Разработка молекулярных маркеров для генотипирования яблони домашней

Генетическая изменчивость и аллельное разнообразие видов и сортов растений обычно исследуются для выявления их отличия. Идентификация структуры популяции и родства в коллекциях зародышевой плазмы является фундаментальной предпосылкой для выявления надежных ассоциаций маркер-признак.

Из-за доминантного наследования и из-за того, что растения часто являются многоаллельными, маркеры простого повтора последовательности (SSR) широко используются при исследовании генетического разнообразия яблони для его оценки, структуры популяции и анализа происхождения. Однако учеными часто сообщается о недостатках SSR. Нестабильность SSR резко возрастает с возрастом растения. Определенные химические вещества или излучение могут вызывать двуцепочечные разрывы ДНК, и восстановление этих разрывов обычно приводит к небольшим вставкам или делециям в месте разрыва. Эти инсерции, по-видимому, могут способствовать нестабильности SSR [2].

Учитывая важность этой культуры, существует необходимость понимания эволюционного процесса, сохранения генетического разнообразия и популяционной генетической структуры яблони. Молекулярные маркеры продемонстрированы как достоверный инструмент для идентификации генетического разнообразия и интерпретации филогенетических взаимосвязей внутри видов сельскохозяйственных культур и между ними. Различные ДНК-маркеры могут быть использованы для улучшения урожая с помощью молекулярной селекции методом оценки генетического разнообразия и анализа структуры популяции [3].

Понимание генетического разнообразия яблони является одним из главных требований для улучшения урожая. Генетическое расстояние или генетическое сходство являются наиболее важными пара- метрами, используемыми для расчета генетического разнообразия культурных растений. Традиционная селекция является дорогостоящим процессом и может занимать десятилетия перед тем, как будет выведен удачный сорт растения, обладающий лучшими показателями урожайности. Таким образом, ДНК-маркеры становятся очень удобными для понимания генетической изменчивости полезных агрономических признаков для использования в программах улучшения урожая и для разработки жизнеспособных стратегий молекулярной селекции [4].

В большом количестве генотипов морфологическая изменчивость характеризуется и связана со специфическими ДНК-маркерами для оценки генетического разнообразия. Традиционные морфологические маркеры очень полезны, они могут быть эффективно подтверждены молекулярными маркерами для точной идентификации и размещения таких генотипов в более подходящих положениях на основе их генетического родства. ISSR-маркеры являются наиболее эффективным инструментом для анализа генетического разнообразия благодаря низкой стоимости, простоте, воспроизводимости и отсутствию предварительных знаний [5].

Маркеры ISSR представляют собой локусы, связывающие специфическую гене- тическую информацию и повторяющиеся фрагменты ДНК между двумя идентичными микросателлитными сайтами. ISSR в высокой степени полиморфен и необходим в исследованиях развития, наследственных процессов, биоразнообразия и картирования генома; этот метод на основе ПЦР может устранить некоторые недостатки существующих методов маркирования, включая дорогостоящий характер AFLP и плохую воспроизводимость RAPD, и применяется к широкому разнообразию видов растений [5].

Материалы и методы

Для поиска микросаттелитных последовательностей был использован онлайн инструмент MISA. Выбор микросаттелитов для дальнейшего подбора праймеров к ним осуществлялся следующим образом: выбирались преимущественно ди- и три-нуклиотидные повторы, число повторений которых не превышало десяти.

При разработке праймеров на 3` конце после окончания повтора оставлялся один селективный нуклеотид.

Результаты и их обсуждение

В таблице представлены праймеры, в последовательность которых входит простой нуклеотидный повтор, на конце 3` конца которого располагается селективный нуклеотид.

Таблица. Праймеры для ISSR маркеров.

Полученные ISSR маркеры позволят от- начальных этапов по выведению новых слеживать генетическое разнообразие вида сортов методами молекулярной селекции. Malus domestica , что является одним из