Разработка SSR маркеров генов засухоустойчивости у яблони домашней
Автор: Вишняков С.А.
Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal
Рубрика: Биологические науки
Статья в выпуске: 9-2 (96), 2024 года.
Бесплатный доступ
Резюме: SSR маркеры являются одними из самых распространённых маркеров для генотипирования и мониторинга изменчивости видов растений. Определение дифференциации генов растений важная часть методов молекулярной селекции и играет важную роль для ускорения выведения новых сортов полезных для сельского хозяйства культур. В этом исследовании представлена идентификация новых функциональных маркеров SSR, полученных из потенциальных генов-кандидатов на засухоустойчивость яблони. Будущие функциональные исследования этих различий в генах-кандидатах позволят выявить их роль в засухоустойчивости.
Молекулярная селекция, днк-маркеры, ssr, яблоня, pcr in silico
Короткий адрес: https://sciup.org/170207527
IDR: 170207527 | DOI: 10.24412/2500-1000-2024-9-2-7-9
Development of SSR marker genes for drought tolerance in domestic apple trees
SSR markers are among the most common markers for genotyping and monitoring variability in plant species. Determination of plant gene differentiation is an important part of molecular breeding techniques and plays an important role in accelerating the development of new varieties of agriculturally useful crops. This study presents the identification of novel SSR functional markers derived from potential candidate genes for drought tolerance in apple tree. Future functional studies of these differences in candidate genes will reveal their role in drought tolerance.
Текст научной статьи Разработка SSR маркеров генов засухоустойчивости у яблони домашней
В последние годы во всём мире засуха стала основным фактором, который ограничивает урожайность сельскохозяйственных культур [1]. Засухоустойчивость растений обеспечивается за счёт координации множества сложных биохимических процессов. В частности, это касается биосинтеза и передачи сигналов от фитогормонов, таких как абсцизовая кислота, этилен и жасмонат. Кроме того, для снижения негативных последствий засушливого стресса растения вырабатывают осмопро-текторные соединения, такие как пролин, глицин, бетаин и трегалоза [2]. Многочисленные факторы транскрипции, включая белки, связывающие ABA-чувствительный элемент (ABRE), белки, реагирующие на обезвоживание (DREB), и факторы реакции на этилен (ERF), факторы транскрипции WRKY играют ключевую роль в контроле экспрессии генов, ответственных за реакцию растений на засуху.
Яблоко (Malus domestica) - один из наиболее часто потребляемых фруктов в мире. Их употребляют как в свежем, так и в переработанном виде в качестве джемов, ингредиентов в выпечке и детском питании, следовательно, производство яблок является экономически важной отраслью сельского хозяйства для многих регионов мира [5]. Прогнозируется, что в будущем различные регионы Европы станут более засушливыми [6], поэтому необходимо
подготовить производство яблок к более сильным засухам. Способность яблонь справляться со стрессом от засухи и достигать высокого урожая в этих условиях будет иметь большое экономическое значение. Правильный выбор засухоустойчивых сортов является одной из стратегий снижения воздействия этого стресса и содействия более стабильному производству яблок [7].
Быстрое и простое преобразование идентифицированных генов-кандидатов на засухоустойчивость в молекулярные маркеры, выявляющие вариации в этих генах, имеют важное значение для успешной селекции на засухоустойчивость. Простые повторы последовательности (SSR), также известные как микросаттелиты, являются наиболее часто используемыми маркерами для генотипирования важных для сельского хозяйства растений [3]. Помимо чистых форм, SSR также могут встречаться в сложных, прерывистых чистых и прерывистых сложных формах [4].
Подход с использованием генов-кандидатов был использован для разработки функциональных маркеров простого повтора последовательности (SSR) для ассоциативных исследований яблони домашней с целью улучшения селекции на засухоустойчивость.
Материалы и методы
Таблица. SSR-праймеры для генов засухоустойчивости
|
Ген засухоустойчивости |
SSR |
SSR-праймеры |
|
ERF022-like |
T(10) |
F: CTAAGTGTTTGCTGCCTTGGT |
|
R: AGTTATTCCATCTTTTTCATGAACTGA |
||
|
DREB1E |
AT(16) |
F: CCCATTTCACAAATTTCGCACA |
|
R: TTTAAACGTACCAATGTACTCCAAA |
||
|
DREB1E |
AT(16) |
F: AGAAGAGCCCATTTCACAAATTT |
|
R: AAGACGATCGTACCTTTTAACAAAA |
||
|
DREB1E |
AT(16) |
F: TTCGCACAGGGTCTTCGAAA |
|
R: AGGTTGAACTGTCGGTGCAA |
||
|
WRKY44 |
AG(17) |
F: ATGATGGTGGCGGCGATAAA |
|
R: AGATGAGCTATAACCACAAGATCA |
||
|
WRKY57 |
AT(6) |
F: TGCGGATATATTGCAGGCTTAAC |
|
R: TGCATGATAGACACGTACAGAT |
||
|
WRKY57 |
AT(6) |
F: TAACTAGCAGGTGCACGTGG |
|
R: ACGGTCGATGCATGATAGACA |
||
|
WRKY57 |
TG(15) |
F: CAAGCGCATGCATTGGATCA |
|
R: TCGACAAACTACATTTCCTAATTCA |
||
|
WRKY57 |
TG(15) |
F: GAGACCCAAGCGCATGCATT |
|
R: AACCTATCGAAAAGGATTACGAAACA |
||
|
WRKY57 |
TG(15) |
F: GGCAGATGGAGTCGAGAGA |
|
R: ATTACGAAACAAATTCAAAACGGTCG |
||
|
WRKY57 |
TG(15) |
F: TGCAGAGATAGAAAGCATGGCT |
|
R: CGACAAACTACATTTCCTAATTCATTT |
||
|
WRKY57 |
TG(15) |
F: GAGACCCAAGCGCATGCATT |
|
R: AACCTATCGAAAAGGATTACGAAACA |
||
|
SOD |
TC(8) |
F: CTCTCTCTTTCCACCGGACG |
|
R: TTGCTCCTCTCGCACTCAAA |
||
|
SOD |
TC(8) |
F: GCTTCTCTCTCTTTCCACCGG |
|
R: TGAGAGCTTGGAGGTGAAGG |
||
|
SOD |
TC(8) |
F: GGCAATGATAGGAGGCCGAA |
|
R: AGCAAAATTTGAGGGCTGACA |
||
|
SOD |
TC(8) |
F: TCGTCATCAACACCAACTACCA |
|
R: GAGCTTGGAGGTGAAGGACT |
||
|
SOD |
CT(13) |
F: TCTGCTCTTTTCTACCCGCC |
|
R: TGCTGCAAGAACGAAAGCAA |
||
|
SOD |
CT(13) |
F: TGGATCTTTGGGAGGTGTGT |
|
R: AATTTCATCTCCCTCCCCGC |
||
|
SOD |
CT(13) |
F: ATCTCTCGCTCTCTGCTCTT |
|
R: GCATGCTGCAAGAACGAAAG |
Список литературы Разработка SSR маркеров генов засухоустойчивости у яблони домашней
- Crop production under drought and heat stress: plant responses and management options / S. Fahad [et al.] // Frontiers in plant science. - 2017. - Т. 8. - С. 1147. DOI: 10.3389/fpls.2017.01147 EDN: YHPVYZ
- Network candidate genes in breeding for drought tolerant crops / C.T. Krannich [et al.] // International journal of molecular sciences. - 2015. - Т. 16, № 7. - С. 16378-16400. DOI: 10.3390/ijms160716378 EDN: UOJEXT
- Unravelling differences in candidate genes for drought tolerance in potato (Solanum tuberosum L.) by use of new functional microsatellite markers / C. Schumacher [et al.] // Genes. - 2021. - Т. 12, № 4. - С. 494. DOI: 10.3390/genes12040494 EDN: IWMSLT
- Chambers G.K. Microsatellites: consensus and controversy / G.K. Chambers, E.S. MacAvoy // Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology. - 2000. - Т. 126, № 4. - С. 455-476. DOI: 10.1016/s0305-0491(00)00233-9 EDN: KNASTG
- Harris S.A. Genetic clues to the origin of the apple / S.A. Harris, J.P. Robinson, B.E. Juniper // TRENDS in Genetics. - 2002. - Т. 18, № 8. - С. 426-430. EDN: AYEBOB
- Climate change impacts, adaptive capacity, and vulnerability of European forest ecosystems / M. Lindner [et al.] // Forest ecology and management. - 2010. - Т. 259, № 4. - С. 698-709. EDN: MZRTFV
- Comparative study of drought stress effects on traditional and modern apple cultivars / I. Mihaljević [et al.] // Plants. - 2021. - Т. 10, № 3. - С. 561.
- MISA-web: a web server for microsatellite prediction / S. Beier [et al.] // Bioinformatics. - 2017. - Т. 33, № 16. - С. 2583-2585. EDN: BONAYH
