Генотипирование мировой коллекции овса с использованием микросателлитных маркеров

Авторы

  • A. N. Ashimova Институт биологии и биотехнологии растений, г. Алматы, Казахстан
  • K. A. Yermekbaev Институт биологии и биотехнологии растений, г. Алматы, Казахстан
  • Y. K. Turuspekov Институт биологии и биотехнологии растений, г. Алматы, Казахстан Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан
  • S. I. Abugalieva Институт биологии и биотехнологии растений, г. Алматы, Казахстан

Ключевые слова:

овес, мировая коллекция, генетическое разнообразие, ДНК-маркеры

Аннотация

Коллекция овса Avena sativa L. и Аvena byzantina c. Koch., состоящая из 163 сортов и линий селекции Казахстана, стран Европы и Америки, проанализирована с использованием 19 микросателлитных маркеров. В работе использовано 29 микросателлитных маркеров, 19 из которых оказались полиморфными для изучаемой коллекции. Генетическая изменчивость образцов коллекций проанализирована с применением программ PopGene и GenAlEx 6.5. Обнаружено 89 аллелей, со средним количеством аллелей на локус, равным 4,5 и эффективным количеством аллелей, равным 2,6. Количество аллелей на локус варьировало от 2 (АМ25) до 8 (АМ3). Расcчитаны индексы генетического разнообразия Шеннона и Нея как для всей коллекции, так и для регионов отдельно. Так, значения данных показателей для всей коллекции овса оказались равными 1,002 и 0,532, соответственно. Для коллекции сортов и перспективных линий овса Казахстана и Восточной Европы были выявлены самые высокие значения генетического разнообразия по Нею (0,525±0,047 и 0,521±0,052) и PIC (0,4783±0,036 и 0,4702±0,043). Анализ позволил четко дифференцировать популяции овса из Казахстана, стран Северной и Южной Америки, Западной, Восточной и Северной Европы. Полученная информация может быть эффективно использована для генетической паспортизации коммерческих сортов, защиты интеллектуальных прав селекционеров, и для усиления селекционных проектов, направленных на повышение адаптивности и продуктивности овса в различных регионах Казахстана.

Библиографические ссылки

1 Stevens EJ, Armstrong KW, Bezar HJ, Griffin WB, Hampton JB (2004) “Fodder oats: an overview” in Fodder Oats: A World Overview, JM Suttie and SG Reynolds, Eds., Plant Production and Protection Series, FAO, Rome, Italy. 33:11-18.
2 Loskutov IG, Blinov EV (2013) Genetic resources for oats promising areas of selection. Works of applied botany, genetics and breeding [Geneticheskie resursy ovsa dlya perspektivnyh napravlenii selekcii. Trudy po prikladnoi botanike, genetike I selekcii] 177:42-45. (In Russian)
3 Batalova GA (2000) Oats, technology of cultivation and breeding [Oves, tehnologiya vozdelovaniya i selekciya]. Kirov. P.206. (In Russian)
4 Sartakova SV (2004) The global gene pool of oats role in addressing the priorities of selection problems in Western Siberia. The genetic resources of cultivated plants [Geneticheskie resursy kulturnyh rastenii]. St. Petersburg, Russia. P.110. (In Russian)
5 He X, Bjornstad A (2012) Diversity of North European oat analyzed by SSR, AFLP and DArT markers, Theoretical and Applied Genetics, 125(1):57-70. DOI: 10.1007/s00122-012-1816-8
6 Loskutov I.G (2009) Genetic resources oats and barley - a source of productive breeding in Russia [Geneticheskie resursy ovsa I yachmenya – istochnik rezultativnoi selekcii v Rosii]. Reports International Vavilov Conference, Russia. P.200-205. (In Russian)
7 Turuspekov Y, Sariev B, Chudinov V, Sereda G, Tokhetova L, Ortaev A, Tsygankov V, Doszhanov M, Volis S, Abugalieva S (2013) Genotype X environment interaction patterns for grain yield of spring barley in different regions of Kazakhstan, Genetics, 49(2):196-205. DOI: 10.1134/S1022795413020129
8 Zeng XQ (2015) Genetic variability in agronomic traits of a germplasm collection of hulless barley, Genet Mol Res., 28;14(4):18356-69. DOI: 10.4238/2015
9 Loskutov IG, Kovaleva ON, Blinova EV (2011) Guidelines for the study and conservation of the world collection of barley and oats [Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu i sohraneniyu mirovoi kollekcii yachmenya i ovsa]. Russia. P.46. (In Russia)
10 State Register of Breeding Achievements Approved for use in the Republic of Kazakhstan [Gosudarstvennyi reestr selekcionnyh dostizhenii, dopushennyh k ispolzovaniyu v Respublike Kazakhstan]. Astana, Kazakhstan, 2014. P.238. (In Russia)
11 Sariev BS, Tohetova LA Abugaliyeva AI, Zhundibaev KK, Baimuratov AZ (2013) Adapted and prospective varieties of forage crops established in KazNIIZiR [Raionirovannye I perspektivnye sorta zernofurozhainyh kultur, sozdannyh v KazNIIR]. Astana, Kazakhstan. P.36. (In Russian)
12 Varieties of grain crops breeding NPC Grain Farming by Barayev AI [Sorta zernovyh kultur selekcii NPC zernovogo hozyaistva im. AI Barayeva] (2011), Catalogue. Astana, Kazakhstan. P.65. (In Russian)
13 Kaskarbaev JA (2001) Formation of the duration of the growing season of crops of oats depending on the variety, sowing date and fertilizer. Grain economy [Formirovanie prodolzhitelnosti vegetacionnogo perioda posevov ovsa v zavisimosti ot sroka poseva I udobrenii. Zernovoe hozyaistvo] 1:33-34. (In Russian)
14 Fu YB, Chong J, Fetch T, Wang ML (2007) Microsatellite variation in Avena sterilis oat germplasm, Theoretical and Applied Genetics, 114(6):1029-38. DOI 10.1007/s00122-006-0496-7
15 Montilla-Bascon G, Sanchez-Martín J, Rispail N, Rubiales D, Mur L, Langdon T, Griffiths I, Howarth C, Prats E (2013) Genetic Diversity and Population Structure Among Oat Cultivars and Landraces, Plant Molecular Biology, 31:1305–1314. DOI 10.1007/s11105-013-0598-8
16 Sood VK, Rana I, Hussain W, Chaudhary HK (2016) Genetic Diversity of Genus Avena from North Western-Himalayas Using Molecular Markers Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences, 86(1):151-158.
17 Wu B, Zhang Z, Chen L, He M (2012) Isolation and characterization of novel microsatellite markers for Avena sativa (Poaceae oat), American Journal of Botany, 99(2):e69-71. DOI: 10.3732/ajb.1100404
18 Sheikhehpour S, Bahraminejad S, Cheghamirza K (2014) Morphological and molecular genetic variations of oat genotypes grown in Kermanshah, Iran, Molecular Biology Reports, 41(6):4023-30. DOI: 10.1007/s11033-014-3271-x
19 Nurpeissov M, Abugaliyeva AI, Langdon T (2015) Genetic Identification of Kazakhstan Oat. Varieties Biosciences Biotechnology Research Asia, 12(3):2227-2233.
20 Abugalieva S, Ermekbaev K, Sariev B, Chudinov V, Sereda G, Turuspekov Y (2013) Genotyping and phenotyping of oat collection, 2nd Conference of Cereal Biotechnology and Breding, Budapest. P.51
21 Abugaliyeva SI, Sereda GA, Chudinov VA, Sariev BS, Turuspekov YK (2013) Analysis of agronomic characters of world collection of oats grown in three different regions of Kazakhstan. Works of applied botany, genetics and breeding [Analiz hozyaistvenno-cennyh priznakov mirovoi kollekcii ovca, vyrashennoi v treh razlichnyh regionah Kazakhstana. Trudy po prikladnoi botanike, genetike i selekcii] 171:168-174. (In Russian)
22 Abugaliyeva SI, Chudinov VA, Sereda GA, Sariev BS, Turuspekov YK (2014) Genetic and phenotypic diversity of the collection of oats (Avena sativa L.), Proceedings of the 2nd International Conference "Problems of evolution and systematics of cultivated plants" [Geneticheskoe i fenotipicheskoe raznoobrazie kollecii ovsa (Avena sativa L.), Materialy 2-oi mezhdunarodnoi konferencii "Problemy evolyucii I sistematiki kulturnyh rastenii" ] St. Petersburg, Russia. P.36. (In Russian)
23 Delaporta SL, Wood J, Hicks JB (1983) A plant DNA minipreparation. Version II, Plant Mol. Biol. Rep, P.19-21.
24 Wight CP, Yan, W, Mitchell Fetch JW, Deyl JK and Tinker NA (2010) A Set of New Simple Sequence Repeat and Avenin DNA Markers Suitable for Mapping and Fingerprinting Studies in Oat (Avena spp.), Crop Science, 50(4):1207-1218. DOI: 10.2135/cropsci2009.09.0474
25 Yeh F, Yang R, Boyle T, Ye Z (2000) Microsoft Windows-Based Freeware for Population Genetic Analysis Version 1.32 ed. Molecular Biology and Biotechnology Centre, University of Alberta, Edmonton.
26 Smouse PE, Whitehead MR, Peakall R. (2015) An informational diversity framework, illustrated with sexually deceptive orchids in early stages of speciation, Molecular Ecology Resources, 15:1375-1384. DOI 10.111/1755-0998.12422
27 Baohong G, Zhou X, Murphy JP (2003) Genetic variation within Chinese and western cultivated oat accessions. Cereal Research Communication. 31(3-4):339–346

Загрузки

Выпуск

Раздел

МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ И ГЕНЕТИКА

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)