AGRIS - 

2019

Deniskova, T.E. | Dotsev, A.V. | Petrov, S.N. | Fornara, M.S., The L.K. Ehrnst All-Russia Research and Development Inst. of Animal Husbandry, Moscow Region

The article presents the results of assessment of genetic diversity and Principal Component Analysis (PCA) in the resource sheep population, originated from crossing of fast-growing (Katahdin) and slow growing (Romanov) breeds for QTL mapping and search for candidate genes associated with growth rate. The study was conducted on 88 sheep from the resource population, including two unrelated families that have been reared in the Moscow region since 2017. Each family consists of a Katahdin ram (founder), Romanov's ewes (mothers), F1 hybrids, and two groups of backcrosses. All sheep were genotyped using a high-density DNA chip Illumina Ovine Infinium HD SNP BeadChip (600 thousand SNP markers). SNP markers were filtered in the PLINK v.1.90. PCA was performed in PLINK v.1.90 and visualized in R package ggplot2. The genetic diversity indices (Ho, uHe, Ar, FIS) were calculated in R package "diversity". It was established that both crosses had higher level of genetic diversity in comparison with the mother breed. F1 hybrids were characterized by the highest level of observed heterozygosity (Ho= 0.409-0.407), while Ho ranged from 0.382 to 0.396 for the backcrosses, respectively. The expected heterozygosity ranged from 0.329 to 0.356 in the groups from the resource population. Allelic richness was high in all studied groups (more than 1.849). PCA showed that the mated parent breeds were highly differentiated, as it should be in successful establishment of the resource population. The phenotypic characteristic of the backcrosses on live weight and nine body measurements at 9, 42 and 90 days is given. The coefficients of variation were the highest by live weight (17.0-19.0%), body length (15.5-22.3%) and oblique body length (16.2% and 22.7%) at 90 days. The results are intermediate and create a genotypic and phenotypic base to perform GWAS at the next stage of our study. | Представлены результаты оценки генетического разнообразия и анализа главных компонент (PCA) в ресурсной популяции овец, специально созданной на основе скрещивания быстрорастущей (катадин) и медленнорастущей (романовская) пород для картирования QTL, ассоциированных со скоростью роста. Исследование было проведено на 88 головах ресурсной популяции овец, включающих 2 неродственных семейства, разводимых на территории Московской области с 2017 г. Каждое семейство состоит из барана-родоначальника породы катадин, романовских маток (матери), межпородных кроссов F1 и 2-х групп возвратных кроссов. Все животные были генотипированы с помощью ДНК-чипа высокой плотности Illumina Ovine Infinium HD SNP BeadChip (600 тысяч SNP-маркеров). В программе PLINK v.1.90 была проведена фильтрация SNP-маркеров и выполнен анализ PCA с визуализацией в R пакете ggplot2. Параметры генетического разнообразия (Ho, uHe, Ar, FIS) рассчитаны в пакете R "diveRsity". Показано, что оба кросса превосходят исходную материнскую породу по уровню генетического разнообразия. Кроссы F1 характеризуются наивысшим уровнем наблюдаемой гетерозиготности (Ho= 0,409-0,407), в то время как Ho составила от 0,382 до 0,396 у возвратных кроссов соответственно. Ожидаемая гетерозиготность варьировала от 0,329 до 0,356 в группах овец, составляющих ресурсную популяцию. Показатель аллельного разнообразия был довольно высоким во всех группах (более 1,849). PCA показал, что подобранные родительские породы являются контрастными, как и должно быть при успешной закладке ресурсной популяции. Дана фенотипическая характеристика возвратных кроссов по живой массе и 9 промерам туловища в 9, 42 и 90 дней. Коэффициенты вариации были наиболее высокими по живой массе (17,0-19,0%), длине туловища (15,5-22,3%) и косой длине туловища (16,2 и 22,7%) в 90 дней. Полученные результаты являются промежуточными и создают генотипическую и фенотипическую базу для проведения GWAS на следующем этапе исследования.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Klimenko, N.S. | Antonova, O.Yu. | Zheltova, V.V. | Fomina, N.A. | Kostina, L.I., The N.I. Vavilov All-Russia Inst. of Plant Genetic Resources, St. Petersburg

Potato Solanum tuberosum L. is infected by about 40 species of viruses, of which one of the most harmful is the potato virus Y (PVY). A number of genes conferring different types of PVY resistance have been identified in potato, of which Ry genes, conferring extreme resistance (the absence of accumulation of viruses in infected plants regardless of the virus strain), are most often involved in breeding programs in different countries. The search for effective markers of target genes remains relevant due to MAS prospects. This paper is the first report on the use of STM0003 marker associated with Rysto gene for screening Russian potato varieties; another marker, Ry364, was previously used once on a small sample of Russian varieties. The objective of this work was to screen 178 Russian varieties with three markers, STM0003, Ry364, and RYSC3 linked to Rysto, Rychc, and Ryadg genes which were introgressed into the breeding gene pool from wild species S. stoloniferum, S. chacoense, and from the Andean native varieties of S. tuberosum ssp. andigenum, respectively. As a result of the molecular screening, 39 (21.8%) of 178 varieties were selected for which diagnostic fragments of at least one of the three markers were revealed, including 7.3% varieties with STM0003 marker (Rysto), 11.7% varieties with Ry364 (Rychc), and 4.5% varieties with RYSC3 (Ryadg) marker. The results obtained indicate a low level of genetic defense against PVY of the analyzed cultivar subset among which 78.2% varieties have no markers linked to the Ry genes. We compared molecular screening results with published PVY resistance/susceptibility data. The marker STM0003 linked to the Rysto gene had the highest diagnostic value, as almost all varieties with this marker are highly resistant (immune) to PVY, while the Ry364298 and RYSC3 markers are not so efficient. | Картофель (Solanum tuberosum L.) поражают около 40 видов вирусов, из них одним из самых вредоносных является Y-вирус картофеля (Potato virus Y, PVY). У картофеля идентифицирован ряд генов, вовлеченных в контроль разных типов устойчивости к PVY, из них Ry гены, обусловливающие отсутствие накопления вирусных частиц в инфицированном растении независимо от штамма вируса, наиболее часто вовлекаются в селекционные программы в разных странах. В задачу исследования входил скрининг 178 сортов отечественной селекции по трем маркерам - STM0003, Ry364, RYSC3, сцепленным с генами Rysto, Rychc и Ryadg, которые были перенесены в селекционный генофонд от диких видов S. stoloniferum и S. chacoense, а также от андийских аборигенных сортов S. tuberosum ssp. andigenum. Для скрининга обширной выборки сортов отечественной селекции маркеры STM0003 и Ry364 привлечены впервые. В результате проведенного молекулярного скрининга в выборке из 178 сортов отобрано 39 (21,8%), у которых выявлены диагностические фрагменты как минимум одного из трех маркеров: у 7,3% сортов имеется маркер STM0003 гена Rysto, у 11,7% - маркер Ry364 гена Rychc и у 4,5% - маркер RYSC3 гена Ryadg. Полученные результаты указывают на невысокую генетическую защищенность изученной выборки от PVY: 78,2% из 178 сортов не имели ни одного из маркеров, сцепленных с Ry генами устойчивости к этому вирусу. Результаты молекулярного скрининга были сопоставлены с данными об устойчивости/восприимчивости сортов к PVY, взятыми из научных публикаций. Наибольшей диагностической ценностью обладает маркер STM0003, сцепленный с геном Rysto; фактически все сорта с этим маркером были высокоустойчивы (иммунны) к PVY, тогда как маркеры Ry364 и RYSC3 оказались не столь эффективны.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Il'nitskaya, Е.Т., North-Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture and Viticulture, Krasnodar

The study of the indigenous gene pool of Vitis vinifera L. of different zones of viticulture with the involvement of molecular genetic methods is an urgent due to the wide diversity of grape varieties. 'Kachich' is the oldest Abkhazian grape variety, known for the quality of wines obtained from its harvest. The aim of the research is DNA fingerprinting of the 'Kachich' grape variety based on the analysis of polymorphism of microsatellite loci. The object of the study was the plants corresponding to the variety description, growing in the collection of the agricultural company "Wines and waters of Abkhazia" (Sukhum, Abkhazia). DNA was isolated from the young leaves of the top of the shoot of typical plants of the variety by the CTAB-method. Genotyping was carried out by polymerase chain reaction (PCR) with separation of reaction products by capillary electrophoresis. Highly polymorphic SSR-markers recommended for grapes varieties identification were used for study (VVS2, VVMD5, VVMD7, VVMD25, VVMD27, VVMD28, VVMD32, VrZAG62, VrZAG79). The size of amplified fragments was estimated using the automatic genetic analyzer ABI Prism 3130 and special software GeneMapper and PeakScanner. To clarify the size of amplified fragments, the DNA of reference varieties was used. According to the results of microsatellite analysis, the DNA-certificate of the genotype of the 'Kachich' grape variety was compiled: VVS2153 155 VVMD5234 240 VVMD7239 249 VVMD25239 267 VVMD27186 193 VVMD28234 248 VVMD32262 272 VrZAG62194 196 VrZAG79236 236. The resulting DNA-profile was checked for matches in the Vitis International Variety Catalogue VIVC. No matches of the obtained DNA-profile with any other DNA-profile presented in the Database were found. DNA-certificate of genotype 'Kachich' can be successfully used for varieties identification of grape plants if necessary to clarify their varietals affiliation. | Изучение аборигенного генофонда Vitis vinifera L. различных зон виноградарства с привлечением молекулярно-генетических методов – актуальная задача по причине большого разнообразия сортов винограда. Качич – древнейший абхазский сорт винограда, известный благодаря высокому качеству вин, получаемых из его урожая. Цель исследований – ДНК-паспортизация сорта винограда Качич на основе анализа полиморфизма микросателлитных локусов. Объект исследования - растения, соответствующие сортовому описанию, произрастающие в коллекции агрофирмы "Вина и воды Абхазии" (Сухум, Абхазия). ДНК выделяли из молодых листьев верхушки побега типичных растений сорта методом ЦTAБ. Генотипирование проведено на основе полимеразной цепной реакции (ПЦР) с разделением продуктов реакции методом капиллярного электрофореза. Использовали высокополиморфные SSR-маркеры, рекомендованные для сортовой идентификации винограда (VVS2, VVMD5, VVMD7, VVMD25, VVMD27, VVMD28, VVMD32, VrZAG62, VrZAG79). Оценка размера амплифицированных фрагментов проведена с использованием автоматического генетического анализатора ABI Prism 3130 и специального программного обеспечения GeneMapper и PeakScanner. Для уточнения размеров амплифицированных фрагментов в работе использовали ДНК референсных сортов. По результатам микросателлитного анализа составлен ДНК-паспорт генотипа сорта винограда Качич" – VVS2153 155 VVMD5234 240 VVMD7239 249 VVMD25239 267 VVMD27186 193 VVMD28234 248 VVMD32262 272 VrZAG62194 196 VrZAG79236 236. Полученный ДНК-профиль был проверен на предмет совпадений в международной базе Vitis International Variety Catalogue VIVC. Совпадений полученного ДНК-профиля с каким-либо иным ДНК-профилем из представленных в Базе данных не выявлено. ДНК-паспорт генотипа "Качич" может успешно быть использован для сортовой идентификации растений винограда при необходимости уточнения их сортовой принадлежности.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Vasil'chenko, E.N. | Kolesnikova, E.O. | Zhuzhzhalova, T.P., The A.L. Mazlumov All-Russia Research and Development Inst. of Sugar Beet and Sugar, Voronezh Region

A breeding work success is to a great extent determined by use of carefully selected material. To determine ploidy of crossing components and the obtained hybrids is one of the main elements of cytological studies conducted at all stages of new plant forms' development. However, conventional method of ploidy determination by counting of chromosomes in disposable or permanent preparations under light microscope is rather long and labour-consuming. Cytophotometric method based on measurement of nDNA quantity in cells is the most reliable one to determine ploidy of genotypes. One of the main aspects in sugar beet breeding is developing of heterosis hybrids. Here, heterosis effect in F1 is observed for triploid hybrids which obtaining depends on careful selection of crossing components. To provide high combining ability when conducting hybridization, work on a tetraploid component takes on special significance. In the course of the studies, it has been shown that use of flow cytophotometry allows discarding of plants with changed chromosome number and to select genotypes with a required ploidy. It was noticed that aneuploid forms with unbalanced chromosome number as well as diploid forms (reverse diploids) which quantity was 0.6–10.4% of the analyzed plants' number are found among tetraploid forms. The quantity of nuclear DNA in these forms varied and was 2С and 4С that corresponded to ploidy level of 2n = 18, 36. Obligatory discarding of these forms provided including plants with constant ploidy in breeding process that, as a result, allowed obtaining of triploid hybrids. Use of the cytophotometric analysis promoted selection of diploid (2n = 18) and tetraploid (4n = 36) forms and evaluation of sugar beet breeding material when developing heterosis hybrids with high degree of seed setting. This method is notable for high accuracy of nDNA quantity determination and productivity allowing solving a wide range of issues in plant genetics and breeding. | Одним из основных элементов цитологических исследований, проводимых на всех этапах создания новых форм растений, является определение плоидности компонентов скрещивания и получаемых гибридов. Однако традиционный прием определения плоидности путем подсчета хромосом во временных или постоянных препаратах под световым микроскопом длителен и трудоемок. Наиболее надежным способом определения плоидности генотипов является цитофотометрический метод, основанный на измерении количества яДНК в клетках. Одним из основных аспектов в селекции сахарной свеклы является создание гетерозисных гибридов. При этом у триплоидных гибридов, получение которых зависит от тщательного подбора компонентов скрещивания, наблюдается эффект гетерозиса в F1. Для обеспечения высокой комбинационной способности при гибридизации особое значение приобретает работа над тетраплоидным компонентом. В процессе исследований показано, что использование проточной цитофотометрии позволило провести браковку растений с измененным набором хромосом и отобрать генотипы с требуемой плоидностью. Среди тетраплоидных форм встречались анеуплоидные формы с несбалансированным числом хромосом, а также диплоидные формы (реверсивные диплоиды), количество которых составляло 0,6–10,4% от числа определяемых растений. Количество ядерной ДНК у этих форм варьировало и составляло 2С, 4С, что соответствовало уровню плоидности 2n = 18, 36. Обязательное проведение браковки данных форм обеспечило включение в селекционный процесс растений с постоянной плоидностью, что в итоге позволило получать триплоидные гибриды. Использование цитофотометрического анализа способствовало проведению отбора диплоидных (2n = 18), тетраплоидных (4n = 36) форм и ускоряло оценку селекционного материала сахарной свеклы при создании гетерозисных гибридов с высокой степенью завязываемости семян. Этот прием отличается высокой точностью определения количества яДНК и производительностью, позволяя решать широкий круг задач генетики и селекции растений.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Domblides, A.S., Federal Research Center of Vegetable Crop Selection, Moscow Region

Sterility is a very important trait that is indispensable for hybrid production. Genetic factor underlying in plant sterility can be identified in large plant populations by DNA markers with high effectiveness and reliability. The evaluation of such markers enables to define their current applicability in breeding program. The markers from different publications that had been successfully used were taken to test their effectiveness on 19 accessions of bulb onion (Allium cepa L.). Mitochondrial genes 5'cob, orf725 and orfA501 and alleles of fertility restoring locus Ms were also identified. 4 breeding accessions had S-cytoplasm, 9 accessions were with T-cytoplasm and 6 shared normal cytoplasm not showing any sterility gene in the analysis. As a result of marker testing, the all compositions of the genes in cytoplasm and Ms alleles in nucleus affecting the sterility had been revealed, such as one sterility maintainer, one male sterile accession, and two fertility restorers. However, it should be noted that not all markers tested were in accordance with each other, where the markers originated from chloroplast DNA of did not confirmed the results obtained with those cytoplasm-origins. As it was shown the practical use of the set of markers makes it possible to reveal necessary accessions with required gene composition for hybrid production in bulb onion. | Стерильность является важнейшим качественным признаком, который крайне необходим при получении коммерческих гибридов. Генетические факторы, отвечающие за проявление стерильности, могут быть определены с использованием ДНК маркеров, где при оценке больших популяций необходима их надежность и эффективность. Оценка существующих систем маркирования позволит определить их возможности при оценке селекционного материала. Из литературных источников были взяты наиболее используемые маркеры для определения стерильности и проанализирована их эффективность на 19 селекционных образцах лука репчатого (Allium cepa L.). Гены цитоплазмы 5'cob, orf725 and orfA501, влияющие на проявление признака стерильности были идентифицированы у ряда образцов. Аллели локуса восстановителя фертильности Ms были также обнаружены. 4 селекционных образца имели S тип цитоплазмы, 9 образцов показали Т тип и 6 образцов были с нормальной цитоплазмой по причине отсутствия генов стерильности. В результате использования набора этих маркеров были выявлены все варианты сочетания аллелей цитоплазмы и ядра: один закрепитель стерильности, стерильная форма, и два восстановителя фертильности. Однако необходимо отметить, что не все маркеры были удобными для поиска генов стерильности. Так, маркеры, разработанные на основе полиморфизма хлоропластной ДНК стерильных растений, не дали сходных результатов с анализом митохондриальных генов стерильности. В итоге, показана практическая возможность оценки селекционного материала на наличие генов, отвечающих за проявление признака стерильности с целью поиска линий необходимых для получения гибридов у лука репчатого.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Moskvina, N.A. | Golubtsova, Yu.V. | Ivanova, S.A. | Osintsev, A.M., Kemerovo State Univ.

The objects of the study were pumpkin fruits of the hard-rinded 'Adagio' variety, pumpkin puree based on it, model samples of cottage cheese mousse containing and non-containing this puree. Pumpkin DNA preparations were isolated from the objects indicated above. To develop the method, it was analyzed the nucleotide sequences of the matK pumpkin gene from the chloroplast genome available in the NCBI Genbank. Species-specific primers for PCR were selected and synthesized. For comparison, we used the existing primers developed on the basis of the nuclear marker gene CUTC023408. The method of phylogenetic analysis showed a high degree of relationship between the three pumpkin species consumed as food (Cucurbita pepo L., C. maxima Duch. and C. mochata L.). The optimal parameters for the amplification of species-specific pumpkin DNA were determined: the concentration of primers was 10 pmol, and the temperature regime was 10 s at t 95 deg C, 10 s at t 60 (62) deg C, 20 s at 72 deg C, 40 cycles in total. The annealing temperature for the primers based on the matK gene is 60 deg C, based on the CUTC023408 gene - 62 deg C. | Объектами исследования служили плоды тыквы твердокорой сорта Адажио, приготовленное из них пюре, модельные образцы творожного мусса с внесением и без внесения этого пюре. Препараты ДНК тыквы выделяли из указанных выше объектов. Для разработки метода проведен анализ имеющихся в Генбанке NCBI нуклеотидных последовательностей гена тыквы matK из хлоропластного генома. Подобраны и синтезированы видоспецифичные праймеры для проведения ПЦР. Для сравнения использованы существующие праймеры, разработанные на основе ядерного маркера CUTC023408. Методом филогенетического анализа показана высокая степень родства между 3 видами тыквы, употребляемыми в пищу (Cucurbita pepo L. – тыква обыкновенная твердокорая, C. maxima Duch. - тыква крупноплодная и C. mochata L. – тыква мускатная столовая). Определены оптимальные параметры амплификации видоспецифичной ДНК тыквы: концентрация праймеров 10 пкмоль, температурный режим 10 с 95 град. С, 10 с 60 (62) град. С, 20 с 72 град. С, 40 циклов. Температура отжига для праймеров на основе гена matK – 60 град. С, на основе гена CUTC023408 – 62 град. С.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Stepanov, I.V. | Suprun, I.I., North-Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture and Viticulture, Krasnodar (Russian Federation) | Anatov, D.M., Dagestan Scientific Center, Makhachkala. Mountain Botanical Garden (Russian Federation). Mountain Botanical Garden | Lobodina, E.V., North-Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture and Viticulture, Krasnodar (Russian Federation) | Osmanov, R.M., Dagestan Scientific Center, Makhachkala. Mountain Botanical Garden (Russian Federation). Mountain Botanical Garden

Genetic studies of the Dagestan germplasm will allow to evaluate its contribution in world apricot gene pool, as well as to determine its place among varieties with different eco-geographical origin. Six SSR-markers previously elaborated on Siberian apricots were used in the genotyping of 12 apricot varieties. Much of the selected varieties were represented by local Dagestan forms. Microsatellite markers used in this study allowed to separate all varieties selected for work as genotypes with specific SSR profiles. The polymorphism level, expressed in the number of alleles per locus, had high values, based on the analysis of studies previously conducted in the world The SSR markers involved can be used in further studies aimed at analyzing the genetic diversity of the studied culture. In this study, clustering apricot varieties was used to determine related groups of varieties, based on the data SSR-genotyping. For cluster analysis was used neighbor joining (NJ) method. The clustering of the samples carried out in the work, allowed us to reveal the intermediate position of Dagestan varieties relative to varieties of different eco-geographical origin. To confirm the obtained results, the PCoA main coordinates method which reflecting the relationship of genotyped samples on the coordinate plane was additionally used. The patterns of samples distribution on the plot of coordinates revealed by PCoA generally corresponded to the clustering data using the neighbor joining (NJ). The study made it possible to evaluate the effectiveness of the SSR-markers used in the work for the genotyping of apricot varieties and to obtain information on the genetic relatedness of the local Dagestan varieties relative to other eco-geographical groups of varieties. | Генетические исследования дагестанской геноплазмы позволят оценить её вклад в мировой генофонд абрикоса, а также определить её место среди сортов различного эколого-географического происхождения. Шесть SSR-маркеров, разработанных на абрикосе сибирском, были задействованы в генотипировании 12 сортов абрикоса обыкновенного. Значительная часть отобранных сортов была представлена местными дагестанскими формами. Использованные микросателлитные маркеры позволили разделить все отобранные для работы сорта как генотипы со специфичными SSR-профилями. Уровень полиморфизма, выраженный в количестве аллелей на локус, имел высокие значения, исходя из анализа ранее проведенных в мире исследований. Можно заключить, что задействованные SSR-маркеры могут быть использованы в дальнейших работах, направленных на анализ генетического разнообразия исследуемой культуры. На основе данных, полученных при SSR-генотипирования, была проведена кластеризации сортов абрикоса обыкновенного с целью определения родственных групп сортов. В качестве способа, позволяющего осуществить кластерный анализ, был использован метод присоединения соседей (NJ). Кластеризация образцов, проведенная в работе, позволила выявить промежуточное положение дагестанских сортов относительно сортов различного эколого-географического происхождения. Для подтверждения полученных результатов дополнительно был использован метод главных координат PCoA, позволяющий на координатной плоскости отразить степень генетического родства образцов. Выявленные с помощью PCoA закономерности распределения образцов на графике координат в целом соответствовали данным кластеризации методом присоединения соседей (NJ). Проведенное исследование позволило оценить эффективность задействованных в работе SSR-маркеров для генотипирования сортов абрикоса обыкновенного и получить сведения о генетическом родстве местных дагестанских сортов с сортами из других эколого-географических групп.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Besedinа, E.N., All-Russia Research and Development Inst. of Plant Protection, St. Petersburg

One of the priorities of the genetics of arthropod populations is to assess the genetic similarity of individuals, genetic diversity, and DNA-polymorphism. Universal RAPD-primers (OPA07, OPA09 and OPA18) for lace bugs (Tingidae family) have been revealed. In order to study DNA-polymorphism and the genetic diversity of lace bugs using selected primers, a comparative PCR-analysis of four species of bugs of this family (Corythucha arcuata Say, Corythucha ciliata Say, Stephanitis pyri F., Monosteira unicostata Mulsant et Rey) was carried out. It was shown that the species Monosteara unicostata differed from the others in the lowest level of DNA polymorphism and genetic diversity. The high values of DNA polymorphism and genetic diversity of the other three species indicate a high migratory ability of these insect species and a significant intraspecific gene drift. In the research process, clustering of lace bugs species based on the data obtained using RAPD-markers was carried out in order to determine their genetic relationship. Cluster analysis of the data was performed by the UPGMA-method using the Popgene program. We found out that the genetically closest species were the species of the genus Corythucha, and the most distant from others was the species Monosteira unicostata. It was shown that RAPD-PCR-method can be successfully used in the analysis of interspecific differences of insects, along with other molecular-genetic methods. The performed studies allowed us to assess the effectiveness of the RAPD-primers identified in the work for differentiating the species of lace bugs and to obtain information on the genetic relationship of the Tingidae family species. The primers identified in the work are also effective for assessing DNA-polymorphism and genetic diversity of insects of the Tingidae family. This method of molecular-genetic diagnosis allows carrying out a more effective monitoring of pests of this insect family. | Одними из приоритетных задач генетики популяций членистоногих являются оценка генетического сходства индивидуумов, генетического разнообразия и ДНК-полиморфизма. Выявлены универсальные для клопов-кружевниц (семейство Tingidae) RAPD-праймеры (ОРА07, ОРА09 и ОРА18). Для изучения ДНК-полиморфизма и генетического разнообразия кружевных клопов с использованием отобранных праймеров проведен сравнительный ПЦР-анализ 4-х видов данного семейства (Corythucha arcuata Say, Corythucha ciliata Say, Stephanitis pyri F., Monosteira unicostata Mulsant et Rey). Показано, что вид Monosteira unicostata отличался от остальных наименьшим уровнем ДНК-полиморфизма и генетического разнообразия. Высокие значения ДНК-полиморфизма и генетического разнообразия 3-х других видов свидетельствуют о большой миграционной способности этих видов насекомых и значительном внутривидовом дрейфе генов. В ходе работы на основе данных, полученных при использовании RAPD-маркеров, была проведена кластеризация видов кружевных клопов с целью определения их генетического родства. Кластерный анализ данных проводили методом UPGMA с использованием программы Popgene. Установлено, что наиболее близкими в генетическом отношении оказались виды р. Corythucha, а наиболее отдаленным от других – вид Monosteira unicostata. Метод RAPD-PCR можно с успехом использовать при анализе межвидовых различий насекомых, наряду с другими молекулярно-генетическими методами. Проведенные исследования позволили оценить эффективность выявленных в работе RAPD-праймеров для целей дифференциации видов клопов-кружевниц и получить сведения о генетическом родстве представителей семейства Tingidae. Выявленные в работе праймеры эффективны также для оценки ДНК-полиморфизма и генетического разнообразия насекомых семейства Tingidae. Данный метод молекулярно-генетической диагностики позволяет проводить мониторинг вредителей этого семейства насекомых более эффективно.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Nalbandyan, A.A. | Bezler, N.V., The A.L. Mazlumov All-Russia Research and Development Inst. of Sugar Beet and Sugar, Voronezh Region

The aim of the work was to test and select genus-specific primer pairs for the reliable identification of nitrogen-fixing microorganisms - gram-negative bacteria of Azospirillum genus. In the work, the technique for extracting total DNA of bacterial isolates from their biomass (pure culture) has been modified. Experimental studies have been conducted on the selection of a genus-specific molecular marker for reliable identification. The conditions of the polymerase chain reaction (PCR) have been optimized. Amplification of total bacterial DNA with the primer Az16S-A F/Az16S-A R has revealed the presence of an amplicon measuring 640 bp in all studied numbers, which confirms that all three studied samples belong to Azospirillum genus. As a result of the experiments, the genus-specific primer Az16S-A F/Az16S-A R has been tested and selected, allowing isolating strains of Azospirillum genus in pure culture (3 strains). The obtained experimental data on the molecular marker allow the samples of the strains, whose affiliation to this genus is confirmed by PCR analysis, to serve as both positive and negative controls for further work with bacteria. | Целью работы являлось апробирование и подбор родоспецифических пар праймеров для достоверной идентификации азотфиксирующих микроорганизмов – грамотрицательных бактерий рода Azospirillum. В ходе работы была модифицирована методика экстракции суммарной ДНК изолятов бактерий из их биомассы – чистой культуры. Проводились экспериментальные исследования по подбору родоспецифического молекулярного маркера для надежной идентификации. Были оптимизированы и условия проведения полимеразно-цепной реакции (ПЦР). Амплификация суммарной ДНК бактерий с праймером Az16S-A F/Az16S-A R выявила у всех изучаемых номеров наличие ампликона размером в 640 п. н., что подтверждает принадлежность всех трех исследуемых образцов к роду Azospirillum. В результате проведенных экспериментов апробирован и отобран родоспецифический праймер Az16S-A F/Az16S-A R, позволивший выделить штаммы рода Azospirillum в чистой культуре (3 штамма). Полученные экспериментальные данные по молекулярному маркеру позволяют образцам штаммов, принадлежность которых к данному роду подтверждена ПЦР анализом, служить как положительным, так и отрицательным контролем при дальнейшей работе с бактериями

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Konovalova, E.N. | Kostyunina, O.V. | Romanenkova, O.S., The L.K. Ehrnst All-Russia Research and Development Inst. of Animal Husbandry, Moscow Region

A molecular genetic test system based on the multiplex single-tube allele-specific PCR (STAS PCR) was developed to identify carriers of mutation responsible for the occurrence of multiple arthrogryposis in cattle. The spread of this mutation has been studied in the Russian beef cattle populations. DNA samples of calves, steers, heifers, cows and bulls from 5 populations (n=1205) of Aberdeen-Angus breed: PP1 (n=282), PP2 (n=101), PP3 (n=731), PP4; (n=60), PP5 (n=31) respectively, and one mixed population (hybrid of Kalmyk and Aberdeen-Angus breeds) – PP6: (n=37) were used in the study. The experiment was conducted in the farms of Leningrad (PP 1, 4), Kaluga (P5), Smolensk (P6), Bryansk (P3) and Voronezh (P2) regions. The primer design was developed using the Primer3Plus software. The method provided that from DNA-probes of mutation-free animals will be amplified the normal allele (357 b.p.) only, and from mutation carriers ones - the normal (357 b.p) and mutant (242 b.p) alleles simultaneously. The presence of 2 fragments on the electrophoregramm corresponding to the normal and mutant allele let us to identify carriers of mutation. Screening showed the presence of carriers of multiple arthrogryposis of PP2 cows with a frequency of 0.99% (101 heads) and in 2 PP bulls (PP 1 and 3, 282 heads) with frequencies of 1.06 and 0.94% respectively. The mutation was not detected among cows and young stock in PP 3-6. Carriage of multiple arthrogryposis is relatively rare in Russian populations of cattle, nevertheless the development of measures to prevent spread of this genetic anomaly remains relevant. | Разработана молекулярно-генетическая тест-система на основе метода мультиплексной однопробирочной аллель-специфичной ПЦР (STAS PCR) для выявления носителей мутации, ответственной за возникновение множественного артрогрипоза КРС (МА). Изучали распространение этой мутации в популяциях мясного скота России. Использовали пробы ДНК телят, бычков, телок, коров и быков 5 популяций (ПП) (n=1205) абердин-ангусской породы: ПП1 (n=282), ПП2 (n=101), ПП3 (n=731), ПП4; (n=60), ПП5 (n=31) и одной смешанной ПП (гибрид калмыцкой и абердин-ангусской пород) – ПП6: (n=37), принадлежащих хозяйствам Ленинградской (ПП1, 4), Калужской (ПП5), Смоленской (ПП6), Брянской (ПП3) и Воронежской (ПП2) обл. Дизайн праймеров был разработан с использованием программного обеспечения Primer3Plus и предусматривал у животных, свободных от мутации, амплификацию в ходе ПЦР только нормального аллеля длиной 357 п.н., а у носителей мутации - одновременную амплификацию нормального (357 п.н.) и мутантного (242 п.н.) аллелей. Носителей МА выявляли по наличию на электрофореграмме 2 фрагментов, соответствующих нормальному и мутантному аллелям. Скрининг показал наличие носителей МА в ПП2 коров с частотой 0,99% (101 гол.) и в 2 ПП быков (ПП 1 и 3, 282 гол.) с частотами 1,06 и 0,94% соответственно. Среди коров и молодняка ПП 3-6 мутации не выявляли. Несмотря на относительно низкую частоту встречаемости носительства МА в российских популяциях КРС, разработка мер по профилактике его распространения очень важна.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation