Применение метода молекулярно-генетического анализа для выявления растений моркови с цитоплазмой типа «петалоид»
Authors: Chistova A.V. 
Published: February 2020

Метод молекулярно-генетического маркирования позволяет проводить скрининг коллекции исходного материала по типу цитоплазмы. Дифференциация растений моркови по типу цитоплазмы имеет большое практическое значение при выборе растительного материала для создания новых линий-закрепителей стерильности. Мужская стерильность моркови контролируется ядерно-цитоплазматически, и растения с «петалоидной» цитоплазмой могут иметь фертильный фенотип за счет генов ядра. Однако попытка получить закрепитель стерильности из такого растения обречена на неудачу, при том что будет потрачено много времени и труда. В связи с этим целесообразно на ранних этапах селекции проводить молекулярно-генетический анализ коллекции растений с помощью рекомендованных в научной литературе праймеров, и отобрать образцы с нормальной цитоплазмой. Для этого использовали праймеры, разработанные Inga C. Bach c соавторами (2002). Эффективным оказалось применение трех пар праймеров сmt-1 и cmt-2 (длины амплифицированных фрагментов 320 и 390 п. н.), atp1-d1 и cmt-3 (размер ПЦР продуктов 1630 п. н.), atp1-d1 и cmt-4 (1608 п. н.). С их помощью был проведен скрининг коллекции моркови ООО «Селекционная станция им. Н.Н.Тимофеева» и отобраны растения для дальнейшей селекционной работы. Среди изученных F1 гибридов были выявлены стерильные растения с цитоплазмой типа «петалоид», фертильные растения с петалоидной цитоплазмой и фертильные растения с нормальной цитоплазмой. Чрезвычайно полезной была бы возможность с помощью молекулярно-генетического маркирования определять наличие ядерных генов стерильности моркови и гомозиготность. Однако при проведении данной работы применение соответствующих праймеров было не результативно. Так что традиционные методы селекции для решения этой задачи остаются незаменимыми.

The method of molecular genetic marking can be used to differentiate carrot plants by the type of cytoplasm. It has a great practical importance for the plant material selection for new sterility fixers creation. Carrots male sterility has a nuclear-cytoplasmic control, plants with a «petaloid» cytoplasm can be fertile due to nuclear genes. But the attempt of using such plants to obtain a fixer of sterility is doomed to failure, and a lot of time and labor will be lost. One can select plants with normal cytoplasm at the early stages of breeding by the molecular-genetic primers using. To achieve this aim, primers developed by Inga C. Bach et al. (2002) were applied. The application of three pairs of primers was effective. These primers are: 1) cmt-1 and cmt-2 (lengths of amplified fragments 320 and 390 bp), 2) atp1-d1 and cmt-3 (size of PCR products 1630 bp), 3) atp1-d1 and cmt-4 (1608 bp). Through the application of these primers, the collection of carrots of Breeding station after N.N. Timofeev was screened. The application of this method allowed to select plants for subsequent breeding process. Carrot plants of F1-hybrids were examined. Among them were found:1) sterile plants with a cytoplasm of the «petaloid» type, 2) fertile plants with a «petaloid» cytoplasm and 3) fertile plants with a normal cytoplasm. It would be incredibly useful to determine the presence of nuclear carrot sterility genes and homozygosity by the instrumentality of molecular-genetic marking. However, traditional methods of plant breeding remain indispensable. Howbeit. carrot plants with petaloid or normal cytoplasm can be detected by primers using.