Оценка молекулярно-генетического полиморфизма сои Дальневосточного региона

Исследования проводили с целью изучения молекулярно-генетического полиморфизма дикой и культурной сои Дальневосточного региона с использованием ферментов белковых и SSR-маркеров. Материалом служили семена 6 сортов и 2 форм дикой сои, выращенные в Амурской области (Алена, Китросса, Соната, Гармония), Хабаровском (Батя, дикая соя ХК) и Приморском (КЗ-6337) краях. Удельную активность гидролитических ферментов и оксидоредуктаз определяли в семенах спектрофотометрическим или фотоколориметрическим методом, множественные формы – методом электрофореза, геномную ДНК выделяли модифицированным СТАВ-методом. Для молекулярно-генетического анализа ДНК использовали 11 пар SSR-праймеров с температурой отжига от 45 до 60 ^оС. Повышенная удельная активность оксидоредуктаз выявлена в семенах образцов дикой сои Амурской области и Хабаровского края (для супероксиддисмутазы соответственно 130,74 и 156,04 ед./мг белка; для пероксидазы – 701,42 и 465,39 ед./мг белка), что соотносится с небольшим количеством их множественных форм (соответственно 5 и 1). Повышенная удельная активность гидролазного комплекса установлена для сорта сои Китросса (рибонуклеазы – 0,24 ед./мг белка; эстеразы – 0,118 ед./мг белка; кислых фосфатаз – 0,125 ед./мг белка, амилазы – 78,09 ед./мг белка). У других исследуемых образцов удельная активность рибонуклеаз в большинстве случаев находились в пределах 0,09…0,13 ед./мг белка, эстераз – 0,052…0,095 ед./мг белка, кислых фосфатаз – 0,060…0,088 ед./мг белка, амилаз – 7,20…74,08 ед./мг белка. Сорт Алена отличался от других исследуемых сортов по 7 микросателлитным локусам, сорт Батя – от сорта Приморская-96 по 6 из 11 локусов, а формы дикой сои были схожи по трем локусам (E_178, K_135, M₁₇₀), что свидетельствует об их генетической удаленности, которая подтверждается дендрограммой.

1. Фокина Е. М., Беляева Г. Н., Разанцвей Д. Р. Использование зародышевой плазмы нетипичных форм сои в селекции // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 8. С. 39–44. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10801.

2. Салина Е. А. Технологии геномного моделирования и редактирования для решения задач селекции растений // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 9. С. 9–14.

3. Оптимизация маркерной системы для генотипирования сортов льна масличного коллекции ВНИИМК / Т. А. Челюстникова, А. А. Аверина, С. З. Гучетль и др. // Аграрная наука. 2022. № 4. С. 54–61. doi: 10.32634/0869-81552022-358-4-57-61.

4. Молекулярно-генетическая характеристика гаплоидных линий сахарной свеклы / А. А. Налбандян, Т. П. Федулова, Е. А. Тороп и др. // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2022. № 2. С. 33–37. doi: 10.30850/vrsn/2022/2/33-37.

5. Чесноков Ю. В. Биохимические маркеры в генетических исследованиях культурных растений: применимость и ограничения // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54. № 5. С. 863–887. doi: 10.15389/agrobiology.2019.5.863rus.

6. Microsatellite markers: what they mean and why they are so useful / M. L. Vieira, L. Santini, A. L. Diniz, et al. // Genetics and molecular biology. 2016. Vol. 39. No. 3. P. 312–328. doi: 10.1590/1678-4685-GMB-2016-0027.

7. Genetic diversity and population structure of Indian soybean (Glycine max (L.) Merr.) as revealed by microsatellite markers / S. Tiwari, N. Tripathi, K. Tsuji, et al. // Physiology and Molecular Biology of Plants. 2019. Vol. 25. P. 953–964. doi: 10.1007/s12298-019-00682-4.

8. SSR analysis of 38 genotypes of soybean (Glycine max (L.) Merr.) genetic diversity in India / A. Bisen, D. Khare, P. Nair, et al. // Physiol. Mol. Biol. Plants. 2015. Vol. 21. No. 1. P. 109–115. doi: 10.1007/s12298-014-c0269-8.

9. Ramazanova S. A., Savichenko V. G., Guchetl S. Z. Genetic analysis of the homogeneity of soybean varieties by microsatellite loci // IOP Conference series: Earth and environmental science. 2021. Vol. 699. Article 012007. URL: https:// iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/699/1/012007/meta (дата обращения: 29.11.2022). doi: 10.1088/17551315/699/1/012007.

10. Молекулярно-генетические механизмы, лежащие в основе продвижения ареала возделывания сои к северу / Я. В. Федорина, Е. К. Хлесткина, И. В. Сеферова и др. // Экологическая генетика. 2022. Т. 20. № 1. С. 13–30. doi: 10.17816/ecogen83879.

11. Изучение генетического разнообразия мировой коллекции сои с использованием микросателлитных маркеров, связанных с устойчивостью к грибным болезням / А. К. Затыбеков, Е. К. Туруспеков, Б. Н. Досжанова и др. // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020. Т. 181. № 3. С. 81–90. doi: 10.30901/2227-8834-2020-3-81-90.

12. Иваченко Л. Е., Коничев А. С. Роль биологически активных веществ сои в адаптации к условиям выращивания. М.: МГОУ, 2016. 154 с.

13. Рамазанова С. А. Идентификация сортов сои (Glycine max L.) с использованием микросателлитных локусов ДНК // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2016. № 2 (166). С. 63–67.

14. Изучение генетического разнообразия и паспортизация сортов сои Glycine max (L.) Merr. / С. И. Абугалиева, А. К. Затыбеков, Ш. Н. Энуарбек и др. Алматы, 2017. 100 с.

15. Подбор микросателлитных локусов ДНК для создания молекулярно-генетических паспортов диких форм и сортов сои амурской селекции / О. Н. Бондаренко, А. А. Блинова, Л. Е. Иваченко и др. // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2022. № 2 (222). С. 37–48.

16. Рамазанова С. А., Коломыцева А. С. Оптимизация технологии генотипирования сои на основе анализа полиморфизма SSR-локусов ДНК // Масличные культуры. 2020. № 1 (181). С. 42–48.

17. Melatonin mitigates drought induced oxidative stress in potato plants through modulation of osmolytes, sugar metabolism, ABA homeostasis and antioxidant enzymes / A. A. El-Yazied, M. F. M. Ibrahim, M. A. R. Ibrahim, et al. // Plants. 2022. Vol. 11. No. 9. Article 1151. URL: https://www.mdpi.com/2223-7747/11/9/1151/htm (дата обращения: 21.11.2022). doi: 10.3390/plants11091151.

18. Evaluation of soybean (Glycine max L.) genotypes on the basis of biochemical contents and anti-oxidant enzyme activities / A. Sharma, M. K. Tripathi, S. Tiwari, et al. // Legume Research. 2021. Vol. 44. No. 12. Р. 1419–1429. doi: 10.18805/LR-4678.

19. Zafra A., Castro A. J., Alche J. Identification of novel superoxide dismutase isoenzymes in the olive (Olea europaea L.) pollen // BMC Plant Biol. 2018. Vol. 18. Article 114. URL: https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870018-1328-z (дата обращения: 21.11.2022). doi: 10.1186/s12870-018-1328-z.

20. Влияние Septoria glycines Hemmi на активность гидролитических ферментов сои сорта Лидия / С. И. Лаврентьева, Л. Е. Иваченко, Д. К. Чернышук и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 8. С. 33–38. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10805.

21. Рудакова А. С., Рудаков С. В., Артемьева А. М. Полиморфизм эстеразных изоферментов в зрелых семенах редьки посевной (Raphanus sativus L.) // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55. № 5. С. 956–969. doi: 10.15389/agrobiology.2020.5.956rus.

22. Padilha M. S., Coelho C. M. M., Ehrhardt-Brocardo N. C. M. Vigor and alpha-amylase activity in common bean seeds under salt stress conditions // Semina: Ciencias Agrarias. 2021. Vol. 42. No. 6. P. 3633–3650. doi: 10.5433/1679-0359.2021v42n6Supl2p3633.

23. Молекулярные маркеры в исследованиях генетического разнообразия представителей рода Rubus L. и перспективы их применения в селекции / А. М. Камнев, О. Ю. Антонова, С. Е. Дунаева и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Т. 24. № 1. С. 20–30. doi: 10.18699/VJ20.591.

24. Чесноков Ю. В., Кочерина Н. В., Косолапов В. М. Молекулярные маркеры в популяционной генетике и селекции культурных растений: монография. М.: Угрешская Типография, 2019. 200 с.