, которые кодируются различными аллелями у одного сорта.
