Научная статья на тему 'МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ КОЛЛЕКЦИИ 14 ЛИНИЙ - ДОНОРОВ УСТОЙЧИВОСТИ ПОДСОЛНЕЧНИКА К РАСЕ G ЗАРАЗИХИ НА ОСНОВЕ ИЗОФЕРМЕНТНЫХ И SSR-ЛОКУСОВ'

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ КОЛЛЕКЦИИ 14 ЛИНИЙ - ДОНОРОВ УСТОЙЧИВОСТИ ПОДСОЛНЕЧНИКА К РАСЕ G ЗАРАЗИХИ НА ОСНОВЕ ИЗОФЕРМЕНТНЫХ И SSR-ЛОКУСОВ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
78
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОДСОЛНЕЧНИК / ЗАРАЗИХА / РАСА G / ДОНОРЫ / УСТОЙЧИВОСТЬ / МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАРКЕРЫ / ДНК / ИЗОФЕРМЕНТЫ / МИКРОСАТЕЛЛИТЫ / ГЕНОТИПИРОВАНИЕ / РАЗНООБРАЗИЕ

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Гучетль Саида Заурбиевна, Антонова Татьяна Сергеевна, Арасланова Нина Михайловна, Челюстникова Татьяна Аркадьевна, Питинова Юлия Владимировна

Подсолнечник - основная масличная культура в Российской Федерации. Один из главных факторов, снижающих его урожайность, - поражение заразихой. Наиболее эффективным средством борьбы с паразитом является селекция устойчивых форм подсолнечника. Цель данной работы провести генотипирование и анализ молекулярно-генетического разнообразия на основе изоферментных и SSR-локусов коллекции линий - доноров устойчивости подсолнечника к расе G заразихи, выведенных в ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Материалом для исследования служили 14 линий - доноров устойчивости к этой расе разного происхождения: 2RGB, 2RGNV, 2RGA, 2RGN, 2RGS, RGL1, RGL2, RGP1, RGP2, RGB, RGN, RGM, RGA, RG. Выделение ДНК осуществляли из семядольных листьев семидневных этиолированных проростков подсолнечника СТАВ-способом. Для генотипирования применили 15 микросателлитных локусов и 4 изоферментные системы. Показатели дискриминационного потенциала использованной системы из 15 микросателлитных локусов вычисляли по стандартным формулам. Кластерный анализ выполнен методом Ward в программе Statisticа 6.0. С помощью проведенного исследования идентифицировано 14 линий-доноров. Уникальность коллекции, выявленная при помощи анализа изоферментных систем, составила 64 %, а при помощи микросателлитных локусов - 100 %. Дискриминационный потенциал системы ДНК-маркеров оценен как средний. По результатам кластерного анализа все линии были разделены на две группы. Максимальная дистанция между линиями составила 7,4. Несмотря на то, что изученные линии объединены одним общим признаком - устойчивостью к расе G заразихи, молекулярные признаки у них отличаются. Благодаря разному генетическому фону данные линии могут быть использованы в качестве источников дополнительного разнообразия при вовлечении их в селекционные программы по созданию подсолнечника, устойчивого к расе G заразихи.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Гучетль Саида Заурбиевна, Антонова Татьяна Сергеевна, Арасланова Нина Михайловна, Челюстникова Татьяна Аркадьевна, Питинова Юлия Владимировна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MOLECULARGENETIC DIVERSITY OF THE COLLECTION OF 14 SUNFLOWER LINES - DONORS OF RESISTANCE TO BROOMRAPE RACE G BASED ON ISOENZYMES AND SSR-LOCI

Sunflower is main oil crop in the Russian Federation. One of the general factors decreasing its yields is broomrape. The most effective method to protect the crops is breeding of resistant forms of sunflower. The purpose of this work is to genotype and to analyze basing on isoenzymes and SSR-loci the molecular-generic diversity of the collection of lines -donors of resistance to broomrape race G bred at V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops. An object of the research was 14 lines of the different origin - donors of the resistance to this broomrape race: 2RGB, 2RGNV, 2RGA, 2RGN, 2RGS, RGL1, RGL2, RGP1, RGP2, RGB, RGN, RGM, RGA, and RG. DNA was isolated by STAB-method from the cotyledons of seven-day etiolated sunflower seedlings. Genotyping was conducted using 15 microsatellite loci and four isoenzymes systems. The indicators of a discriminating potential of used 15 microsatellite loci were calculated by the standard formulas. Cluster analysis was done by Ward-method in a program Statistica 6.0. There were identified 14 lines-donors. The collection was analyzed by the isoenzymes and microsatellite loci; the unicity is 64% and 100%, respectively. The discriminating potential of a system of DNA-markers is average. Due to cluster analysis, all lines were divided into two groups. The maximal distance between the lines was 7.4. In spite of the studied lines have a common trait - resistance to the broomrape race G, their molecular traits distinguished. According to the different genetic background, these lines can be used as a source of the additional diversity when involving into the breeding of sunflower resistant to broomrape race G.

Текст научной работы на тему «МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ КОЛЛЕКЦИИ 14 ЛИНИЙ - ДОНОРОВ УСТОЙЧИВОСТИ ПОДСОЛНЕЧНИКА К РАСЕ G ЗАРАЗИХИ НА ОСНОВЕ ИЗОФЕРМЕНТНЫХ И SSR-ЛОКУСОВ»

ISSN pr. 2412-608Х, ISSN on. 2412-6098 Масличные культуры. Вып. 1 (189), 2022

Научная статья

УДК 633.854.78:591.151:543.9

Б01: 10.25230/2412-608Х-2022-1-189-3-10

Молекулярно-генетическое разнообразие коллекции 14 линий - доноров устойчивости подсолнечника к расе G заразихи на основе изоферментных и SSR-локусов

Саида Заурбиевна Гучетль Татьяна Сергеевна Антонова Нина Михайловна Арасланова Татьяна Аркадьевна Челюстникова Юлия Владимировна Питинова

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК

Россия, 350038, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17 [email protected]

Ключевые слова: подсолнечник, заразиха, раса G, доноры, устойчивость, молекулярные маркеры, ДНК, изоферменты, микросателлиты, генотипирование, разнообразие

Для цитирования: Гучетль С.З., Антонова Т.С., Арасланова Н.М., Челюстникова Т.А., Питинова Ю.В. Молекулярно-генетическое разнообразие коллекции 14 линий - доноров устойчивости подсолнечника к расе G заразихи на основе изоферментных и SSR-локусов // Масличные культуры. 2022. Вып. 1 (189). С. 3-10.

Аннотация. Подсолнечник - основная масличная культура в Российской Федерации. Один из главных факторов, снижающих его урожайность, - поражение заразихой. Наиболее эффективным средством борьбы с паразитом является селекция устойчивых форм подсолнечника. Цель данной работы провести генотипирование и анализ молекулярно-генетического разнообразия на основе изоферментных и SSR-локусов коллекции линий - доноров устойчивости подсолнечника к расе G заразихи, выведенных в ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Материалом для исследования служили 14 линий - доноров устойчивости к этой расе разного происхождения: 2ЯОБ, 2ЯвМУ, 2ЯОЛ,

2RGN, 2RGS, RGL1, RGL2, RGP1, RGP2, RGB, RGN, RGM, RGA, RG. Выделение ДНК осуществляли из семядольных листьев семидневных этиолированных проростков подсолнечника СТАВ-способом. Для генотипирования применили 15 микросателлитных локусов и 4 изоферментные системы. Показатели дискриминационного потенциала использованной системы из 15 микросател-литных локусов вычисляли по стандартным формулам. Кластерный анализ выполнен методом Ward в программе Statisticа 6.0. С помощью проведенного исследования идентифицировано 14 линий-доноров. Уникальность коллекции, выявленная при помощи анализа изоферментных систем, составила 64 %, а при помощи микросателлитных локусов - 100 %. Дискриминационный потенциал системы ДНК-маркеров оценен как средний. По результатам кластерного анализа все линии были разделены на две группы. Максимальная дистанция между линиями составила 7,4. Несмотря на то, что изученные линии объединены одним общим признаком - устойчивостью к расе G заразихи, молекулярные признаки у них отличаются. Благодаря разному генетическому фону данные линии могут быть использованы в качестве источников дополнительного разнообразия при вовлечении их в селекционные программы по созданию подсолнечника, устойчивого к расе G заразихи.

Благодарности. Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ и Администрации Краснодарского края, грант №19-44-230025 «Генетический контроль устойчивости к расе G заразихи у линий подсолнечника разного происхождения».

UDC 633.854.78:591.151:543.9

Molecular-genetic diversity of the collection of 14 sunflower lines - donors of resistance to broom-rape race G based on isoenzymes and SSR-loci. S.Z. Guchetl, head of the lab., leading researcher, PhD in biology T.S. Antonova, head of the lab., chief researcher, doctor of biology

N.M. Araslanova, leading researcher., PhD in agriculture T.A. Chelyustnikova, analyst Yu.V. Pitinova, analyst

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops

17 Filatova str., Krasnodar, 350038 Russia [email protected]

Key words: sunflower, broomrape, race G, donors, resistance, molecular markers, DNA, isoenzymes, microsatellites, genotyping, diversity

Abstract. Sunflower is main oil crop in the Russian Federation. One of the general factors decreasing

its yields is broomrape. The most effective method to protect the crops is breeding of resistant forms of sunflower. The purpose of this work is to genotype and to analyze basing on isoenzymes and SSR-loci the molecular-generic diversity of the collection of lines -donors of resistance to broomrape race G bred at V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops. An object of the research was 14 lines of the different origin - donors of the resistance to this broomrape race: 2RGB, 2RGNV, 2RGA, 2RGN, 2RGS, RGL1, RGL2, RGP1, RGP2, RGB, RGN, RGM, RGA, and RG. DNA was isolated by STAB-method from the cotyledons of seven-day etiolated sunflower seedlings. Genotyping was conducted using 15 microsatellite loci and four isoenzymes systems. The indicators of a discriminating potential of used 15 microsatellite loci were calculated by the standard formulas. Cluster analysis was done by Ward-method in a program Statistica 6.0. There were identified 14 lines-donors. The collection was analyzed by the isoenzymes and microsatellite loci; the unicity is 64% and 100%, respectively. The discriminating potential of a system of DNA-markers is average. Due to cluster analysis, all lines were divided into two groups. The maximal distance between the lines was 7.4. In spite of the studied lines have a common trait - resistance to the broomrape race G, their molecular traits distinguished. According to the different genetic background, these lines can be used as a source of the additional diversity when involving into the breeding of sunflower resistant to broomrape race G.

Acknowledgements. The research was conducted under financial support of the RFFR and the Government of the Krasnodar region, grant project No 19-44230025 "Genetic control of the resistance to broomrape race G in sunflower lines of the different origin".

Введение. Биотические факторы - одна из главных причин снижения урожайности ценной масличной культуры -подсолнечника. К ним относятся возбудители таких болезней, как ложная мучнистая роса, ржавчина, сухая гниль корзинки, фомоз, бактериоз и другие, а также заразиха. Сотрудники ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК ежегодно проводят мониторинг болезней на гибридах и сортах подсолнечника и определяют их возбудителей [1; 2; 3]. Для снижения негативного последствия, вызываемого этими патогенами, применяются различные агротех-

нические приемы, а также обработка семян и посевов пестицидами [4; 5; 6]. Но наиболее эффективным средством остается селекция устойчивых форм подсолнечника. С помощью селекции получают гибриды подсолнечника, резистентные к основным патогенам [7; 8]. За последние десятилетия в южных регионах России появились новые вирулентные расы заразихи, которые поражают ранее устойчивые отечественные и зарубежные сорта и гибриды подсолнечника. Как ответная мера, создаются линии и гибриды подсолнечника, устойчивые к расе G заразихи. Так, сотрудниками ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК получены линии-доноры разного происхождения, устойчивые к расе G заразихи [9]. Созданы также устойчивые к этой расе селекционные линии с разной продолжительностью периода от всходов до цветения, различающиеся по высоте и масличности [3]. Требования к исходному селекционному материалу для производства новых гибридов включают наличие максимального биологического разнообразия. Линии - доноры устойчивости подсолнечника к расе G заразихи могут служить источником этого разнообразия. Ранее были проведены испытания этих линий на отличимость, однородность и стабильность. Показано, что линии различались между собой по ряду морфологических и других признаков, таких как продолжительность периода от всходов до цветения растений, высота растений, форма и окраска листа и язычкового цветка и т. д. [10]. Дополнительную характеристику генетического разнообразия могут дать молекулярные маркеры, по которым данная коллекция линий еще не изучена. Молекулярные маркеры во всем мире признаны значимым инструментом изучения генетического разнообразия культурных растений. Например, с помощью основных типов молекулярных маркеров (RFLP, RAPD, SSR, ISSR, AFLP, SCAR, SSCP, ретро-транспозонные маркеры и т. д.) исследо-

вано межвидовое и внутривидовое генетическое разнообразие Rubus L., RAPD- и SSR-маркеров - внутри- и межвидовой полиморфизм видов рода Aegilops L., SSR-маркеров - генетический пул фруктовых культур, выполнен анализ генетического сходства гибридных форм винограда [11; 12; 13; 14].

Целью данной работы является гено-типирование и анализ молекулярно-генетического разнообразия на основе изоферментных и SSR-локусов коллекции линий - доноров устойчивости подсолнечника к расе G заразихи, выведенных в ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК.

Материалы и методы. Материал для исследования - 14 линий-доноров разного происхождения, устойчивых к расе G заразихи: 2RGB, 2RGNV, 2RGA, 2RGN, 2RGS, RGL1, RGL2, RGP1, RGP2, RGB, RGN, RGM, RGA, RG [9].

Изоферменты экстрагировали гомогенизацией части семядоли сухой семянки в 20 мкл 0,1 М трис-HCl буфера с добавлением 0,1%-ного поливинилпирролидона. Электрофорез выполняли в 12%-ном крахмальном геле с добавлением 2,04 % сахарозы. Для электрофоретического разделения изоферментов использовали ги-стидин-цитратный буфер pH 5,7. После электрофореза гелевая пластина разрезалась тонкой нихромовой нитью на три среза. Выявление зон энзиматической активности изоферментных систем эстеразы (EST), малатдегидрогеназы (MDH), глю-козофосфатдегидрогеназы (GPI) и 6-фос-фоглюконатдегидрогеназы (PGD) проводилось окрашиванием по стандартным прописям у С. Vallejos [15].

Выделение ДНК осуществляли из семядольных листьев семидневных этиолированных проростков подсолнечника СТАВ-способом. Для проведения ПЦР использовали 25 мкл реакционной смеси следующего состава: 67 мМ трис-HCl, рН 8,8; 16,6 мМ сульфата аммония; 1,53 мМ MgCl2; 0,01%-ный Tween 20; по 0,2 мМ дезоксирибонуклеозидфосфатов; по 10 пМ праймеров; 10 нг матричной ДНК и 1 ед. рекомбинантной термостабильной ДНК полимеразы (Сибэнзим,

Москва). Для амплификации применяли термоциклер S1000™ (BioRad, США). Условия амплификации: начальная денатурация при 96 °С в течение 2 мин; затем 30 циклов при соблюдении температурно-временного режима: отжиг при 55-60 °С в течение 40 с, элонгация - 1 мин при 70 °С, денатурация при 94 °С - 30 с, финальная элонгация - 2 мин. Для геноти-пирования применили 15 известных микросателлитных локусов [16; 17].

Электрофорез продуктов амплификации проводили в 2%-ном агарозном (1 х SB-буфер) и 8%-ном полиакриламидном геле (1 х ТВЕ-буфер) с использованием камер для горизонтального (SE.2, ДНК-технология, Россия) и вертикального (VE.2, ДНК-технология, Россия) электрофореза. Последующее окрашивание осуществляли бромистым этидием. Визуализация результатов электрофореза в ультрафиолетовом свете и их документирование обеспечивались при помощи системы цифровой документации видеоизоб-ражения BIO-PRINT (Vilber Lourmat, Франция).

Индекс полиморфного содержании (PIC) и эффективное число аллелей (ne) для всех линий в целом вычисляли по стандартным формулам:

P/G=1-Z"=i Pij2,

ne=1/ Zy=1^ij2,

где Р частота j паттерна для локуса i и суммирование распространяется на n паттернов.

Кластерный анализ выполнен методом Ward с использованием эвклидовых дистанций в программе Statisticа 6.0.

Результаты и обсуждение. Характеристика линий по биохимическим маркерам была осуществлена по четырем полиморфным изоферментным локусам: эстеразе (EST), малатдегидрогеназе (MDH), 6-фосфоглюконатдегидрогеназе (6PGD) и глюкозофосфатизомеразе (GPI). Выявлено по два аллеля на локус. По всем исследуемым инбредным линиям были составлены изоферментные паспорта (табл. 1). Анализ биохимических ха-

рактеристик линий показал, что они делятся на девять групп, отличающихся друг от друга. Первая группа объединила линии 2RGA и RGN. Во вторую группу вошли линии RGL1, 2RGS. Третья включает RGA, RGP1, RGM. Четвертая -2RGB и RGB. Линии RG, RGP2, 2RGN, RGL2 и 2RGNV отличались уникальным составом аллозимов. Уникальность анализируемой коллекции линий составила 64 %.

Таблица 1

Изоферментные фенотипы 14линий -доноров устойчивости подсолнечника к расе С заразихи

Линия Изофе рмент

EST MDH GPI PGD

2RGA FF* FF SS SS

RGN FF FF SS SS

RGL1 FF SS FF SS

2RGS FF SS FF SS

RGA SS SS FF SS

RGP1 SS SS FF SS

RGM SS SS FF SS

2RGB SS FF FF SS

RGB SS FF FF SS

RGP2 SS SS FF FF

RG SS FF FF FF

2RGN SS FF SS SS

RGL2 FF FF FF SS

2RGNV FF FF SS FF

*Примечание: - аллозим с медленной электрофоретической подвижностью, FF -аллозим с быстрой электрофоретической подвижностью

Поскольку для генотипирования по изоферментным системам используется небольшое число маркеров и количество аллозимных вариант не превышает двух, такая низкая уникальность коллекции вполне закономерна. Генотипирование коллекции по биохимическим признакам рассматривается нами как предварительное и дополнительное к анализу микроса-теллитных локусов ДНК. В результате анализа исследуемых линий по 15 микро-сателлитным локусам были получены специфичные фрагменты ДНК. Все использованные локусы были полиморфны в пределах изучаемой коллекции образцов, кроме локуса ORS553, у которого обнаружен лишь один аллель. При анализе электрофоретических спектров линий выявлена индивидуальность аллельного 6

состава каждой из них. Уникальность каждой линии в изученной группе составила 100 % (табл. 2).

Таблица 2

Аллельные состояния 15 микросателлитных локусов 14 линий - доноров устойчивости подсолнечника к расе G заразихи

Генотип SSR локусы

ORS 5 ORS 1144 ORS 1287 HAR 432 ORS 509 ORS 553 HAR 1608 HAR 514 ORS 1043 ORS 1327 ORS 166 ORS 37 ORS 559 HAR 1796 ORS 815

2RGB 307* 141 192 164 210 135 235 180 183 192 358 185 122 232 212

2RGNV 307 136 192 176 210 135 225 180 201 187 358 185 122 152 212

2RGA 307 136 207 176 210 135 235 194 201 187 358 185 122 152 212

2RGN 307 141 207 170 220 135 235 180 183 187 358 185 122 152 212

2RGS 334 136 207 164 210 135 265 180 201 192 358 185 142 152 212

RGL1 334 136 192 164 220 135 265 194 183 187 358 185 142 152 212

RGL2 334 136 207 164 220 135 265 180 183 192 345 185 142 152 212

RGP1 334 136 207 176 220 135 265 180 183 187 345 185 142 232 240

RGP2 334 141 192 164 220 135 265 180 183 187 358 185 142 232 212

RGB 334 141 192 164 220 135 265 170 183 187 345 185 142 152 212

RGN 334 141 192 164 220 135 265 180 183 187 358 155 122 152 227

RGM 334 136 192 176 210 135 235 180 201 187 358 185 142 232 212

RGA 334 141 192 164 210 135 265 180 183 187 358 185 142 232 212

RG 334 136 192 164 220 135 265 180 183 187 358 185 142 232 240

Для определения дискриминационного потенциала системы маркеров в пределах использованной коллекции линий вычисляли показатели: наблюдаемое число аллелей (na), эффективное число аллелей (ne) индекс полиморфного содержания (PIC) (табл. 3).

Таблица 3

Дискриминационная сила системы 15 SSR-маркеров для 14 линий - доноров устойчивости к расе G заразихи

Локус Размер аллеля (п.н) Па Пе PIC

ORS5 307, 334 2 1,72 0,42

ORS1144 136, 141 2 1,96 0,49

ORS1287 192, 207 2 1,85 0,46

HAR432 164, 170, 176 3 2,01 0,50

ORS509 210, 220 2 1,96 0,49

ORS553 135 1 1 0

HAR1608 225, 235, 265 3 2,01 0,50

HAR514 170,180, 194 3 1,56 0,36

ORS1043 183, 201 2 1,72 0,42

ORS1327 187,192 2 1,51 0,33

ORS166 345, 358 2 1,51 0,33

ORS37 155, 185 2 1,07 0,07

ORS559 122, 142 2 1,85 0,46

HAR1796 152, 232 2 1,96 0,49

ORS815 212, 227, 240 3 1,56 0,36

Среднее 2,2 1,68 0,38

Наибольший полиморфизм был выявлен у локусов HAR432 и HAR1608 (na 3, PIC 0,50 и ne 2,01). Наименьшим поли-

морфизмом отличался ORS37 (na 2, PIC 0,07 и ne 1,07). Остальные локусы показали средний уровень полиморфизма (na равное 2-3, PIC от 0,36 до 0,50, ne от 1,56 до 2,00) (табл. 3).

Средние величины показателей информативности составили: na 2,2, ne 1,68, PIC 0,38. Дискриминационная сила системы маркеров оценена как средняя. Эти результаты вполне согласуются с данными, полученными для коллекций культивируемого подсолнечника [18]. Рассчитанные нами величины характеризуют полиморфизм исследованных образцов коллекции как средний. Степень полиморфизма может существенно варьировать в зависимости от числа исследуемых генотипов и их генетического разнообразия. Образцы, использованные в нашей работе, имеют разное происхождение, но их количество невелико. Это может объяснять почему показатели информативности SSR-локусов невысокие.

Для выяснения генетических взаимоотношений внутри изучаемой группы линий применили технику кластеризации. Данные об аллельных состояниях микро-сателлитных локусов перевели в матрицу бинарных состояний. При выполнении иерархической кластеризации применили метод дисперсионного анализа для оценки расстояний между кластерами (метод Ward). Результаты кластерного анализа для 14 линий по 15 SSR-локусам приведены на рисунке 1.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Tree Diagram for 14 Cases Wards method Euclidean distances

2RGB RGP2 RGA 2RGN 2RGS RGL2 RGL1 RGB RGN RGP1 RG 2RGNV 2RGA RGM

3 4 5

Linkage Distance

Рисунок 1 - Дендрограмма генетических дистанций между 14 линиями - донорами устойчивости подсолнечника к расе G заразихи на основе 15 SSR-локусов, построенная по методу Ward

Как видно из дендрограммы (рис. 1), все линии разделились в два кластера на уровне объединения 7,8. Кластер I объединил линии 2RGNV, 2RGA, RGM. Остальные 11 линий были сгруппированы в большой кластер II, который на уровне объединения 5,2 был подразделён на два меньших субкластера. В субкластер IIa были сгруппированы линии 2RGB, RGP2, RGA. Остальные восемь линий, вероятно, наиболее близки генетически, поскольку формируют один субкластер IIb. Для того чтобы выяснить, насколько на распределение по кластерам изучаемых образцов влияют дополнительные маркеры, матрицу бинарных состояний для SSR-локусов дополнили состояниями аллельных вариант изоферментов. Результаты кластерного анализа для 14 линий-доноров по 15 SSR- и четырем изоферментным локусам показаны на рисунке 2.

Tree Diagram for 14 Cases Wards method Euclidean distances

2RGB RGA RGP2 2RGN RGN 2RGS RGL2 RGL1 RGB RGP1 RG 2RGNV 2RGA RGM

1

4 5

Linkage Distance

Рисунок 2 - Дендрограмма генетических дистанций между 14 линиями - донорами устойчивости подсолнечника к расе G заразихи на основе 15 SSR- и четырех изоферментных локусов, построенная по методу Ward

Сопоставление результатов кластеризации по 15 SSR-локусам (рис. 1) и 15 SSR-и четырем изоферментным локусам (рис. 2), показывает, что состав кластеров сохранен. Небольшие изменения были выявлены внутри кластеров. Так, в кластере II, где сгруппировано большее количество линий, распределение последних в субкластеры стало более равномерным. В

субкластер IIa попало пять линий -2RGB, RGP2, RGA, 2RGN, RGN. Линии 2RGS, RGL2, RGL1, RGB, RGP1, RG сформировали субкластер IIb. Вероятно, из-за низкой информативности изофер-ментных локусов уменьшился уровень объединения кластеров с 7,8 до 7,4. Вместе с этим увеличился уровень объединения субкластеров кластера II с 5,2 до 5,4. Таким образом, использование разных типов маркеров способствовало большей дифференциации изучаемых генотипов.

Все изученные линии объединены одним общим признаком - устойчивостью к расе G заразихи, а линии RG, RGL2, RGL1, RGB, RGP1, RGA, RGN, как было доказано, обладают идентичным геном устойчивости [19]. Однако ряд морфологических и селекционно ценных [10] так же, как и молекулярных признаков, у них отличается. Следовательно, благодаря разному генетическому фону данные линии представляют собой еще и источники дополнительного разнообразия для вовлечения в селекционные программы в качестве исходного материала и получения новых высокопродуктивных гибридов с устойчивостью к биотическим факторам окружающей среды.

Заключение. С помощью проведенного исследования установлена уникальность 14 линий подсолнечника - доноров устойчивости к расе G заразихи. Уникальность коллекции, выявленная при помощи анализа изоферментных систем, составила 64 %, а при помощи микроса-теллитных локусов - 100 %. Дискриминационный потенциал системы ДНК-маркеров оценен как средний, характерный для коллекций культивируемого подсолнечника. По результатам кластерного анализа все линии разделились на две группы.

Список литературы

1. Децына А.А., Хатнянский В.И., Илларионова И.В. [и др.]. Мониторинг болезней на сортах подсолнечника селекции ВНИИМК // Масличные культуры. - 2021. - Вып. 1

(185). - С. 67-72. DOI: 10.25230/2412-608Х-2021-1-185-67-72.

2. Самолюк А.Д., Ивебор М.В., Пикалова Н.А. Распространение облигатных и факультативных паразитов подсолнечника в агроценозах Краснодарского края // В сб.: Региональные географические исследования / Под общ. ред. А.В. Погорелова. -Краснодар, 2019. - С. 112-114.

3. Рыженко Е.Н., Арасланова Н.М., Гончаров С.В. Селекция линий подсолнечника, устойчивых к расе G заразихи // Аграрная наука. - 2021. - № 6. - С. 42-45. DOI: 10.32634/0869-8155-2021-350-6-42-45.

4. Лукомец В.М., Пивень В.Т., Семеренко С.А., Бушнева Н.А. Протравливание семян биологически активными композициями как основной элемент защиты подсолнечника от болезней и почвообитающих вредителей // Защита и карантин растений. -2020. - № 2. - С. 18-23. DOI: 10.47528/1026-8634-2020-2-18.

5. Лукомец В.М., Семеренко С.А., Пивень

B.Т., Бушнева Н.А. Влияние основных агротехнических приемов на развитие болезней и сорняков в посевах подсолнечника // Защита и карантин растений. - 2020. - № 10. -

C. 30-33. DOI: 10.47528/1026-8634-2020-10-30.

6. Бушнев А.С., Семеренко С.А., Гончаров С.В. Основы управления технологией возделывания подсолнечника. - Краснодар, 2019. - 216 с.

7. Гончаров С.В., Голощапова Н.Н. Комбинационная способность линий подсолнечника, устойчивых к новым расам ложной мучнистой росы // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2020. - № 84. - С. 126-129. DOI: 10.21515/1999-1703-84-126-129.

8. Шугурова Н.А., Кутищева Н.Н. Создание гибридов подсолнечника на стационарном инфекционном фоне // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 4. - С. 52-56.

9. Антонова Т.С., Стрельников Е.А., Арасланова Н.М. [и др.]. Отбор на устойчивость к расе G заразихи из расщепляющихся популяций подсолнечника в искусственных условиях выращивания // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2017. -Вып. 3 (171). - С. 18-22.

10. Арасланова Н.М., Антонова Т.С., Гу-четль С.З. [и др.]. Морфологические признаки новых линий, устойчивых к расе G заразихи // Масличные культуры. - 2021. -Вып. 2 (186). - С. 18-23. DOI: 10.25230/2412-608X-2021-2-186-18-23.

11. Камнев А.М., Антонова О.Ю., Дунаева С.Е. [и др.]. Молекулярные маркеры в исследованиях генетического разнообразия представителей рода Rubus L. и их перспективы в селекции // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2020. - № 24 (1). - С. 20-30. DOI: 10.18699/VJ20.591.

12. Кавракова З.Б., Мамадюсуфова М., Косумбекова Ф.А., Насырова Ф.Ю. RARD- и SSR-анализ внутри- и межвидового полиморфизма видов рода Aegilops L., произрастающих в различных природно-климатических зонах Таджикистана // Кишоварз. - № 3. - 2015. - С. 16-19.

13. Suprun I.I., Tokmakov S.V., Lobodina E.V. Microsatellite DNA-markers in the study of the gene pool of fruit crops // В сборнике: BIO Web of Conferences. Federal State Budgetary Scientific Institution North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture. - 2020. - С. 0300.

14. Котляр В.К., Ильницкая Е.Т., Макар-кина М.В., Степанов И.В. Анализ генетического сходства гибридных форм винограда, полученных с использованием Vitis amurensis Rupr. при помощи ДНК-маркеров, сцепленных с генами устойчивости // Научные труды Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия. - 2020. - Т. 29. - С. 145-149. DOI: 10.3 0679/2587-9847-2020-29-145-149.

15. Vallejos C.E. Enzyme activity staining // Development in plant genetics and breeding. -1983. - Vol. 1. - Part A. - P. 469-516. DOI: 10.1016/B978-0-444-42226-2.50031-1.

16. Filippi C., Aguirre N., Rivas J.G. [et al.]. Population structure and genetic diversity characterization of a sunflower association mapping population using SSR and SNP markers // BMC Plant Biol. - 2015. - V. 15. -P. 52.

17. Tang S., Yu J-K., Slabaugh M.D. [et al.]. Simple sequence repeat мар of the sunflower genome // Theor. and Appl. Genet. -2002. - No 105. - P. 1124-1136.

18. Саналатий А.В., Солоденко А.Е., Сиволап Ю.М. Идентификация генотипов под-

солнечника украинской селекции при помощи SSRP-анализа // Цитология и генетика. - 2006. - Т. 40. - № 4. - С. 37-43.

19. Гучетль С.З., Антонова Т.С., Арасланова Н.М. [и др.]. Идентичность генов устойчивости к расе G заразихи у линий подсолнечника разного происхождения // Масличные культуры. - 2021. - Вып. 3 (187). - С. 3-9. DOI: 10.25230/2412-608X-2021-3-187-3-9.

References

1. Detsyna A.A., Khatnyanskiy V.I., Illari-onova I.V. [i dr.]. Monitoring bolezney na sortakh podsolnechnika selektsii VNIIMK // Maslichnye kul'tury. - 2021. - Vyp. 1 (185). - S. 67-72. DOI: 10.25230/2412-608Kh-2021-1-185-67-72.

2. Samolyuk A.D., Ivebor M.V., Pikalova N.A. Rasprostranenie obligatnykh i fakul'ta-tivnykh parazitov podsolnechnika v agrotseno-zakh Krasnodarskogo kraya // V sb.: Regional'nye geograficheskie issledovaniya / Pod obshch. red. A.V. Pogorelova. - Krasnodar, 2019. - S. 112-114.

3. Ryzhenko E.N., Araslanova N.M., Gon-charov S.V. Selektsiya liniy podsolnechnika, ustoychivykh k rase G zarazikhi // Agrarnaya nauka. - 2021. - № 6. - S. 42-45. DOI: 10.32634/0869-8155-2021-350-6-42-45.

4. Lukomets V.M., Piven' V.T., Semerenko S.A., Bushneva N.A. Protravlivanie semyan bio-logicheski aktivnymi kompozitsiyami kak os-novnoy element zashchity podsolnechnika ot bolezney i pochvoobitayushchikh vrediteley // Zashchita i karantin rasteniy. - 2020. - № 2. - S. 18-23. DOI: 10.47528/1026-8634-2020-2-18.

5. Lukomets V.M., Semerenko S.A., Piven' V.T., Bushneva N.A. Vliyanie osnovnykh agrotekhnicheskikh priemov na razvitie bolezney i sornyakov v posevakh podsolnechnika // Zash-chita i karantin rasteniy. - 2020. - № 10. - S. 30-33. DOI: 10.47528/1026-8634-2020- 1030.

6. Bushnev A.S., Semerenko S.A., Goncha-rov S.V. Osnovy upravleniya tekhnologiey vozdelyvaniya podsolnechnika. - Krasnodar, 2019. - 216 s.

7. Goncharov S.V., Goloshchapova N.N. Kombinatsionnaya sposobnost' liniy podsolne-chnika, ustoychivykh k novym rasam lozhnoy muchnistoy rosy // Trudy Kubanskogo

gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. -2020. - № 84. - S. 126-129. DOI: 10.21515/ 1999-1703-84-126-129.

8. Shugurova N.A., Kutishcheva N.N. Soz-danie gibridov podsolnechnika na statsionarnom infektsionnom fone // Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyay-stvennoy akad-emii. - 2017. - № 4. - S. 52-56.

9. Antonova T.S., Strel'nikov E.A., Araslano-va N.M. [i dr.]. Otbor na ustoychivost' k rase G zarazikhi iz rasshcheplyayushchikhsya pop-ulyatsiy podsolnechnika v iskusstvennykh usloviyakh vyrashchivaniya // Maslichnye kul'tury. Nauch.-tekh. byul. VNIIMK. - 2017. -Vyp. 3 (171). - S. 18-22.

10. Araslanova N.M., Antonova T.S., Gu-chetl' S.Z. [i dr.]. Morfologicheskie priznaki no-vykh liniy, ustoychivykh k rase G zarazikhi // Maslichnye kul'tury. - 2021. - Vyp. 2 (186). - S. 18-23. DOI: 10.25230/2412-608X-2021-2-186-18-23.

11. Kamnev A.M., Antonova O.Yu., Dunae-va S.E. [i dr.]. Molekulyarnye markery v issle-dovaniyakh geneticheskogo raznoobraziya predstaviteley roda Rubus L. i ikh perspektivy v selektsii // Vavilovskiy zhurnal genetiki i sel-ektsii. - 2020. - № 24 (1). - S. 20-30. DOI: 10.18699/VJ20.591.

12. Kavrakova Z.B., Mamadyusufova M., Kosumbekova F.A., Nasyrova F.Yu. RARD- i SSR-analiz vnutri- i mezhvidovogo polimorfiz-ma vidov roda Aegilops L., proizrastayushchikh v razlichnykh prirodno-klimaticheskikh zonakh Tadzhikistana // Kishovarz. - № 3. - 2015. - S. 16-19.

13. Suprun I.I., Tokmakov S.V., Lobodina E.V. Microsatellite DNA-markers in the study of the gene pool of fruit crops // V sbornike: BIO Web of Conferences. Federal State Budgetary Scientific Institution North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture. - 2020. - S. 0300.

14. Kotlyar V.K., Il'nitskaya E.T., Makarkina M.V., Stepanov I.V. Analiz geneticheskogo skhodstva gibridnykh form vinograda, polu-chennykh s ispol'zovaniem Vitis amurensis Rupr. pri pomoshchi DNK-markerov, stseplen-nykh s genami ustoychivosti // Nauchnye trudy Severo-Kavkazskogo federal'nogo nauchnogo tsentra sadovodstva, vinogradarstva, vinodeliya. - 2020. - T. 29. - S. 145-149. DOI: 10.30679/2587-9847-2020-29-145-149.

15. Vallejos C.E. Enzyme activity staining // Development in plant genetics and breeding. -1983. - Vol. 1. - Part A. - P. 469-516. DOI: 10.1016/B978-0-444-42226-2.50031-1.

16. Filippi C., Aguirre N., Rivas J.G. [et al.]. Population structure and genetic diversity characterization of a sunflower association mapping population using SSR and SNP markers // BMC Plant Biol. - 2015. - V. 15. - P. 52.

17. Tang S., Yu J-K., Slabaugh M.D. [et al.]. Simple sequence repeat mar of the sunflower genome // Theor. and Appl. Genet. - 2002. - No 105. - P. 1124-1136.

18. Sanalatiy A.V., Solodenko A.E., Sivolap Yu.M. Identifikatsiya genotipov podsolnechnika ukrainskoy selektsii pri pomoshchi SSRP-analiza // Tsitologiya i genetika. - 2006. - T. 40. - № 4. - S. 37-43.

19. Guchetl' S.Z., Antonova T.S., Araslanova N.M. [i dr.]. Identichnost' genov ustoychivosti k rase G zarazikhi u liniy podsolnechnika raznogo proiskhozhdeniya // Maslichnye kul'tury. -2021. - Vyp. 3 (187). - S. 3-9. DOI: 10.25230/2412-608X-2021-3-187-3-9.

Сведения об авторах

С.З. Гучетль, зав. лаб., вед. науч. сотр., канд. биол. наук Т.С. Антонова, зав. лаб., гл. науч. сотр., д-р биол. наук Н.М. Арасланова, вед. науч. сотр., канд. с.-х. наук Т.А. Челюстникова, аналитик Ю.В. Питинова, аналитик

Получено/Received 14.02.2022

Получено после рецензии/Manuscript peer-reviewed 21.02.2022

Получено после доработки/Manuscript revised 07.03.2022 Принято/A ccepted

17.03.2022 Manuscript on-line 30.05.2022

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.