Генетическая паспортизация сортов яблони (Malus domestica Borkh.) из Ботанического сада им. В.М. Крутовского
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-2-101-112Ключевые слова:
яблоня, сорт, генетический полиморфизм, генотип, микросателлиты, генетическая паспортизация, Ботанический сад им. В.М. КрутовскогоАннотация
Ботанический сад им. В.М. Крутовского Сибирского государственного университета им. М.Ф. Решетнёва объединяет уникальные коллекции плодовых культур. Особая роль среди них отводится коллекции яблони домашней (Malus domestica Borkh.), состоящей из 39 сортов российской и зарубежной селекции, адаптированных к сибирским условиям. Для проведения генетической паспортизации были отобраны 18 сортов яблони. ДНК сортов выделяли из свежих листьев с применением CTAB-метода. Дифференциация сортов выполнена с помощью 11-ядерных микросателлитных локусов: CH01h01, CH01h10, CH04c07, Hi02c07, GD12, CH01f02, CH01f0b, CH02c09, CH02c11, CH02d08, CH04e05. Осуществлен подбор 3 мультиплексных панелей, включающих 3–4 локуса при постановке 1 полимеразной цепной реакции (ПЦР). Фрагментный анализ позволил зарегистрировать четкий и воспроизводимый результат в виде определенного спектрального диапазона ПЦР-продуктов. Проведены анализ показателей генетической дифференциации, идентификация генотипов и оценка вероятности их случайного совпадения. Все использованные микросателлитные локусы характеризуются высоким уровнем полиморфизма. Всего в локусах выявлено от 7 (CH01h01, CH01h10, Hi02c07) до 13 (CH01f02, CH02c11) аллельных вариантов. Средние показатели генетической изменчивости составили: число аллелей на локус – 9,727; эффективное число аллелей – 5,515; наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность – 0,636 и 0,790 соответственно. Обнаружено, что все отобранные образцы имеют разный генотип. Эффективность использованного набора SSR-маркеров подтверждена низкой вероятностью случайного совпадения у особей с неродственным генотипом. На основе полиморфизма микросателлитных локусов составлены генетические паспорта 18 сортов яблони домашней, культивируемых на территории Ботанического сада им. В.М. Крутовского. Данные ДНК-паспортов могут быть использованы для подтверждения сортовой аутентичности деревьев яблони. Проведенное исследование служит началом создания базы молекулярно-генетических паспортов коллекционных сортов Malus domestica Borkh. Ботанического сада им. В.М. Крутовского.
Благодарности: Исследование проведено в рамках госзадания по заказу Министерства науки и высшего образования РФ коллективом научной лаборатории «Селекция древесных растений» по теме «Селекционно-генетические основы формирования целевых насаждений и рационального использования древесных ресурсов Красноярского края (Енисейской Сибири)» (№ FEFE–2024–0013).
Скачивания
Библиографические ссылки
Братилова Н.П., Герасимова О.А., Моксина Н.В. Биологическая продуктивность крупноплодных сортов яблони, выращиваемой в открытой и стелющейся форме в ботаническом саду им. Вс.М. Крутовского: моногр. 2-е изд., доп. и перераб. Красноярск: СибГУ им. М.Ф. Решетнёва, 2024. 148 с.
Bratilova N.P., Gerasimova O.A., Moksina N.V. Biological Productivity of Large-fruited Apple Varieties Grown in Open and Creeping Form in the Botanical Garden Named After V.M. Krutovsky: Monograph. Ed. by N.P. Bratilova. Krasnoyarsk, SibGU im. M.F. Reshetnyeva Publ., 2024. 148 p. (In Russ.).
Волков В.А. Использование микросателлитных маркеров для установления фактов незаконной рубки основных хвойных лесообразователей Северо-Запада России // Синергия Наук. 2018. № 30. С. 2211–2219.
Volkov V.A. Using Microsatellite DNA Markers to Establish the Facts of Illegal Logging of Basic Coniferous Forest-growers North-West Russia Area. Synergya Nauk = The Synergy of Sciences, 2018, no. 30, pp. 2211–2219. (In Russ.).
Григорьева С.О., Матвеева Р.Н., Моксина Н.В., Коломыцев М.В. Плодоношение маточных деревьев яблони, использованных для гибридизации в ботаническом саду им. Вс.М. Крутовского // Хвойные бореал. зоны. 2024. Т. XLII, № 6. С. 65–70.
Grigorieva S.O., Matveeva R.N., Moksina N.V., Kolomytsev M.V. Fruit-Bearing of Brotherhood Apple Trees Used for Hybridization at the V.M. Krutovsky Botanical Garden. Khvoinye boreal’noi zony = Conifers of the Boreal Area, 2024, vol. XLII, no. 6, pp. 65–70. (In Russ.).
Козловская З.А., Леонович И.С., Гашенко Т.А., Кондратенок Ю.Г. Молекулярно-генетическая паспортизация национальной коллекции яблони в Беларуси // Сб. науч. тр. ГНБС. 2017. Т. 144. Ч. I. С. 134–138.
Kozlovskaya Z.A., Leonovich I.S., Gashenko T.A., Kondratenok Yu.G. Molecular-genetic Passportization of National Apple Collection in Belarus. Sbornik nauchnykh trudov GNBC = Works of the State Nikit. Botan. Gard., 2017, vol.144, part I, pp. 134–138. (In Russ.).
Куликов И.М., Кудрявцев А.М., Марченко Л.А., Морозова Н.Г., Борис К.В., Трифонова А.А., Дедова Л.В. Полиморфизм микросателлитных локусов сортов яблони (Malus domestica Borkh.) современной селекции ФГБНУ ВСТИСП // Садоводство и виноградарство. 2018. № 1. С. 6–10.
Kulikov I.M., Kudryavtsev A.M., Marchenko L.A., Morozova N.G., Boris K.V., Trifonova A.A., Dedova L.V. Polymorphism of Microsatellite Loci of Apple Varieties (Malus domestica Borkh.) of ARHIBAN Contemporary Breeding. Sadovodstvo i vinogradarstvo = Horticulture and Viticulture, 2018, no. 1, pp. 6–10. (In Russ.). https://doi.org/10.25556/VSTISP.2018.1.10495
Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф., Моксина Н.В., Репях М.В. Селекция яблони в ботаническом саду им. Вс.М. Крутовского. Красноярск: СибГТУ, 2006. 357 с.
Matveeva R.N., Butorova O.F., Moksina N.V., Repyakh M.V. Apple Tree Breeding in the Botanical Garden Named after Vs.M. Krutovsky. Krasnoyarsk. SibGTU Publ., 2006. 357 p. (In Russ.).
Мельникова М.Н., Петров Н.Б., Ломов А.А., La Porta N., Политов Д.В. Тестирование микросателлитных праймеров на разных популяциях евразийских елей Picea abies (L.) Karst и Picea obovata Ledeb. // Генетика. 2012. Т. 48, № 5. С. 660–665.
Melnikova M.N., Petrov N.B., Lomov A.A., La Porta N, Politov D.V. Testing of Microsatellite Primers with Different Populations of Eurasian Spruces Picea abies (L.) Karst. and Picea obovata Ledeb. Genetika = Russian Journal of Genetics, 2012, vol. 48, no. 5, pp. 660–665. (In Russ.).
Омашева М.Е., Пожарский А.С., Смайлов Б.Б., Галиакпаров Н.Н. Молекулярно-генетическая паспортизация сортов яблони: научно-методические рекомендации. Алматы, 2017. 50 с.
Omasheva M.Y., Pozharskiy A.S., Smailov B.B., Galiakparov N.N. Molecular Genetic Certification of Apple Tree Varieties: Scientific and Methodological Recommendations. Almaty, 2017. 50 p. (In Russ.).
Орешкова Н.В., Белоконь М.М., Жамъянсурен С. Генетическое разнообразие, популяционная структура и дифференциация лиственниц сибирской, Гмелина и Каяндера по данным SSR маркеров // Генетика. 2013. Т. 49, № 2. С. 204–213.
Oreshkova N.V., Belokon M.M., Jamiyansuren S. Genetic Diversity, Population Structure, and Differentiation of Siberian Larch, Gmelin Larch and Cajander Larch on SSR Markers Data. Genetika = Russian Journal of Genetics, 2013, vol. 49, no. 2, pp. 204–213. (In Russ.). https://doi.org/10.7868/S0016675812120090
Падутов В.Е., Баранов О.Ю., Воропаев Е.В. Методы молекулярно-генетического анализа. Минск: Юнипол, 2007. 176 с.
Padutov V.E., Baranov O.Yu., Voropaev E.V. Methods of molecular genetic analysis. Minsk, Unipol, 2007. 176 p. (In Russ.).
Перепечина И.О., Гришечкин С.А. Вероятностные расчеты в ДНК-дактилоскопии: Методические рекомендации. М.: ЭКЦ МВД России, 1996. 16 с.
Perepechina I.O., Grishechkin S.A. Probabilistic Calculations in DNA Fingerprinting: Methodological Recommendation. Moscow, FEC of the Ministry of Internal Affairs of Russia Publ., 1996. 16 p. (In Russ.).
Попова А.А., Гродецкая Т.А., Молчанов В.В., Евлаков П.М. Подбор и оптимизация методов экстракции ДНК из различного растительного материала // Вестн. Поволж. гос. технол. ун-та. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2022. № 1(53). С. 69–77.
Popova A.A., Grodetskaia T.A., Molchanov V.V., Evlakov P.M. Selection and Optimization of DNA Extraction Methods from Various Plant Materials. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya ''Les. Ecologiya. Prirodopolʹzovanie'' = Vestnik of Volga State University of Technology. Series ''Forest. Ecology. Nature Management'', 2022, no. 1(53), pp. 69–77. (In Russ.). https://doi.org/10.25686/2306-2827.2022.1.69
Урбанович О.Ю. Молекулярные методы идентификации и генотипирования яблони и груши. Минск: Право и экономика, 2013. 208 с.
Urbanovich O.Yu. Molecular Methods of Identification and Genotyping of Apple and Pear Trees. Minsk, Law and Economics Publ., 2013. 208 p. (In Russ.).
Янковская А.А., Князева И.В., Упадышев М.Т. Молекулярное маркирование и генетическая паспортизация: использование в селекции, биотехнологии и идентификации садовых культур // Садоводство и виноградарство. 2019. № 5. С. 5–11.
Yankovskaya A.A., Knyazeva I.V., Upadishev M.T. Molecular Marking and Genetic Certification: Application in Plant Breeding, Biotechnology and Identification of Horticultural crops. Sadovodstvo i vinigradarstvo = Horticulture and Viticulture, 2019, no. 5, pp. 5–11. (In Russ.). https://doi.org/10.31676/0235-2591-2019-5-11
Devey M.E., Bell J.C., Smith D.N., Neale D.B., Moran G.F. A Genetic Linkage Map for Pinus radiata Based on RFLP, RAPD, and Microsatellite Markers. Theoretical and Applied Genetics, 1996, vol. 92, no. 6, pp. 673–679. https://doi.org/10.1007/BF00226088
Doyle J.J., Doyle J.L. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, 1990, vol. 12, no. 1, pp. 3–5.
DNA Fragment Analysis by Capillary Electrophoresis. Thermo Fisher Scientific Inc., 2014. Available at: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/LSG/manuals/4474504.pdf. (accessed 21.01.26).
Gross B.L., Henk A.D., Richards C.M., Fazio G., Volk G.M. Genetic Diversity in Malus×domestica (Rosaceae) Through Time in Response to Domestication. American Journal of Botany, 2014, vol. 101, no. 10, pp. 1770–1779. https://doi.org/10.3732/ajb.1400297
Gross B.L., Kellogg E.A., Miller A.J. Speaking of Food: Connecting Basic and Applied Plant Science. American Journal of Botany, 2014, vol. 101, no. 10, pp. 1597–1600. https://doi.org/10.3732/ajb.1400409
Hokanson S.C., Szewc-McFadden A.K., Lamboy W.F., McFerson J.R. Microsatellite (SSR) Markers Reveal Genetic Identities, Genetic Diversity and Relationships in a Malus×domestica Borkh. Core Subset Collection. Theoretical and Applied Genetics, 1998, no. 94, pp. 671–683. https://doi.org/10.1007/s001220050943
Liebhard R., Gianfranceschi L., Koller B., et al. Development and Characterization of 140 New Microsatellites in Apple (Malus×domestica Borkh.). Molecular Breeding, 2002, vol. 10, no. 4, pp. 217–241. https://doi.org/10.1023/A:1020525906332
Liebhard R., Koller B., Gianffranceschi L., Gessler C. Creating a Saturated Reference Map for the Apple (Malus domestica Borkh.) Genome. Theoretical and Applied Genetics, 2003, vol. 106, pp. 1497–1508. https://doi.org/10.1007/s00122-003-1209-0
Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx V6: Genetic Analysis in Excel. Population Genetic Software for Teaching and Research. Molecular Ecology Notes, 2006, vol. 6, no. 1, pp. 288–295. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6.5: Genetic Analysis in Excel. Population Genetic Software for Teaching and Research – an Update. Bioinformatics, 2012, vol. 28, iss. 19, pp. 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460
Silfverberg-Dilworth E., Matasei C.L.,Van de Weg W.E., et al. Microsatellite Markers Spainning the apple (Malus×domestica Borkh.) Genome. Tree Genetics and Genomes, 2006, vol. 2, pp. 202–224. https://doi.org/10.1007/s11295-006-0045-1
Van Oosterhout C., Hutchinson W.F., Wills D.P., Shipley P. MICRO-CHECKER: Software for Identifying and Correcting Genotyping Errors in Microsatellite Data. Mol. Ecol. Notes, 2004, vol. 4, iss. 3, pp. 535–538. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2004.00684.x
Velasco R., Zharkikh A., Affourtit J., et al. The Genome of the Domesticated Apple (Malus×domestica Borkh.). Nature genetics, 2010, vol. 42, no. 10, pp. 833–839. https://doi.org/10.1038/ng.654
Zhang L., Hu J., Han X. A High-quality Apple Genome Assembly Reveals the Association of a Retrotransposon and Red Fruit Colour. Nature Communications, 2019, vol. 10, no. 1, p. 1494. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09518-x
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Сухих Т.В., Ибе А.А., Шеллер М.А., Моксина Н.В., Братилова Н.П.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
