Ідентифікація генотипів соняшника за допомогою ДНК-маркерів - Автореферат

Полімеразна ланцюгова реакція, що дозволяє ампліфікувати фрагменти ДНК в мільйон разів, зробила аналіз молекулярно-генетичного поліморфізму ефективним засобом диференціації видів та сортів рослин. Кодомінантні мікросателітні маркери дозволяють досліджувати на молекулярному рівні генетичну однорідність та гетерогенність сорту, типовість гібриду, виявити алельний склад визначених локусів та зробити "прозорою" структуру сорту, лінії, гібриду. Інтенсивне дослідження соняшника в генетичному та молекулярно-генетичному аспекті розпочато не так давно у звязку із селекцією гібридів цієї культури. У звязку з тим, що SSRP-аналіз дозволяє виявити поліморфізм (алелізм) певного локусу, на даний момент, оптимальним для характеристики та ідентифікації генотипів є аналіз мікросателітних повторів. Роботу виконано у відділі молекулярної генетики Південного біотехнологічного центру в рослинництві УААН (ПБЦ) у межах науково-технічної програми УААН "Сільськогосподарська біотехнологія 2001-2005 рр." (№ державної реєстрації 318/92 від 24.10.2001 р.), Підпрограми 1 "Новітні біотехнології в рослинництві" (№ державної реєстрації 0104U003557, від 19.03.2004 р.), за Напрямом 3 "Використання молекулярно-біологічних методів в генетико-селекційній роботі", за Проблемою 3.1.Центри селекції представлено такими генотипами: СГІ - 12 генотипів: інбредні лінії - 1036 А, 3369 А, 1750 А, 42 А, 7 В, 4 В, RHA; гібриди - Одеський 149, Одеський 504, Одеський 122, Одеський 123, Згода. У представників селекції ІМК - два алелі; алель 184 п.н. присутній у однієї батьківської форми, у інших ліній виявлено алель розміром 190 п.н. На проаналізованій вибірці генотипів за 16 мікросателітними локусами всього виявлено 77 алельних варіантів, від двох до восьми алелів у локусі, що в середньому складає 4,81 алеля на мікросателітний маркер. На вибірці генотипів ІОК середня кількість алелів у локусі склала 2,38 алелів/локус, для представників селекції ІР дане значення склало - 2,31; для селекційних форм СГІ - 2,13 алелів у локусі. Найполіморфнішими були динуклеотидні складні повтори, які в середньому виявляли 5,5 алелів у локусі, тринуклеотидні маркери в середньому виявляли 4,83 алелів/локус, динуклеотидні прості повтори - 4,62.Запропоновано тест-систему для визначення типовості інбредних ліній та гібридності простих гібридів соняшника. Сформовано базу даних алельних характеристик поліморфних мікросателітних локусів для інбредних ліній і гібридів соняшника. Для визначення типовості інбредних ліній та гібридності простих гібридів соняшника рекомендується використовувати тест-систему, засновану на ДНК-типуванні генотипів за мікросателітними локусами. Для ідентифікації і реєстрації інбредних ліній та гібридів соняшника рекомендується використовувати запропоновану технологію, засновану на виявленні алелів за 16 мікросателітними локусами, та запису у вигляді ідентифікаційних формул. Особистий внесок здобувача - проведено ідентифікацію генотипів соняшника за допомогою ПЛР-аналізу мікросателітної ДНК, запропоновано спосіб реєстрації інбредних ліній та гібридів у вигляді генетичних формул.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Вивчено молекулярно-генетичний поліморфізм генотипів соняшника (Helianthus annuus L.) української селекції за допомогою мікросателітних маркерів.

1. Проаналізовано інформаційну цінність мікросателітних локусів геному соняшника, виявлено унікальні алелі.

2. Досліджені генотипи за ступенем генетичної близькості диференційовані на окремі групи, згідно їхнього походження.

3. Визначені частотні характеристики алелів та індекси поліморфності за вивченими локусами.

4. Запропоновано тест-систему для визначення типовості інбредних ліній та гібридності простих гібридів соняшника.

5. Сформовано базу даних алельних характеристик поліморфних мікросателітних локусів для інбредних ліній і гібридів соняшника. Створено ідентифікаційні формули, які відображають специфічність кожного дослідженого генотипу.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Для визначення типовості інбредних ліній та гібридності простих гібридів соняшника рекомендується використовувати тест-систему, засновану на ДНК-типуванні генотипів за мікросателітними локусами.

2. Для ідентифікації і реєстрації інбредних ліній та гібридів соняшника рекомендується використовувати запропоновану технологію, засновану на виявленні алелів за 16 мікросателітними локусами, та запису у вигляді ідентифікаційних формул.

ПЕРЕЛІК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Солоденко А.Е., Саналатий А.В. (Трояновская А.В.), Сиволап Ю.М. Идентификация генотипов подсолнечника с помощью микросателлитных маркеров // Цитология и генетика. - 2004. - Т. 38, № 2. - С.15-19.

Особистий внесок здобувача - досліджено поліморфізм ряду мікросателітних послідовностей ДНК. Виявлено унікальний алельний склад за 8 SSR-локусами, а також алелі, специфічні для генетичного матеріалу, створеного в певному селекційному центрі.

2. Саналатий А.В. (Трояновская А.В.), Солоденко А.Е., Сиволап Ю.М. Идентификация генотипов подсолнечника украинской селекции при помощи SSRP-анализа // Цитология и генетика. - 2006. - Т. 40, № 4. - С.31-37.

Особистий внесок здобувача - досліджено 16 поліморфних мікросателітних локусів геному соняшника, виконано порівняльний SSR-аналіз інбредних ліній, виявлено набори алелів, специфічні до 20 батьківських ліній. Визначено індекс поліморфності (РІС) для кожного проаналізованого локусу. Сформовано генетичні формули (паспорти) для всіх досліджених генотипів.

3. Сиволап Ю.М., Солоденко А.Е., Саналатій А.В. (Трояновська А.В.) Спосіб ідентифікації генотипів соняшника // Деклараційний патент України № 68813 А опубл.16.08.2004 Бюл.№ 8.

Особистий внесок здобувача - проведено ідентифікацію генотипів соняшника за допомогою ПЛР-аналізу мікросателітної ДНК, запропоновано спосіб реєстрації інбредних ліній та гібридів у вигляді генетичних формул.

4. Саналатий А.В. (Трояновская А.В.), Солоденко А.Е., Сиволап Ю.М. Выявление полиморфизма микросателлитной ДНК у генотипов подсолнечника методом SSR-ПЦР // Сборник тезисов 2-й Международной конференции молодых ученых "Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений" (19-23 мая 2003 г.) Харьков, Украина. - 2003. - 84

Особистий внесок здобувача - проведено аналіз молекулярно-генетичного поліморфізму інбредних ліній та гібридів соняшника за допомогою 5 мікросателітних маркерів.

5. Саналатий А.В. (Трояновская А.В.), Солоденко А.Е., Сиволап Ю.М., Толмачев В.В. ДНК-маркеры в селекции и семеноводстве подсолнечника // Сборник тезисов IV Международной конференции "Геном растений" (10-13 июня 2003 г.) Одесса, Украина. - 2003. - 35

Особистий внесок здобувача - проведено оцінку генетичного різноманіття інбредних ліній соняшника трьох основних центрів селекції цієї культури в Україні за допомогою аналізу мікросателітної ДНК.

6. Sanalati A.V.(Troyanovskaya A.V.), Solodenko A.E., Sivolap Yu. M. SSRP-analysis of sunflower // Международная научная конференция молодых ученых помолекулярной биологии и генетике (25-27 сентября 2004 г.) Киев, Украина.- 2003.- 205

Особистий внесок здобувача - протестовано 11 пар мікросателітних праймерів на генотипах української селекції.

7. Солоденко А.Е, Саналатий А.В. (Трояновская А.В.), Сиволап Ю.М. Микросателлитные маркеры в семеноводстве подсолнечника // Международная научная конференция "Молекулярная генетика, геномика и биотехнология" (24-26 ноября 2004 г.) Минск, Беларусь. - 2004. - С. 111-113.

Особистий внесок здобувача - проведено оцінку генетичного різноманіття досліджуваного матеріалу, встановлено молекулярно-генетичний поліморфізм за 14 локусами геному соняшника.

8. Саналатий А.В. (Трояновская А.В.), Солоденко А.Е., Сиволап Ю.М. Идентификация генотипов и определение "гибридности" простых гибридов подсолнечника методом SSR-ПЦР" // Міжнародна науково-практична конференція "Генетичні ресурси для адаптивного рослинництва: мобілізація, інвентаризація, збереження, використання" (29 червня - 1 липня 2005 р.) Оброшино, Україна. - 2005. - С. 252-253.

Особистий внесок здобувача - проведено SSR-ПЛР для ідентифікації генотипів та визначення гібридності простих гібридів F1 соняшника за допомогою 15 мікросателітних локусів.

9. Саналатий А.В. (Трояновская А.В.), Солоденко А.Е., Сиволап Ю.М. Полиморфизм микросателлитной ДНК подсолнечника и создание ДНК-паспорта с помощью метода SSR-ПЦР // Международная научная конференция "Современные проблемы генетики" (21-23 ноября 2005 г.) Минск, Беларусь. -2005. - С. 186-187.

Особистий внесок здобувача - проаналізовано 32 SSR-локуси геному соняшника, з яких 16 виявились поліморфними, встановлено наявність від двох до восьми алелів у локусі.