ДНК-генотипирование сортообразцов вишни и черешни

Методы ДНК-анализа успешно используют в молекулярной систематике, в том числе при изучении внутривидового полиморфизма. Важным практическим приложением этих исследований стали технологии различения и идентификации сортов и клонов сельскохозяйственных растений, которые открывают новые возможности для регистрации сортов и защиты авторских прав селекционеров (1). Особое значение приобретают ДНК-методы сертификации генотипа при работе с многолетними растениями, включая плодовые культуры (2). Для различения и идентификации сортов и клонов косточковых культур, в частности вишни и черешни, чаще всего применяют анализ полиморфизма микросателлитов (2, 3). Среди других методов генотипирования образцов вишни и черешни следует упомянуть RAPD- и RFLP-анализ и cочетание ПЦР-амплификации с RFLP-анализом ДНК хлоропластов или гена рибонуклеазы, отвечающей за гаметофитную несовместимость (4-7).

Как показали наши исследования растений Brassica и Solanum , анализ полиморфизма рассеянных повторяющихся последовательностей генома практически не уступает микросателлитному анализу по разрешающей способности, но существенно доступнее для селекционных лабораторий (8).

Целью этой работы было определить возможность различать сортооб-разцы и гибриды вишни ( Prunus cerasus L.) и черешни ( P. avium L.) методом анализа рассеянных повторов.

Методика. Объектом исследований служили годичные побеги с листьями от сортообразцов и гибридов вишни, черешни и сливы (получены из коллекции ВНИИ селекции плодовых культур, г. Орел). Гибрид вишни и черешни Жуковская сравнивали с производными от него гибридами с преобладанием признаков либо вишни, либо черешни — Ливенская, Мценская (гибриды получены в реципрокных скрещиваниях форм Жуковская и Любская), Превосходная Колесниковой, Студенческая (Жуковская х Ширпотреб черная), Тургеневка и Орлица. Два других гибрида вишни и черешни — Шоколадница (Ширпотреб черная х Любская) и Ровесница (Краса Севера № 11 х Ширпотреб черная) — имели общие родительские формы с вышеперечисленными гибридами. Черешня была представлена сортами Аделина, Поэзия, Фея и Сюбаровская. Сорт сливы Неженка ( P. domestica L.) является производным от сорта Скороплодная. Выделение геномной ДНК из молодых листьев, ПЦР-амплификацию и электрофоретический анализ фрагментов ДНК проводили по описанным ранее методам (8).

Результаты. Сравнение спектров рассеянных повторов, полученных при использовании двух комбинаций праймеров (PawS5 и PawS16), позволяет отличать сортообразцы черешни от таковых сливы, а также гибриды вишни и черешни от образцов черешни (рис.). На основе внутривидового полиморфизма внутри групп гибридов вишни и черешни можно выделить общие фрагменты ДНК, которые, вероятно, отражают родственные взаимоотношения между генотипами. Клонирование таких фрагментов позволит в дальнейшем создать ДНК- маркеры для контроля за переносом хозяйственно ценного генетического материала при создании новых гибридов.

Спектры рассеянных повторяющихся последовательностей геномов вишни, черешни и сливы: а — праймер PawS16; б — праймеры PawS5 + PawS16; М — маркер молекулярной массы 1 kb DNA Ladder; 1 — контроль; 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 — гибриды вишни и черешни: соответственно Мценская, Ливенская, Новелла, Превосходная Колесниковой, Шоколадница, Ровесница, Студенческая, Жуковская и Турге-невка; 11, 12 и 13 — сорта черешни: соответственно Сюбаровская, Поэзия и Аделина; 14 и 15 — сорта сливы: соответственно Неженка и Орловский сувенир.

Таким образом, предварительный анализ полиморфизма рассеянных повторов ДНК показал, что этот метод позволяет легко различать виды Prunus , выявлять внутривидовой полиморфизм и достаточно чувствителен для различения близкородственных сортообразцов и гибридов вишни и черешни.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.    Х а в к и н Э.Е. Молекулярная селекция растений: место ДНК-технологий в создании новых сортов сельскохозяйственных культур. С.-х. биол., 2003, 3: 26-41.

• 2.    W U n s c h A., H o r m a z a J.I. Cultivar identification and genetic fingerprinting of temperate fruit tree species using DNA markers. Euphytica, 2002, 125: 59-67.

• 3.    W U n s c h A., H o r m a z a J.I. Molecular characterisation of sweet cherry ( Prunus avium L.) genotypes using peach [ Prunus persica (L.) Batsch] SSR sequences. Heredity, 2002, 89: 56-63.

• 4.    G e r l a c h H.K., S t ö s s e r R. Patterns of random amplified polymorphic DNAs for sweet cherry ( Pru-nus avium L.) cultivar identification. Ang. Botan., 1997, 71: 212-218.

• 5.    W a n g D., K a r l e R., B r e t t i n T.S. e.a. Genetic linkage map in sour cherry using RFLP markers. Theor. Appl. Genet., 1998, 97: 1217-1224.

• 6.    M o h a n t y A., M a r t i n J.P., A g u i n a g a l d e I. Chloroplast DNA study in wild populations and some cultivars of Prunus avium L. Theor. Appl. Genet., 2001, 103: 112-117.

• 7.    W i e r s m a P.A., W u Z., Z h o u L. e.a. Identification of new self-incompatibility alleles in sweet cherry ( Prunus avium L.) and clarification of incompatibility groups by PCR and sequencing analysis. Theor. Appl. Genet., 2001, 102: 700-708.

• 8.    А н и с к и н а Ю.В., Б и р ю к о в а В.А., В е л и ш а е в а Н.С. и др. ДНК-генотипирование растений Brassica и Solanum. С.-х. биол., 2005, 1: 110-119.

Всероссийский НИИ сельскохозяйственной биотехнологии, 127550, Москва, Тимирязевская ул., 42;

Поступила в редакцию 28 февраля 2005 года

Орловский государственный педагогический университет

DNA GENOTYPING OF THE SOUR AND SWEET CHERRY CULTIVARS

V.S. Zaitsev, D.N. Mitsykh, E.E. Khavkin

S u m m a r y

The analysis of DNA dispersed repetitive sequences discriminates Prunus species, identifies the polymorphism within the species and is sensitive enough to tell apart the closely related cultivars and hybrids between sour and sweet cherry.

Новые книги

Г о в о р о в а Г.Ф., Г о в о р о в Д.Н. Земляника: прошлое, настоящее и будущее. М.: ФГНУ «Ро-синформагротех», 2004, 248 с.

В монографии обобщены данные литературы и результаты собственных исследований авторов по оценке биологических и селекционных особенностей растений рода Fragaria . Освещены проблемы, достижения и перспективы генетики, селекции и биотехнологии растений земляники. Охарактеризованы основные грибные болезни (белая, бурая и угловатая пятнистость, мучнистая роса, серая гниль, болезни увядания и гнили корневой шейки), а также вредители растений земляники. Проанализированы механизмы наследования гибридами земляники устойчивости и восприимчивости к грибным болезням. Обсуждаются закономерности формирования селекционируемых признаков и свойств при межсортовой гибридизации. Описаны методы селекции земляники на высокую продуктивность, скороплодность, раннеспелость, крупноплодность, пригодность к механизированной уборке, устойчивость к грибным болезням. Рассматриваются биотехнологические методы, направленные на ускорение процесса выведения и внедрения сортов земляники в производство. Представлена хозяйственная и иммунологическая характеристика известных и новых устойчивых к болезням сортов.

Методические рекомендации по агротехнике возделывания люцерны и амаранта на семена /Подг. Ю.М. Писковацкий, Ю.М. Ненароков, Г.В. Степанова. М., 2004, 54 с.

В методических рекомендациях рассматриваются вопросы агротехники возделывания новых сортов люцерны и амаранта селекции ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, а также Московской и Маршанской селекционных станций и Воронежской опытной станции по многолетним травам. Представлена краткая характеристика селекционируемых видов люцерны и амаранта. Описаны технологические приемы возделывания, защиты посевов от вредителей и болезней, а также уборки урожая: подготовка почвы и семян к посеву, сроки, способы и нормы высева семян, уход за посевами, опыление семенных травостоев, послеуборочная обработка и требования к качеству семян. Уделено внимание агротехнике возделывания растений люцерны хмелевидной и люцерны, используемой на корм.

Н а г а л е в с к и й М.В. Злаки-псаммофиты Западного Предкавказья. Краснодар: Кубанский государственный университет, 2004, 118 с.

В монографии дана характеристика флоры и систематической структуры злаков-псаммофитов Западного Предкавказья, насчитывающей 56 видов, относящихся к 3 подсемействам и 11 трибам семейства Poaceae Barnh. (Мятликовые). Описаны биоморфологические особенности злаков-псаммофитов, произрастающих на территории Западного Предкавказья. Представлены результаты географического анализа и оценка генезиса флоры злаков-псаммофитов. Проанализирована их фитоцено-тическая роль в формировании растительного покрова песчаных кос Западного Предказказья. Обсуждаются необходимость охраны и вопросы практического использования злаков-псаммофитов. Рассматриваются особенности анатомического строения некоторых облигатных видов злаков-псаммогалофи-тов. Уделено внимание хозяйственной ценности злаков-псаммофитов разных групп: кормовые (хорошо поедаемые), лекарственные, фитомелиоративные, плохо поедаемые.