Определение генетического полиморфизма оригинальной стерильной формы рапса озимого с помощью ISSR-маркеров

Аннотация

Цель и задачи исследования. Определить генетические различия потомства оригинальной стерильной формы рапса озимого селекции ИР им. В. Я. Юрьева методом микросателитного анализа от образцов, созданных на основе типов стерильности Оgura и Polіma.

Материалы и методы. Исследования проводили на протяжении 2014–2016 годов в Институте растениеводства им. В. Я. Юрьева НААН. Проведен ПЦР-анализ с использованием ІSSR-маркеров в горизонтальном приборе Hoefer Super Sub 100 (США). Были изучены семь образцов, полученных на основе стерильности  Оgura , Polіma и оригинальной стерильной формы. Использовали маркеры молекулярной массы 1 Kb («СибЭнзим», Россия). Полученные гели документировали при помощи фотосистемы Nikon D50. Определение количества и размеров продуктов амплификации проводили  при помощи демо-версии программы Totallab 100. Частоты аллелей локусов рассчитывали в программе Excel. Данные профилей амплификации оценивали с использованием техники фингерпринтинга при помощи информативных параметров, таких как индекс информативности праймера (РІС). Использовали классификацию Botsteinetal, индексы Шеннона. Полиморфизм ISSR-маркеров оценивали при помощи индекса генетического разнообразия Nei (Н_е). Для оценки дивергенции между образцами по ISSR-маркерам применяли программу PHYLIP. Дендрограммы строили методом присоединения ближайшего соседа.

Обсуждение результатов. В результате амплификации в исследуемых образцах при помощи пяти ISSR праймеров были идентифицированы 49 фрагментов ДНК, 31 из которых были полиморфными. Количество продуктов амплификации варьировало от пяти до 14 фрагментов, в среднем 9,8 на один используемый праймер. Максимальное количество локусов идентифицировано с использованием праймеров UBC810 і UBC 834.

Амплификацией пяти ISSR праймеров были выделены 12 аллельных вариантов (UBC810 (587 п.н.), UBC834 (988, 774, 709 п.н), UBC842 (1127, 475 п.н.), UBC847 (1349, 969, 496 п.н.), UBC857 (791, 520, 446 п.н.). Образец Polima не имел ни одного из маркерных локусов. Полученные результаты позволили утверждать, что среди рассмотренной выборки образцов дуплетные генотипы отсутствуют.

По абсолютным и нормированным значениям индекса Шеннона наиболее полиморфным ISSR- маркером был UBC 810 (H’ = 0,495, H’norm = 0,715). Наименьший уровень полиморфизма показал ISSR маркер UBC 857 (H’ =0,364, H’norm = 0,525). Общий уровень изменчивости ISSR-маркеров составил H’ – 0,445, а за H’norm– 0,642.

В полученной дендрограмме выделены три противоположных кластера образцов рапса. В первый кластер вошли образцы Бекр (1) Д 21, Бекр (1) Д 2, Бекр (2) Д 16/2 (потомства оригинальной стерильной формы), во второй – образцы Polima і MON (потомства со стерильностью Polima), в третий –Inra і Д8 (in vivo) (потомства со стерильностью Оgura).

Выводы. Обнаружен по ISSR-маркерам високий диапазон внутривидовой изменчивости в исследуемых образцах рапса. Определены общие закономерности группирования образцов рапса при их классификации, полученной при помощи присоединения ближайшего соседа (NJ) кластерным анализом. Исследованиями доказано, что потомства оригинальной стерильной формы имеют один корень, а также весомые генетические отличия от образцов со стерильностью Оgura и Polіma