AGRIS - 

2022

Likhovskoj, V.V. | Zlenko, V.A. | Khvatkov, P.A. | Maletich, G.K. | Spotar', G.Yu. | Lushchaj, Е.А. | Klimenko, V.P.

Вследствие большой гетерогенности сортов винограда методики регенерации растений из проэмбриогенного каллуса путем соматического эмбриогенеза разработаны для незначительного количества генотипов. В результате исследований с применением культур колхицинированных проэмбриогенных клеточных суспензий и соматических глобулярных эмбриоидов гибридной формы Е-342 в вариантах жидких сред разработана универсальная методология развития глобулярных, сердцевидных и торпедовидных эмбриоидов у различных генотипов винограда. Методология позволяет эффективно улучшать протоколы эмбриогенеза и индукции полиплоидии. Универсальность разработанной методологии индукции полиплоидии и соматического эмбриогенеза у винограда обеспечивается снижением концентрации неорганического азота и витаминов в средах NN и PG в 4 раза и добавлением органического азота и других биологических активных веществ на этапах развития проэмбриогенного каллуса, колхицинирования и развития соматических эмбриоидов в жидких средах. Изучены и освоены методы косвенного анализа плоидности по свойствам эпидермиса листьев винограда. По комплексу 4 признаков предварительно выделено 9 перспективных сомаклонов. Только способ трансформации, предполагающий получение из листового экспланта эмбриогенного каллуса, пассаж его в жидкую культуру с получением жидкой эмбриокультуры и трансформацию этой культуры позволяет получить полноценные трансгенные растения винограда. Трансформации подвергнуто 300 листовых эксплантов сорта Ливия и 1 100 глобулярных эмбриоидов сорта Подарок Магарача. В результате экспериментов отселектированы 3 каллусных канамицинустойчивых линий сорта Ливия и 6 линий трансгенных растений сорта Подарок Магарача. По результатам генотипирования по 9 ядерным микросателлитным локусам идентифицированы 7 неизвестных форм с бессемянным фенотипом. При помощи маркеров бессемянности MAS-селекции VMC7f2 и p3_VvAGL11 в популяции гибридных сеянцев выявлены гибриды, имеющие аллели, сцепленные с признаком бессемянности. | Due to the high heterogeneity of grape varieties, techniques for regenerating plants from pro-embryogenic callus by somatic embryogenesis have been developed only for a small number of genotypes. As a result of studies using cultures of colchicinated proembryogenic cell suspensions and somatic globular embryoids of hybrid form E-342 in liquid media variants, a universal methodology for the development of globular, heart-shaped and torpedo-shaped embryoids in various genotypes of grapes has been developed. The methodology makes it possible to effectively improve the protocols of embryogenesis and polyploidy induction. The universality of the developed methodology for the induction of polyploidy and somatic embryogenesis in grapes is ensured by a 4-fold decrease in the concentration of inorganic nitrogen and vitamins in NN and PG media and the addition of organic nitrogen and other biologically active substances at the stages of development of pro-embryogenic callus, colchicination and development of somatic embryoids in liquid media. The methods of indirect ploidy determination by the properties of the grape leaf epidermis were studied and implemented. 9 promising somaclones were preliminary selected based on a set of 4 features. Only the method of transformation, involving the production of embryogenic callus from a leaf explant, its passage into a liquid culture with the production of liquid embryoculture and the transformation of this culture allows obtaining full-fledged transgenic grape plants. 300 leaf explants of the 'Livia' variety and 1100 globular embryoids of the 'Podarok Magaracha' variety were transformed. As a result of experiments, 3 callus kanamycin resistant lines of the Livia variety and 6 lines of transgenic plants of the Podarok Magaracha variety were selected. Following genotyping based on 9 nuclear microsatellite loci, 7 unknown forms with a seedless phenotype were identified. Using MAS-selection seedlessness markers VMC7f2 and p3_VvAGL11, hybrids bearing alleles linked to the seedlessness trait were identified in a population of hybrid seedlings.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Pototskaya, I.V. | Shepelev, S.S. | Esse, S.A. | Gladkikh, M.S. | Koshkin, M.N. | Zuev, E.V. | Shamanin, V.P.

В связи с повышением урожайности современных сортов пшеницы отмечается снижение качества зерна и потеря в генофонде пшеницы ценных аллелей генов, контролирующих его питательные и технологические свойства. Стародавние сорта пшеницы (ландрасы) – ценный генетический ресурс для ее селекции. Исследования проведены на опытном поле Омского ГАУ в условиях южной лесостепи Западной Сибири в период 2019–2021 гг. Материалом для исследований служили 94 местных и стародавних сортов пшеницы из коллекции ВИР (Всероссийский институт растениеводства) разных эколого-географических групп. В 2020 г. коллекция стародавних сортов генотипирована с использованием KASP-маркеров, ассоциированных с генами качества зерна, в лаборатории LGC Genomics (Великобритания). Стародавние сорта из Поволжья, Урала, Западной и Восточной Сибири, Казахстана по массе 1000 зерен практически не отличались от современных стандартных сортов (39,8–43,1 г). Сорта из Центрального и Северо-Западного регионов России, Восточной Сибири, Дальнего Востока и Средней Азии рекомендуются в качестве источников высокого содержания белка и клейковины в зерне (19,0–19,2% и 35,9–36,2%). Наибольшая частота встречаемости аллелей генов Glu-D1d и Glu-B1al (Bx7 OE), обусловливающих высокое хлебопекарное качество сортов, отмечена в экологических группах Дальнего Востока (80%), Кубани (50%), Казахстана (25,0%) и Средней Азии (38,5%). Идентифицированы KASP-маркеры Gb3-15318-KASP, S2D_405601286 и S2D_506778844, рекомендуемые для отбора селекционного материала с повышенными массой 1000 зерен, содержанием белка и клейковины в зерне. Выделены образцы стародавней пшеницы с пирамидой генов для повышения хлебопекарного качества и крупности зерна: Лютесценс 5 (к-22471, Ростовская обл.), Белозерская (к-2938, Мордовия), к-30713 (Свердловская обл.), Голоколосая Белоколоска (к-23317, Алтайский край), Тулунка (к-30933, Иркутская обл.), Белотурка (к-25565, Казахстан), Теремок (к-30317, Казахстан), к-35623 (Казахстан) и Красная (к-29619, Таджикистан). | In view of an increase in the yield of modern wheat varieties, there has been a decrease in grain quality and the loss in the wheat gene pool of valuable alleles of genes that control its nutritional and technological properties. Traditional wheat varieties (landraces) are a valuable genetic resource for wheat breeding. The studies were carried out on the experimental field of the Omsk State Agrarian University in the conditions of the southern forest-steppe of Western Siberia in the period 2019–2021. The research material was 94 local and traditional wheat varieties from the collection of VIR (All-Union Research Institute of Plant Breeding) of different ecological and geographical groups. In 2020, a collection of traditional varieties was genotyped with the usage of KASP-markers associated with grain quality genes in the LGC Genomics laboratory (UK). The traditional varieties from the Volga region, the Urals, Western and Eastern Siberia, Kazakhstan, in terms of the weight of 1000 grains, practically did not differ from modern standard varieties (39.8–43.1 g). The varieties from the Central and North-Western regions of Russia, Eastern Siberia, the Far East, and Central Asia are recommended as sources of high protein and gluten content in grain (19.0–19.2% and 35.9–36.2%, respectively). The highest frequency of alleles of the Glu-D1d and Glu-B1al (Bx7 OE) genes, which determine the high bread making quality of varieties, was noted in the ecological groups of the Far East (80%), Kuban (50%), Kazakhstan (25.0%) and Central Asia (38.5%). KASP-markers Gb3-15318-KASP, S2D_405601286, and S2D_506778844, recommended for selection of breeding material with increased weight of 1000 grains, protein, and gluten content in grain, were identified. The accessions of traditional wheat with a pyramid of genes to improve the bread making quality and grain size were identified: Lutescens 5 (k-22471, Rostov region), Belozerskaya (k-2938, Mordovia), k-30713 (Sverdlovsk region), Golokolosaya Belokoloska (k- 23317, Altai), Tulunka (k-30933, Irkutsk region), Beloturka (k-25565, Kazakhstan), Teremok (k-30317, Kazakhstan), k-35623 (Kazakhstan) and Krasnaya (k-29619, Tajikistan).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Guchetl', S.Z. | Antonova, T.S. | Araslanova, N.M. | Chelyustnikova, T.A. | Pitinova, Yu.V.

Sunflower is main oil crop in the Russian Federation. One of the main yield decreasing factors in this crop is broomrape. The most effective method to control the parasite is breeding of resistant sunflower forms. The purpose of the work is to genotype and to analyze the molecular-generic diversity basing on isoenzymatic and SSR-loci among breeding lines, which are donors of sunflower resistance to broomrape race G, bred and collected at the All-Russian Research Institute of Oil Crops. The research material was 14 lines of the different origin which are donors of the resistance to broomrape race: 2RGB, 2RGNV, 2RGA, 2RGN, 2RGS, RGL1, RGL2, RGP1, RGP2, RGB, RGN, RGM, RGA, and RG. DNA was isolated by the STAB-method from the cotyledons of seven-day etiolated sunflower seedlings. Genotyping was conducted using 15 microsatellite loci and 4 isoenzymatic systems. The indicators of a discriminating potential of used 15 microsatellite loci were calculated by the standard formulas. A cluster analysis was done by the Ward-method in a program Statisticа 6.0. The research has identified 14 donor lines. The uniqueness of the collection, revealed by the analysis of isoenzyme systems, was 64%, and with the help of microsatellite loci – 100%. The discriminating potential of the DNA-marker system is estimated as average. Due to cluster analysis, all lines were divided into 2 groups. The maximal distance between the lines was 7.4. In spite of the studied lines have a common trait such as resistance to the broomrape race G, molecular traits of them have a distinction. Due to the different genetic background, these lines can be used as a source of additional diversity when involving into the selection programs for breeding sunflower resistant to broomrape race G. | Подсолнечник – основная масличная культура в Российской Федерации. Один из главных факторов, снижающих его урожайность – поражение заразихой. Наиболее эффективным средством борьбы с паразитом является селекция устойчивых форм подсолнечника. Цель работы - провести генотипирование и анализ молекулярно-генетического разнообразия на основе изоферментных и SSR-локусов коллекции линий-доноров устойчивости подсолнечника к расе G заразихи, выведенных во Всероссийском НИИ масличных культур. Материалом для исследования служили 14 линий-доноров устойчивости к этой расе разного происхождения: 2RGB, 2RGNV, 2RGA, 2RGN, 2RGS, RGL1, RGL2, RGP1, RGP2, RGB, RGN, RGM, RGA, RG. Выделение ДНК осуществляли из семядольных листьев семидневных этиолированных проростков подсолнечника СТАВ-способом. Для генотипирования применили 15 микросателлитных локусов и 4 изоферментные системы. Показатели дискриминационного потенциала использованной системы из 15 микросателлитных локусов вычисляли по стандартным формулам. Кластерный анализ выполнен методом Ward в программе Statisticа 6.0. С помощью проведенного исследования идентифицировано 14 линий-доноров. Уникальность коллекции, выявленная при помощи анализа изоферментных систем, составила 64%, а при помощи микросателлитных локусов – 100%. Дискриминационный потенциал системы ДНК-маркеров оценен как средний. По результатам кластерного анализа все линии были разделены на 2 группы. Максимальная дистанция между линиями составила 7,4. Несмотря на то, что изученные линии объединены одним общим признаком – устойчивостью к расе G заразихи, молекулярные признаки у них отличаются. Благодаря разному генетическому фону данные линии могут быть использованы в качестве источников дополнительного разнообразия при вовлечении их в селекционные программы по созданию подсолнечника, устойчивого к расе G заразихи.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Abramova, M.V. | Il'ina, A.V. | Zyryanova, S.V. | Evdokimov, E.G. | Malina, Yu.I. | Konovalov, A.V.

The research aimed to analyze the state of genetic resources of the Yaroslavl breed in the Yaroslavl region in the period between 2010 and 2020. During the analyzed period, the number of cattle, including animals of the Yaroslavl breed, decreased rapidly by 36.8% and 50.0%, respectively. At the same time, milk yield increased and in 2020 the increase for all breeds was 33.7%, for the Yaroslavl breed - 30.8%. The Yaroslavl breed herds were characterised by higher indicators of the duration of economic use (lim 2.5-3.0 calving) and the age of disposal of cows (lim 3.2-3.9 calving), compared to the average for the region. That is, cattle of the Yaroslavl breed stayed in the herd for a longer time and provided production and offspring. The indicators of the reproductive qualities of cows of the Yaroslavl breed demonstrated the high adaptive capacities of the breed in changing technological conditions. The service period for all breeds was longer than that of the Yaroslavl cattle by 2-11 days or by 1.6- 8.2%. In terms of calf crop, Yaroslavl cows also exceeded the regional average by 1.8-6.2%. Indicators of phenotypic and genetic variability of productive traits were characterized by average values of variation coefficients (lim Cv 18.02-25.03%) and heritability coefficients (lim h2 0.21-0.31) for milk yield per lactation period, as well as low and medium coefficients for mass share of fat (lim Cv 5.92-11.26%; lim h2 0.42-0.50) and protein (lim Cv 4.98-7.73%; lim h2 0.25-0.35) in milk. Evaluation of the population by the ISSR marker revealed 34 fragments for the primer (AG)9C with a frequency of 0.014-0.595 and 21 fragments for the primer (GA)9C with a frequency of 0.014-0.446. | Исследования проводили с целью анализа состояния генетических ресурсов ярославской породы в Ярославской области в период с 2010 по 2020 гг. За анализируемый период численность крупного рогатого скота, в том числе животных ярославской породы стремительно снизилась на 36,8% и 50,0%, соответственно. При этом надои повысились, и в 2020 г. прирост по всем породам составил 33,7%, по ярославской породе - 30,8%. Стада ярославской породы характеризовались более высокими показателями продолжительности хозяйственного использования (lim 2,5…3,0 отелов) и возраста выбытия коров (lim 3,2…3,9 отелов), по сравнению со средними по региону. То есть скот ярославской породы более продолжительное время находится в стаде и обеспечивает получение продукции и приплода. Показатели воспроизводительных качеств коров ярославской породы демонстрирует высокие адаптационные способности породы в изменяющихся технологических условиях. Сервис-период у всех пород был больше, чем у ярославского скота, на 2…11 дней, или на 1,6…8,2%. По выходу телят ярославские коровы превышали средние показатели по региону на 1,8…6,2%. Показатели фенотипической и генетической изменчивости продуктивных признаков характеризовались средними значения коэффициентов вариации (lim Cv 18,02…25,03%) и наследуемости (lim h2 0,21…0,31) по надою за лактацию, а также низкими и средними коэффициентами по массовой доле жира (lim Cv 5,92…11,26%; lim h2 0,42…0,50) и белка (lim Cv 4,98…7,73%; lim h2 0,25…0,35) в молоке. Оценка популяции по ISSR-маркеру выявила 34 фрагмента по праймеру (AG)9С с частотой встречаемости 0,014…0,595 и 21 фрагмент по праймеру (GA)9C при частоте встречаемости 0,014…0,446.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Popov, D.V. | Kosovskij, G.Yu. | Glazko, V.I. | Glazko, T.T.

An essential step in preventing the negative effects of homozygosity and the appearance of inbred depression is the development of techniques for choosing animal breeding couples that contribute to relatively high heterozygosity in progeny. We assessed the polymorphism of genomic fragments by polylocus genotyping using flanked inverted repeats of the most polymorphic genomic elements, such as microsatellite sites (ISSR-PCR markers) (CTC)6C, (GAG)6C, and (ACC)6G, as well as fragments of long terminal repeats of endogenous retroviruses (IRAP-PCR markers), Berv-LTR-K1 and LTR-sire-1, in cattle (Holsteinized black and white breed (n=11), Estonian red (n=13), Ayrshire (n=11), and Kazakh white-headed breed (n=10)), as well as domestic rabbits (synthetic Rodnik cross (n=10), Californian (n=10), White Giant (n=10), and Soviet chinchilla (n=10)). The data collected showed that the polymorphism of the ISSR-PCR markers was identical in both species, but that the polymorphism of the IRAP-PCR markers was noticeably different. It became discovered that the range of primer (CTC)6C's genomic fragments exhibited the highest heterozygosity in rabbits and cattle. The рolymorphism information content (PIC) values ranged from 0.172 to 0.092 for rabbits and from 0.092 to 0.300 for cows. In rabbits, there is also a high heterozygosity of the spectra obtained using Berv-LTR-K retrotransposon fragments as primers, the PIC values were 0.188–0.475, and for LTR-sire-1 PIC values were 0.341–0.382, whereas in cattle, these values were 0.093-0.165 for the Berv-LTR-K marker and 0.124-0.214 for LTR-sire-1. The results allow us to recommend analyzing the considered spectra in parental groups to avoid high homozygosity level in the offspring. | Для предупреждения негативных проявлений связанных с огомозигочиванием и проявлением инбредной депрессии важным направлением является разработка методов подбора пар животных, способствующих относительно повышенной гетерозиготности потомства. С этой целью выполнена оценка полиморфизма геномных фрагментов методом полилокусного генотипирования с использованием фланкированных инвертированными повторами наиболее полиморфных геномных элементов – участков микросателлитов (ISSR-PCR маркеры) (СТС)6C, (GAG)6C и (ACC)6G, а также фрагментами длинных концевых повторов эндогенных ретровирусов (IRAP-PCR маркеров) – Berv-LTR-K1 и LTR-sire-1 у крупного рогатого скота (голштинизированная черно-пестрая порода (n=11), эстонская красная (n=13), айрширская (n=11) и казахская белоголовая порода (n=10)), а также домашнего кролика (синтетический кросс Родник (n=10), калифорнийская (n=10), белый великан (n=10) и советская шиншилла (n=10)). Полученные данные позволили обнаружить сходство полиморфизма ISSR-PCR маркеров у обоих видов, а также выраженные различия по полиморфизму IRAP-PCR маркеров. Оказалось, что наибольшая гетерозиготность у кроликов и крупного рогатого скота характерна для спектра геномных фрагментов праймера (CTC)6C. У кролика значения PIC (величины информационного полиморфизма) находились в пределах 0,172-0,092, у коров - 0,092-0,300. У кроликов также отмечается высокая гетерозиготность спектров, полученных при использовании в качестве праймеров фрагментов ретротранспозонов Berv-LTR-K, значения PIC составили 0,188-0,475, и LTR-sire-1 - 0,341-0,382, а у исследованных пород коров эти показатели составили 0,093-0,165 для маркера Berv-LTR-K и 0,124-0,214 для LTR-sire-1. Полученные значения позволяют рекомендовать в селекционном процессе анализ рассмотренных спектров у родительских групп для предупреждения повышения огомозигоченности в потомстве.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Shcheglov, S.N. | Ul'yanovskaya, E.V. | Tokmakov, S.V. | Chernutskaya, E.A. | Balapanov, I.M.

Исследования проводили согласно общепринятым и разработанным в Северо-Кавказском федеральном научном центре садоводства, виноградарства, виноделия (СКФНЦСВВ) программам и методикам селекции и сортоизучения в центре коллективного пользования "Исследовательско-селекционная коллекция генетических ресурсов садовых культур" (ЦКП ИСК ГРСК). Объекты исследований – сорта и формы яблони (Malus x domestica Borkh.) разной плоидности и генетического происхождения. Цель исследования оценка аллельного полиморфизма микросателлитных последовательностей генома коллекционных образцов рода Malus Mill. как исходного материала для дальнейшей селекции. Генотипирование 48 сортообразцов яблони (из них 44 диплоида и 4 триплоида) генетической коллекции СКФНЦСВВ проводили с использованием 12 SSR маркеров: CH04c07, GD12, CH03d07, CH02C09, CH01h10, GD96, CH04e05, GD100, Hi02c07, GD147, CH01f02, CH02c11. Установлены маркеры, обладающие следующими характеристиками: наибольшим числом аллелей – GD12 (18 аллелей); наименьшим числом аллелей – CH01h10 и Hi02c07 (10 аллелей); наибольшим числом эффективных аллелей – CH01f02 (9,018) и CH02c11 (9,366); наименьшим числом эффективных аллелей – CH01h10 (3,499). По индексу разнообразия выделены локусы CH01f02 и CH02c11, как обладающие наибольшим аллельным полиморфизмом. Выполнена группировка исследуемых 48 сортов яблони на основе результатов генотипирования по двум наиболее информативным маркерам (CH01а02 и CH02c11) и кластерного анализа. Наибольшая средняя длина аллелей (2480,40) была обнаружена у сортов, вошедших в третий кластер, далее – во второй кластер (1019,66), в четвертый кластер (819,65) и в первый кластер (603,28). Сформированы по средней длине аллелей 4 группы в составе 7, 3, 22 и 16 сортов соответственно. Полученные результаты анализа данной выборки сортов яблони важны для решения задач структурирования генофонда и дальнейших селекционных исследований. | The studies were carried out in accordance with the programs and methods of breeding and variety study generally accepted and developed at the North Caucasus Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Winemaking (NCFSCHVW) in the Center for Collective Use "Research and Breeding Collection of Genetic Resources of Horticultural Crops". The research objects are varieties and forms of apple trees (Malus x domestica Borkh.) of different ploidy and genetic origin. The aim of the study was to evaluate the allelic polymorphism of microsatellite sequences in the genome of collection specimens of the genus Malus Mill. as a starting material for further breeding. Genotyping of 48 apple varieties (including 44 diploids and 4 triploids) of the NCFSCHVW genetic collection was carried out using 12 SSR markers: CH04c07, GD12, CH03d07, CH02C09, CH01h10, GD96, CH04e05, GD100, Hi02c07, GD147, CH01f02, CH02c11. Markers have been established that have the following characters: the largest number of alleles – GD12 (18 alleles); the smallest number of alleles – CH01h10 and Hi02c07 (10 alleles); the largest number of effective alleles – CH01f02 (9.018) and CH02c11 (9.366); the smallest number of effective alleles – CH01h10 (3.499). According to the diversity index, loci CH01f02 and CH02c11 were identified as having the highest allelic polymorphism. The grouping of the studied 48 apple varieties was performed based on the results of genotyping for the two most informative markers (CH01a02 and CH02c11) and cluster analysis. The highest average allele length (2480.40) is in the varieties included in the third cluster, then in the second cluster (1019.66), in the fourth cluster (819.65) and in the first cluster (603.28). There were formed 4 groups alleles in terms of average allele length comprising 7, 3, 22 and 16 varieties, respectively. The obtained results of the analysis of this apple variety set are important for solving the problems of structuring the gene pool and further breeding research.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

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

Resistance to the downy mildew pathogen Plasmopara halstedii (Farl.) Berlese et de Toni in sun-flower is controlled by the resistance gene Pl. The Plarg gene is currently promising in breeding for resistance as it is effective against all known races of the pathogen. This gene is introgressed from the wild species Helianthus argophyllus. Molecular markers and, in particular, simple microsatellite repeats (SSRs) allow to control the transfer and pyramiding of disease resistance genes. However, validation of the molecular marker is needed to prove its reliability. The microsatellite marker ORS 822 was tested to identify the Plarg gene. Two breeding line bred by the V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops were involved. We used the hybrid combination of a susceptible sunflower line VK 925 and a resistant line RHA 419, a donor of the Plarg gene. We established that these lines differ from each other by the allelic state of this locus. Molecular analysis of the F1 generation showed that the microsatellite locus is inherited codominantly. We obtained the F2 generation by self-pollination and made a phytopathological evaluation of resistance to P. halstedii. Split analysis by phenotype showed that the actually observed segregation corresponded to the theoretically expected 3:1 model for monogenic inheritance of the trait. Based on the obtained data, we determined that the Plarg gene and microsatellite locus ORS 822 are linked with a recombination frequency of 0.26. As a result of this research, we concluded that this marker can be used to select homozygous resistant sunflower plants for resistance to downy mildew in marker-assisted selection. | Устойчивость к возбудителю ложной мучнистой росы Plasmopara halstedii (Farl.) Berlese et de Toni у подсолнечника контролируется генами устойчивости Pl. Ген Plarg в настоящее является перспективным в селекции на устойчивость, так как эффективен против всех известных рас патогена. Этот ген интрогрессирован из дикорастущего вида Helianthus argophyllus. Молекулярные маркеры и, в частности, простые микросателлитные повторы (SSR) позволяют контролировать перенос и пирамидирование генов устойчивости к болезням. Однако необходима валидация молекулярного маркера для доказательства его надежности. Для идентификации гена Plarg был апробирован микросателлитный маркер ORS 822. Исследование проводили на гибридной комбинации восприимчивой линии подсолнечника селекции ВНИИМК ВК 925 и устойчивой линии RHA 419, являющейся донором гена Plarg. Установлено, что эти линии отличаются друг от друга аллельным состоянием этого локуса. Молекулярный анализ поколения F1 показал, что микросателлитный локус наследуется кодоминантно. Путем самоопыления было получено поколение F2 и проведена фитопатологическая оценка устойчивости к P. halstedii. Анализ расщепления по фенотипу показал, что фактически наблюдаемое расщепление соответствовало теоретически ожидаемой модели 3:1 при моногенном наследовании признака. На основании полученных данных было определено, что ген Plarg и микросателлитный локус ORS 822 сцеплены с частотой рекомбинации 0,26. В результате проведенного исследования сделан вывод, что этот маркер можно использовать в маркер-ассоциированной селекции подсолнечника на устойчивость к возбудителю ложной мучнистой росы для отбора гомозиготных устойчивых растений.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Biryukova, V.A. | Zharova, V.A. | Chalaya, N.A. | Shmyglya, I.V. | Rogozina, E.V.

Potato virus Y (PVY) is an economically important pathogen of potato that is a vegetatively propagated crop. High resistance to all strains of PVY is determined by Ry-genes, which are introgressed into modern potato varieties from a limited number of resistance sources such as Solanum stoloniferum Schlechtd. et Bche., Solanum andigenum Juz. et Buk., Solanum chacoense Bitt. Use of new Solanum species and interspecific hybrids based on them provides for the expansion of existing potato gene pool in breeding for resistance to PVY. Traditional breeding for resistance to viruses has still a great potential, though, it is a long and laborious process. Molecular markers linked to Ry-genes are widely integrated into practical breeding to increase the effectiveness. Previous studies have revealed a number of shortcomings in using the molecular markers of Ry-genes. To assess the predictive abilities of molecular markers RYSC3, M45, M6 of the Ryadg gene and YES3-3A of the Rysto gene for resistance to PVY, the F1 generation of two potato populations was studied, in the creation of which interspecific hybrids were used. The nature of segregation 5:3 obtained by phenotype showed that the original parental forms can be the sources of not only previously identified, but also unidentified Ry-genes and Ny-genes of hypersensitivity. Correlation coefficient between the presence of markers and resistance to PVY was 0.64 for the YES3-3 marker (79% matching) and 0.54 for RYSC3, М45, М6 markers (76% matching). There have been revealed the cases of "false positive" results of the study (the presence of a marker in susceptible genotypes), which indicate to the insufficient effectiveness of the markers used. The marker segregation observed in the populations was consistent with chromatid segregation, confirming the simplex nature of Ry-genes inheritance from resistant parents. The ratio of genotypes with the presence/absence of markers was 0.86:1. | Для картофеля как вегетативно размножаемой культуры Y-вирус (YВК) является экономически важным патогеном. Крайняя устойчивость ко всем штаммам YВК детерминируется Ry-генами, которые интрогрессированы в современные сорта картофеля от ограниченного числа источников устойчивости – Solanum stoloniferum Schlechtd. et Bche., Solanum andigenum Juz. et Buk., Solanum chacoense Bitt. Использование новых видов Solanum и межвидовых гибридов на их основе позволяет расширить существующий генофонд картофеля в селекции на устойчивость к YВК. Традиционная селекция на устойчивость к вирусам по-прежнему имеет большой потенциал, однако является длительным и трудоемким процессом. Для повышения эффективности в практическую селекцию широко интегрируются молекулярные маркеры, сцепленные с Ry-генами. Проведенные ранее исследования позволили выявить ряд недостатков при применении молекулярных маркеров Ry-генов. Для оценки прогностических способностей молекулярных маркеров RYSC3, М45, М6 гена Ryadg и YES3-3A гена Rysto устойчивости к YВК изучено поколение F1 двух популяций картофеля, в создании которых использовались межвидовые гибриды. Характер расщепления 5:3, полученный по фенотипу, показал, что исходные родительские формы могут являться источниками не только ранее выявленных, но и не идентифицированных Ry-генов, а также Ny-генов сверхчувствительности. Коэффициент корреляции между наличием маркеров и устойчивостью к YВК для YES3-3-маркера составил 0,64 (79% совпадений), а для маркеров RYSC3, М45, М6 – 0,54 (76% совпадений). Обнаружены случаи "ложноположительных" (наличие маркера в восприимчивых генотипах) результатов исследования, которые указывают на недостаточную эффективность используемых маркеров. Расщепление по маркерам, наблюдаемое в популяциях, соответствует хроматидному расщеплению, подтверждающему симплексный характер наследования Ry-генов от устойчивых родителей. Соотношение генотипов с присутствием/отсутствием маркеров составило 0,86:1.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Gul'tyaeva, E.I. | Shajdayuk, E.L. | Veselova, V.V. | Smirnova, R.E. | Zuev, E.V. | Khakimova, A.G. | Mitrofanova, O.P.

Возделывание устойчивых сортов – эффективный метод защиты пшеницы от бурой ржавчины. Цель работы – охарактеризовать ювенильную устойчивость к бурой ржавчине сортов мягкой пшеницы, включенных в Государственный реестр селекционных достижений в 2021 г., идентифицировать у них Lr-гены с использованием молекулярных маркеров. Материал включал 18 сортов озимой и 9 яровой мягкой пшеницы. Устойчивость в фазе проростков оценивали с использованием двух тест-клонов (kLr9 и kLr19) и краснодарской популяции Puccinia triticina Erikss. Молекулярные маркеры использовали для идентификации 18 Lr-генов. Высокий уровень устойчивости (балл 0 или 0;) показали сорта 'Хамдан', 'Шарм' и 'Омская 44'; умеренный (балл 2, 2+) 'Альбидум 2030'. Реакция сортов 'Полина', 'Россыпь', 'Статус', 'Балкыш' и 'Богема' варьировала. У изученных сортов не обнаружено ювенильных генов Lr9, Lr24, Lr25, Lr28, Lr29, Lr41, Lr47, Lr66 и генов устойчивости взрослых растений – Lr21 и Lr35. У высокоустойчивого сорта 'Шарм' маркеры идентифицируемых генов не выявлены. У 'Хамдан' присутствует малоэффективный ген Lr10 и ген частичной устойчивости Lr34, которые не обеспечивают защиту в фазе проростков. По-видимому, эти сорта имеют дополнительные гены устойчивости. Устойчивость к бурой ржавчине сорта 'Омская 44' обеспечивается сочетанием генов Lr19, Lr26, Lr1 и Lr3. У сорта 'Немчиновская 85' определен частично эффективный ген устойчивости взрослых растений Lr37. У других изученных сортов широко представлены гены Lr1, Lr3, Lr10, Lr26 и Lr34. | Cultivation of resistant cultivars is an effective method of wheat protection against leaf rust. The purpose of this work was to characterize the juvenile leaf rust resistance of bread wheat cultivars listed in the State Register for Selection Achievements in 2021 and identify their Lr genes using molecular markers. The material included 18 cultivars of winter bread wheat and nine spring ones. Juvenile resistance in the seedling phase was assessed with two test clones and the Krasnodar population of Puccinia triticina Erikss. Molecular markers were used to identify 18 Lr genes. A high level of resistance (score 0 or 0;) was shown by cvs. 'Khamdan', 'Sharm' and 'Omskaya 44'; moderate resistance (score 2, 2+) by 'Albidum 2030'. Reactions of 'Polina', 'Rossyp', 'Status', 'Balkysh' and 'Bogema' were variable. The studied cultivars did not contain juvenile genes Lr9, Lr24, Lr25, Lr28, Lr29, Lr39, Lr47 or Lr66 and adult plant resistance genes Lr21 and Lr35. Markers of identifiable genes were not detected in cv. 'Sharm', highly resistant to leaf rust. 'Khamdan' had an ineffective Lr10 gene and a partial resistance gene Lr34, which offered no protection in the seedling stage. These cultivars seem to contain additional resistance genes. A high level of resistance to leaf rust in 'Omskaya 44' is provided by a combination of the Lr19, Lr26, Lr1 and Lr3 genes. In 'Nemchinovskaya 85', the partially effective adult plant resistance gene Lr37 was identified. In other tested cultivars, Lr1, Lr3, Lr10, Lr26 and Lr34 were widely represented.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Koshkina, O.A. | Solov'eva, A.D. | Deniskova, Т.Е. | Kharzinova, V.R. | Zinov'eva, N.А.

The reindeer (Rangifer tarandus) is an important biological species that plays a key role in supporting livelihood of the peoples of the Far North of Russia. The aim of the research is to evaluate the genetic diversity, genetic structure, and phylogenetic relationships of domestic and wild populations of reindeer bred in the Russian Federation based on complete mitochondrial DNA CytB gene sequences and microsatellite loci polymorphism. The research was carried out in 2022. Cuts from reindeer antlers served as material. The sampling included wild reindeer from the tundra population (WLD), domestic reindeer from Nenets (NEN), Chukchi (CHU), and Even (EVN) breeds, as well as the Evenk Krasnoyarsk (EVK_KRA) and Yakut (EVK_YAK) populations. For the study of mtDNA, 123 unrelated individuals were selected. Microsatellite analysis was performed in 213 individuals of domestic breeds and 119 representatives of the wild population. An analysis of mtDNA CytB gene sequences showed that all studied populations were characterized by high haplotype diversity, 0.519 (CHU)-0.997 (WLD) and nucleotide diversity, 0.00238 (CHU)-0.00626 (WLD). According to mtDNA, a separate genetic structure of the studied reindeer populations has not been identified. An analysis of microsatellite variability showed that values of allelic richness ranged from 6.188 in CHU to 8.76 in WLD. In all 6 populations, the observed heterozygosity ranged from 0.566 (CHU) to 0.687 (EVK_YAK) and 0.693 (WLD). All the studied reindeer groups were characterized by a deficit of heterozygotes, as indicated by positive values of the fixation index, 0.11 (EVK_YAK)-0.262 (EVK_KRA). A genetic network structure analysis showed the differentiation of the Chukotka breed from the rest groups, as evidenced by the highest FST and JostD values, which varied from 0.203 and 0.488 for EVK_KRA to 0.212 and 0.564 for EVN, respectively. Based on both nuclear and mitochondrial markers, wild reindeer population showed higher genetic diversity compared to domestic populations. | Северный олень (Rangifer tarandus L., 1758) - важный биологический вид, играющий ключевую роль в жизни народов Крайнего Севера России. Цель исследования - оценка генетического разнообразия, генетической структуры и филогенетических взаимоотношений домашних и диких популяций северного оленя, разводимых на территории Российской Федерации, на основе полных последовательностей гена CytB митохондриальной ДНК и полиморфизма локусов микросателлитов. Исследования проводили в 2022 г. Материалом служили срезы с рогов северного оленя. Выборка включала диких северных оленей тундровой популяции (WLD), домашних оленей ненецкой (NEN), чукотской (CHU), эвенской (EVN) пород, а также красноярской (EVK_KRA) и якутской (EVK_YAK) популяций эвенкийской породы. Для исследования мтДНК были отобраны 123 неродственные особи. Микросателлитный анализ проводили у 213 особей домашних пород и 119 представителей дикой популяции. Анализ последовательностей гена CytB мтДНК показал, что все популяции характеризовались высоким гаплотипическим 0,519 (CHU)-0,997 (WLD) и нуклеотидным разнообразием 0,00238 (CHU)-0,00626 (WLD). По мтДНК обособленной генетической структуры исследуемых популяций северного оленя не выявили. При анализе микросателлитной изменчивости значения аллельного разнообразия находились в пределах от 6,188 у CHU до 8,76 у WLD. Во всех 6 популяциях наблюдаемая гетерозиготность варьировала от 0,566 (CHU) до 0,687 (EVK_YAK) и 0,693 (WLD). Все группы северного оленя характеризовались дефицитом гетерозигот, на что указывали положительные значения индекса фиксации FIS = 0,11 (EVK_YAK)-0,262 (EVK_KRA). Анализ структуры генетической сети показал дифференциацию чукотской породы от остальных, о чем свидетельствуют наивысшие показатели индекса FST и критерия JostD - от 0,203 и 0,488 у EVK_KRA до 0,212 и 0,564 у EVN. Как по ядерным, так и по митохондриальным маркерам популяция диких оленей отличалась от одомашненных популяций более высоким генетическим разнообразием.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation