AGRIS - 

2022

Martynov, V.V. | Kozar', E.G. | Engalycheva, I.A.

Late blight caused by the oomycete Phytophthora infestans (Mont.) de Bary is one of the most harmful diseases of tomatoes. The most promising method to control is still the breeding of resistant varieties of tomato, in the creation of which introgression of resistance genes from wild related species is widely used. The aim of the work is to create an easy-to-use highly specific DNA marker of the Ph-3 gene, which can be used to distinguish Ph-3 from its structural homologues, and validation of this marker in comparison with already known markers based on the analysis of a collection of domestic tomato varieties and lines and evaluation of the relationship of markers with field resistance to late blight. 24 samples of tomato (Solanum lycopersicum L.) were used in the work. Primers were selected that amplify a fragment of the Ph-3 gene with a size of 412 bp: direct AATATTGAAAATAGCTGCACTGA and reverse CGAGATTTGGAGGGAATGTAA. The created marker was named Ph3-412. In addition, NC-LB-9-6678 marker primers were used for comparative analysis. To determine the nucleotide sequences of the obtained amplicons, they were cloned into a pAL-TA vector, which was transformed into competent cells Escherichia coli DH5 alpha, and sequenced by the Sanger method. When comparing the results of molecular analysis with the data of the phenotypic assessment of field resistance to late blight, none of the markers showed an unambiguous relationship with field resistance. It has been confirmed that the fragment amplified with Ph3-412 primers belongs to the Ph-3 gene, while the fragment of 601 bp in size, which is obtained with NC-LB-9-6678 primers, corresponds to the SlRGA4 homologue. It is shown that a fragment of 907 bp in size obtained with the same primers is homologous to the Ph-3 gene, but at the same time contains an insert of the LTR retrotransposon of the Ty1-copia family with a size of 306 bp. In all varieties in which the Ph-3 gene was detected, it contained the above insertion. Genotypes in which the Ph-3 gene does not have a retrotransposon insertion are of great breeding value. | Фитофтороз, вызываемый оомицетом Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, - одно из самых вредоносных заболеваний томатов. Наиболее перспективным методом борьбы с ним остается выведение устойчивых сортов, при создании которых широко используется интрогрессия генов устойчивости из дикорастущих родственных видов. Цель работы - создание простого в использовании высокоспецифичного ДНК-маркера гена Ph-3, с помощью которого можно отличить Ph-3 от его структурных гомологов, и валидация этого маркера в сравнении с уже известными маркерами на основе анализа коллекции отечественных сортов и линий томата и оценки связи маркеров с полевой устойчивостью к фитофторозу. В работе использовали 24 образца томата (Solanum lycopersicum L.). Были подобраны праймеры, амплифицирующие фрагмент гена Ph-3 размером 412 п.н.: прямой AATATTGAAAATAGCTGCACTGA и обратный CGAGATTTGGAGGGAATGTAA. Созданный маркер получил название Ph3-412. Кроме того, для сравнительного анализа использовали праймеры маркера NC-LB-9-6678. Для определения нуклеотидных последовательностей полученных ампликонов их клонировали в вектор pAL-TA, которым трансформировали компетентные клетки Escherichia coli DH5альфа, и секвенировали по методу Сэнгера. При сравнении результатов молекулярного анализа с данными фенотипической оценки полевой устойчивости к фитофторозу ни один из маркеров не показал однозначной связи с полевой устойчивостью. Подтвердили, что амплифицируемый с помощью праймеров Ph3-412 фрагмент принадлежит гену Ph-3, в то время как фрагмент размером 601 п.н., который получают с праймерами NC-LB-9-6678, соответствует гомологу SlRGA4. Показано, что фрагмент размером 907 п.н., полученный с теми же праймерами, гомологичен гену Ph-3, но при этом содержит вставку LTR ретротранспозона семейства Ty1-copia размером 306 п.н. У всех сортов, у которых был обнаружен ген Ph-3, он содержал вышеуказанную вставку. Набольшую селекционную ценность представляют генотипы, у которых ген Ph-3 не имеет вставки ретротранспозона.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Ramazanova, S.A. | Bad'yanov, E.V. | Savichenko, V.G. | Guchetl', S.Z. | Strel'nikov, E.A.

Downy mildew caused by oomycete Plasmopara halstedii (Farl.) Berl. et de Toni is one of the most harmful diseases of sunflower. The Plarg locus, which provides resistance to all known races of P. halstedii, is currently promising for use in breeding. This gene is introgressed from the wild species Helianthus argophyllus. Microsatellite markers (SSRs) make it possible to control the transfer of genes controlling resistance in breeding material. However, validation of the marker is needed to prove its reliability in identifying genes. We selected the SSR markers ORS 662, ORS 509 and ORS 822 to identify the Plarg gene. We conducted validation of them using hybrid combinations of sunflower lines bred by the V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, VK 776 and VK 925, with sunflower line RHA 419, which is a donor of Plarg gene. It was preliminarily established that these lines differ from each other by the allelic state of these loci. A study of the F1 generation showed that all three microsatellite loci are inherited codominantly. The F2 generation obtained by self-pollination was analyzed by phytopathological methods for resistance to P. halstedii. Phenotype splitting analysis of both crossing combinations showed that the actually observed splitting corresponded to the theoretically expected 3:1 pattern in monogenic inheritance of the trait. Analysis of linkage of gene and microsatellite loci showed that the recombination frequencies in the RHA 419 x VK 776 cross was 0.11 for the ORS 662 locus, 0.23 for ORS 509 and 0.31 for ORS 822. And for the combination of RHA 419 x VK 925 cross this indicator was: for ORS 509 – 0.28, for ORS 662 – 0.34. Based on the obtained data, we concluded that three studied microsatellite loci should be used in marker-assisted selection of sunflower for resistance to downy mildew pathogen. | Ложная мучнистая роса, вызываемая оомицетом Plasmopara halstedii (Farl.) Berl. et de Toni – одна из наиболее вредоносных болезней подсолнечника. Перспективным для использования в селекции является локус Plarg, обеспечивающий устойчивость ко всем известным расам P. halstedii. Этот ген интрогрессирован из дикорастущего вида Helianthus argophyllus. Микросателлитные маркеры (SSR) позволяют управлять переносом генов, контролирующих устойчивость в селекционном материале. Однако необходима валидация маркера для доказательства его надежности при выявлении генов. Для идентификации гена Plarg подобраны SSR-маркеры ORS 662, ORS 509 и ORS 822. Их валидацию проводили на гибридных комбинациях линий подсолнечника селекции ВНИИМК ВК 776 и ВК 925 с линией подсолнечника RHA 419, являющейся донором гена Plarg. Предварительно было установлено, что эти линии отличаются друг от друга аллельным состоянием этих локусов. Исследование поколения F1 показало, что все три микросателлитных локуса наследуются кодоминантно. Полученное путем самоопыления поколение F2 было проанализировано фитопатологическими методами на устойчивость к P. halstedii. Анализ расщепления по фенотипу в обеих комбинациях скрещиваний показал, что фактически наблюдаемое расщепление соответствовало теоретически ожидаемой модели 3:1 при моногенном наследовании признака. Анализ сцепления гена и микросателлитных локусов показал, что частоты рекомбинации в скрещивании RHA 419 x ВК 776 составили для локуса ORS 662 – 0,11, ORS 509 – 0,23 и ORS 822 – 0,31. В комбинации RHA 419 x ВК 925 этот показатель составил 0,28 для ORS 509 и, 0,34 для ORS 662. На основании полученных данных сделан вывод, что в маркер-ассоциированной селекции подсолнечника на устойчивость к возбудителю ложной мучнистой росы необходимо использовать три изученных микросателлитных локуса.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Lyzhin, A.S. | Luk'yanchuk, I.V.

Аромат плодов – важный потребительский признак сортов земляники. К числу наиболее важных ароматообразующих веществ, содержащихся в плодах земляники относится гамма-декалактон, обладающий персикоподобным, фруктовым сладким ароматом. В представленном исследовании показаны результаты молекулярно-генетического анализа сортов и отборных форм земляники, созданных в "Федеральный научный центр им. И.В. Мичурина", по гену FaFAD1, вовлечённому в биосинтез гамма-декалактона, для идентификации генотипов, перспективных для селекции на аромат плодов. Биологическими объектами исследования являлись сорта и отборные формы земляники селекции "Федеральный научный центр им. И.В. Мичурина": Ласточка, Привлекательная, Урожайная ЦГЛ, 61-12 (Былинная x Олимпийская надежда), 72-25 (Privlekatelnaya x Bylinnaya), 928-12 (298-19-9-43 x Привлекательная), 932-29 (F. virginiana subsp. Platypetala (Rydb.) Staudt x Фейерверк), 298-19-9-43 (FB2 F. orientalis Los., F. moschata Duch., F. x ananassa Duch.). Экстракция геномной ДНК проводилась из молодых листьев согласно модифицированному методу CTAB. Для идентификации гена FaFAD1 использовали доминантный ДНК маркер FaFAD1. В результате проведённых исследований идентифицированы перспективные для селекции на улучшенный аромат плодов отборные формы земляники: 72-25 (Привлекательная x Былинная), 56-8 (Gigantella Maxim x Привлекательная), 61-12 (Былинная x Олимпийская надежда), характеризующиеся наличием функционального аллеля гена FaFAD1. Отборная форма 72-25 (Привлекательная x Былинная) дополнительно характеризуется наличием гена FaOMT в гетерозиготном состоянии, являясь тем самым комплексным источником генов аромата плодов (FaOMT и FaFAD1). | The aroma of fruits is an important consumer trait of strawberry varieties. Among the most important aromatic substances contained in strawberry fruits is gamma-decalactone, which has a peach-like, fruity sweet aroma. The present study shows the results of the molecular genetic analysis of strawberry varieties and selected forms created in the "I.V. Michurin Federal Scientific Center", according to the FaFAD1 gene involved in the biosynthesis of gamma-decalactone, to identify promising genotypes for breeding to fruit aroma. The biological objects of the study were strawberry varieties and selected forms bred by "I.V. Michurin FSC": 'Lastochka', 'Privlekatelnaya', 'Urozhaynaya CGL', 61-12 (Bylinnaya x Olimpiyskaya nadezhda), 72-25 (Privlekatelnaya x Bylinnaya), 928-12 (298-19-9-43 x Privlekatelnaya), 932-29 (F. virginiana subsp. Platypetala (Rydb.) Staudt x Feyyerverk) and 298-19-9-43 (FB2 F. orientalis Los., F. moschata Duch., F. x ananassa Duch.). Genomic DNA extraction was carried out from young leaves according to the modified CTAB method. The FaFAD1 gene was identified with dominant DNA marker FaFAD1. As the result of the molecular genetic research, the following strawberry selected forms, promising for breeding for improved fruit aroma, were identified: 72-25 (Privlekatelnaya x Bylinnaya), 56-8 (Gigantella Maxim x Privlekatelnaya), 61-12 (Bylinnaya x Olimpiyskaya nadezhda), which are characterized by the presence of a functional allele of the FaFAD1 gene. The strawberry selected form 72-25 (Privlekatelnaya x Bylinnaya) is additionally characterized by the presence of the FaOMT gene in the heterozygous state, so this form is a complex source of fruit aroma genes (FaOMT and FaFAD1).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Lashneva, I.A. | Kositsin, A.A. | Sermyagin, A.A. | Zinov'eva, N.A.

The aim of the work is to search genome-wide associations with the somatic cells (SC) count and their differentiation in the milk of Holsteinized Black-and-White cows. 2814 samples of raw milk obtained during control milking sessions were studied. To determine the number of SC and their differentiation by morphological types (leukocytes and polymorphonuclear neutrophils), automatic analyzer Fossomatic 7 DC was used. For genotyping of 144 cows, a GGP Neogen 150K high-density biochip was used. After quality control of genotypes, 110884 single nucleotide polymorphisms per an animal were selected for further work. The dynamics of changes in daily milk yield and assessment of the number of SC in the milk of cows during lactation was analyzed. It is shown that the polynomial trend for SC had an inverse relationship with a similar trend for daily milk yield. A GWAS analysis for the number of SC, their normalized (logarithmic) evaluation and differentiation, showed common polymorphisms on chromosomes 1, 5, 8, 9, 14, 20, 21, 23, 26, and 29, while the number of annotated genes was 56. Comparison of own results and those confirmed by other authors made it possible to establish that 12 genes (P=0.000003–0.003130) were directly related to SC in milk, milk flow rate and resistance to mastitis. In addition, these genes were associated with milk production traits, reproductive features, conformation, productive longevity and susceptibility to diseases which indicates a genetic relationship of these traits to cow udder health. The largest number of loci of quantitative trait associated with somatics was found on cattle chromosome 20 which included 6 most significant genes: NPR3, ANKRD55, PTGER4, ADAMTS12, CTNND2, PDZD2. The results obtained can be used in a livestock breeding program after testing on a larger number of dairy cows. | Цель работы - поиск полногеномных ассоциаций с количеством соматических клеток (СК) и их дифференциацией в молоке коров голштинизированной черно-пестрой породы. Изучено 2814 образцов сырого молока, полученных при проведении контрольных доек. Для определения количества СК и дифференциации их по морфологическим видам (лейкоциты и полиморфно-ядерные нейтрофилы) использовали автоматический анализатор Fossomatic 7 DC. Для генотипирования 144 коров применяли биочип высокой плотности GGP Neogen 150K. После проведения контроля качества генотипов отобрали для дальнейшей работы по 110884 однонуклеотидных полиморфизма на каждое животное. Проанализирована динамика изменения суточного удоя и оценки количества СК в молоке коров в течение лактации. Показано, что полиномиальный тренд для СК имел обратную зависимость с аналогичным трендом для суточного удоя молока. При GWAS-анализе для количества соматических клеток, их нормированной (логарифмической) оценке и дифференциации наблюдались общие полиморфизмы на хромосомах 1, 5, 8, 9, 14, 20, 21, 23, 26 и 29, при этом число аннотированных генов составило 56. Сопоставление собственных результатов и подтвержденных другими авторами позволило установить, что 12 генов (P=0,000003-0,003130) имели непосредственную сопряженность с СК в молоке, скоростью молокоотдачи и устойчивостью к маститу. Кроме того, эти гены были сопряжены с показателями молочной продуктивности, репродуктивными качествами, экстерьером, продуктивным долголетием и восприимчивостью к заболеваниям, что указывает на генетическую взаимосвязь данных признаков с показателями здоровья вымени коров. Наибольшее число локусов количественных признаков, ассоциированных с соматикой, обнаружено на хромосоме 20 крупного рогатого скота, в которых находились 6 наиболее значимых генов: NPR3, ANKRD55, PTGER4, ADAMTS12, CTNND2, PDZD2. Полученные результаты после апробации на большем поголовье молочных коров могут быть использованы в программе разведения скота.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Marzanova, S.N. | Khodarovich, Yu.M. | Devrishov, D.A. | Molodtsova, V.V. | Alekseev, Ya.I. | Konovalova, N.V. | Marzanov, N.S.

The milk proteins of ruminants are encoded by highly polymorphic genes. In recent years, interest in the genetic polymorphism of the main proteins of milk has increased, and the international program "Genome of Milk" has appeared. The aim of the study is to develop a test system for the detection of normal and mutant alleles in the CSN2 beta-casein locus and to carry out gene diagnostics of 4 alleles of this locus in 2 breeds of cattle using the technology of allele-specific TaqMan probes. For bioinformatic analysis, some of the materials were taken from the OMIA (Australia) and NCBI (USA) databases. Based on the developed methodology, the certification of the Kholmogory and Yaroslavl breeds belonging to the Black-and-White genealogical root was carried out. The source for the study was samples of whole blood of cows (n = 101). It has been shown that genotypes with "bad" CSN2A1 and CSN2B alleles are most common. The presence of such a state of genotypes in the studied breeds is associated with the lack of demand for A2-beta-casein milk. Cows lacked the CSN2A3 allele, which is rare in dairy breeds. The developed RT-PCR method for diagnosing normal and mutant alleles in the beta-casein locus makes it possible to form groups of pedigree stud bulls, replacement bulls, and bull-reproducing cows at the early stages of breeding work. The proposed DNA technology will provide an opportunity to lay the foundation for creating a high-quality cattle population in regions where representatives of different genealogical roots are bred. | Белки молока жвачных животных кодируются высоко полиморфными генами. В последние годы возрос интерес к генетическому полиморфизму основных белков молока, появилась международная программа "Геном молока". Цель исследования - разработка тест-системы для выявления нормальных и мутантных аллелей в локусе бета-казеина CSN2 и проведение генодиагностики 4-х аллелей этого локуса у 2-х пород крупного рогатого скота с использованием технологии аллельспецифичных TaqMan зондов. Для проведения биоинформативного анализа часть материалов были взяты из баз данных OMIA (Австралия) и NCBI (США). На основе разработанной методики проведена аттестация холмогорской и ярославской пород, принадлежащих чёрно-пёстрому генеалогическому корню. Источником для исследования служили образцы цельной крови коров (n = 101). Показано, чаще всего встречаются генотипы с "плохими" CSN2А1 и CSN2В аллелями. Наличие такого состояния генотипов у исследованных пород связано с невостребованностью А2-бета-казеинового молока. У коров отсутствовал редко встречаемый у молочных пород CSN2А3 аллель. Разработанный ПЦР-РВ-метод для диагностики нормальных и мутантных аллелей в локусе бета-казеина позволяет на ранних этапах селекционной работы формировать группы племенных быков-производителей, ремонтных бычков, быковоспроизводящих коров. Предложенная ДНК-технология даст возможность заложить основу для создания качественного поголовья крупного рогатого скота в регионах, где разводятся представители разных генеалогических корней.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Lemyakin, A.D. | Tyazhchenko, A.N. | Sabetova, K.D. | Chaitskij, A.A. | Shchegolev, P.O. | Korolev, A.A.

Проведение генетических исследований отечественных локальных пород крупного рогатого скота является актуальным ввиду того, что они являются носителями ценных хозяйственно полезных признаков и обладают высокой способностью адаптироваться к местным условиям. Цель исследования – изучить ассоциацию полиморфных вариантов гена лептина с воспроизводительной способностью крупного рогатого скота костромской, черно-пестрой и ярославской пород, разводимых в Костромской области. Генотипирование проводили методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) с применением HRM-анализа. Установлено, что в костромской и ярославской породах наибольшей частотой по локусу LEP-A80V обладал генотип AV (0,546 и 0,452 соответственно), а в черно-пестрой – генотип АА (0,550). В разрезе полиморфизма Y7F гена лептина среди животных всех исследуемых пород коров преобладал генотип YY. По локусу LEP-R25C наибольшая частота встречаемости регистрировалась у особей с генотипом RC (0,486), в то время как у крупного рогатого скота ярославской и черно-пестрой породы – генотип RR (0,690 и 0,483 соответственно). Однако не было найдено статистически значимых различий по показателям воспроизводительной способности между коровами различных генотипов по гену лептина. Есть основания полагать, что у крупного рогатого скота костромской породы желательным генотипом является AV, ярославской – AA (LEP-A80V), у черно-пестрой – RR (LEP-R25C). Наблюдаемые тенденции к наличию более высоких воспроизводительных качеств у носительниц аллелей LEP-A80VA и LEP-R25CR в изучаемых породах крупного рогатого скота подтверждаются исследованиями других авторов. Поэтому изучение влияния полиморфизма гена лептина на воспроизводительные способности коров отечественных молочных пород необходимо продолжить с привлечением существенно большего поголовья животных. | Conducting genetic studies of domestic local breeds of cattle is relevant due to the fact that they are carriers of valuable economic traits and have a high adaptive ability to local conditions. The aim of the research is to study the association of polymorphic variants of the leptin gene with the reproductive ability of cattle of the Kostroma, Black-and-White and Yaroslavl breeds bred in the Kostroma region. Genotyping was performed by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) using HRM analysis. It was found that in the Kostroma and Yaroslavl breeds, the AV genotype (0.546 and 0.452, respectively) had the highest frequency for the LEP-A80V locus, and the AA genotype (0.550) in the Black-and-White breed. In terms of polymorphism Y7F of the leptin gene, the YY genotype prevailed among animals of all the studied breeds of cows. For the LEP-R25C locus, the highest frequency of occurrence was recorded in individuals with the RC genotype (0.486), while in cattle of the Yaroslavl and Black-and-White breeds, the RR genotype (0.690 and 0.483, respectively). However, no statistically significant differences were found in terms of reproductive ability between cows of different genotypes for the leptin gene. There is reason to believe that in cattle of the Kostroma breed the desired genotype is AV, in Yaroslavl cattle it is AA (LEP-A80V), and in Black-and-White cattle it is RR (LEP-R25C). The observed tendencies towards the presence of higher reproductive qualities in the carriers of the LEP-A80VA and LEP-R25CR alleles in the studied cattle breeds are confirmed by the studies of other authors. Therefore, the study of the effect of leptin gene polymorphism on the reproductive abilities of cows of domestic dairy breeds must be continued with the involvement of a significantly larger number of animals.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation