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
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
