Оцінювання міжсортового поліморфізму малини за використання SSR-PCR-аналізу

Abstract

Малина – провідна ягідна культура в Україні. Необхідність удосконалення її сортименту за низкою напрямів потребує застосування ДНК-маркерів як сучасного підходу в роботі з генетичними ресурсами. Вперше для вивчення генетичної структури 12 сортів малини, які культивуються в Україні, застосовано мікросателітні ДНК-маркери (SSR-PCR) й оцінено їх ефективність у з’ясуванні спорідненості сортів малини. Визначення генотипів проведено за 10 мікросателітними локусами (RiM017, RiM019, RhM003, RhM011, RhM043, Rub1а, Rub4a, Rub223a, Rub228a і Rub262b). Для аналізу поліморфізму мікросателітних локусів використано електрофоретичне розділення ПЛР-продуктів у 8 % денатурувальному поліакриламідному гелі (ПААГ) з подальшим фарбуванням нітратом срібла. Виявлено високий рівень поліморфізму SSR-маркерів у малини. Середня кількість алелів на один мікросателітний локус становила 4,61. Значення показника ефективної кількості алелів знаходилися в діапазоні від 1,291 (RiM017) до 5,053 (Rub228a). Значення індексу Шеннона варіювали від 0,456 (Rub228a) до 1,77 (RhM043). Найвищий рівень фактичної гетерозиготності зафіксовано за локусом RiM019 (83,3 %), найнижчий ‒ за локусом RhM011 (8,3 %). За частотами ідентифікованих алелів обчислено PIC, значення якого за дослідженими маркерами становило від 0,212 до 0,777. Розмах генетичних відстаней між дослідженими сортами коливався від 0,0093 до 2,0127, а індексів генетичної ідентичності ‒ від 0,0056 до 0,9398. Отримані результати свідчать про перспективність використання протестованих маркерів для оцінювання генетичного різноманіття вітчизняного генофонду малини, а також для розроблення методів ідентифікації й паспортизації її сортів.

Raspberry (Rubus idaeus L.) is one of the leading berry crops in Ukraine. The necessity to improve its varietal composition in several directions requires the use of DNA markers as a modern approach to working with genetic resources. For the first time, microsatellite DNA markers (SSR-PCR) were applied to study the genetic structure of 12 raspberry cultivars cultivated in Ukraine and to evaluate theireffectiveness in determining the genetic relatedness among them. Genotyping was carried out using 10 microsatellite loci: RiM017, RiM019, RhM003, RhM011, RhM043, Rub1a, Rub4a, Rub223a, Rub228a, and Rub262b. The analysis of microsatellite locus polymorphism was performed by electrophoretic separation of PCR products in an 8 % denaturing polyacrylamide gel (PAGE), followed by silver nitrate staining. A high level of polymorphism of the SSR markers in raspberry was revealed. The average number of alleles per locus was 4.61. The effective number of alleles ranged from 1.291 (RiM017) to 5.053 (Rub228a). Shannon index values varied from 0.456 (Rub228a) to 1.770 (RhM043). The highest observedheterozygosity was recorded for locus RiM019 (83.3 %), and the lowest for locus RhM011 (8.3 %). Based on the allele frequencies, the polymorphism information content (PIC) values were calculated and ranged from 0.212 to 0.777 across the studied markers. The genetic distances among the cultivars varied from 0.0093 to 2.0127, while genetic identity indices ranged from 0.0056 to 0.9398. The obtained results demonstrate the potential of the tested SSR markers for assessing the genetic diversity of the national raspberry gene pool and for the identification and certification (passportization) of raspberry cultivars.