Плодоводство
и виноградарство Юга России
Токмаков Сергей Вячеславович
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия»
лаборатория генетики и микробиологии
науч. сотрудник лаборатории
Статьи в журнале (всего: 25)
Изучен полиморфизм 10 микросателлитных локусов у сортов винограда Каберне-Совиньон, Саперави и их сертифицированных клонов. Проведен анализ протоклонов, выделенных ранее в процессе клоновой селекции, с помощью ssr-маркеров, перспективных в идентификации клонового полиморфизма. Выделено 7 протоклонов сорта Каберне-Совиньон и 2 протоклона Саперави, имеющих отличия по изученным локусам от исходных сортов.
Фундаментальной основой решения теоретических и прикладных задач селекции является генофонд культуры. Аборигенные, стародавние сорта различных регионов возделывания винограда, как и дикие формы, – наиболее ценная часть мирового генофонда культуры. Местные, аборигенные сорта представляют большой интерес для решения прикладных задач селекции и фундаментальных вопросов. Именно в генотипах автохтонных сортов винограда могут быть выявлены комплексы признаков, обеспечивающие адаптивность растений к конкретным агроклиматическим условиям возделывания. Целью настоящей работы является изучение генотипов южнороссийских аборигенных сортов винограда на основе анализа полиморфизма микросателлитных локусов. Начаты исследования по генотипированию автохтонных сортов винограда юга России. Получены ДНК-профили 12 аборигенных сортов по микросателлитным локусам VVMD5, VVMD7, VVMD27, VVS2, VrZAG62 и VrZAG79. Установлено, что каждый сорт винограда имеет свой уникальный ДНК-профиль. Определены сорта с редкими аллелями по изученным локусам в исследуемой группе сортов винограда.
Изучен аллельный полиморфизм двух генов яблони, влияющих на плотность и текстуру мякоти плодов – Md-EXP7 и Md-PG1 – у 21 современного и автохтонного (народной селекции) сорта яблони Крыма. В работе использованы микросателлитные маркеры к указанным геном, меченые флуоресцентными красителями. В результате по гену Md-EXP7 выявлено 9 гетерозиготных образцов (аллельные комбинации 198:202; 202:206; 202:214) и 11 гомозиготных образцов (аллели 200:200 и 202:202 п. н.). По локусу гена Md-PG1 идентифицировано 14 гомозиготных образцов с аллельной комбинацией 298:298 и 7 гетерозиготных образцов (аллели 288:298 и 291:298). Известно, что чем короче микросателлитный повтор маркера Md-EXP7, тем плотнее мякоть плода: наиболее ценными генотипами являлись Синап белый, Синап судакский, Амулет, Балаклавское и Татарское зимнее. По маркеру Md-PG1 наиболее ценными оказались сорта Амулет, Балаклавское, Демир Алма, Кандиль синап, Салгирское и Синап белый с аллельным набором 288:298, а также сорта Румянка крымская и Татарское зимнее с аллельным набором 291:298. Рассмотрение результатов анализа аллельного полиморфизма и комбинаций аллелей гена Md-EXP7 у автохтонных сортов Крыма показало, что 9 из 11 сортов народной селекции несут аллели 198, 200 или 202 п.н., определяющие высокий (198) или средний уровень плотности (200 и 202 п.н). На основании этих данных можно сделать предположение о наличии целенаправленного отбора форм яблони по признаку «качество плодов» в процессе народной селекции яблони в регионе происхождения изученных сортов.
ДНК-маркеры являются важным инструментом идентификации сортов винограда, дают возможность выдвинуть предположение о происхождении сорта, подтвердить или опровергнуть информацию о родительских формах конкретного генотипа. SSR-маркеры VVMD5, VVMD7, VVMD27, VVS2, VrZAG62 и VrZAG79 выступают как основной минимальный набор в работах по генотипированию сортов винограда. С помощью данного набора SSR-маркеров нами проведено генотипирование сортов винограда Антарис, Литдар, Мицар, Дмитрий селекции ФГБНУ СКФНЦСВВ. В качестве контроля для уточнения размеров идентифицированных аллелей в работе использовали ДНК референсных сортов Шардоне и Пино нуар. Образцы ДНК выделяли из молодых побегов растений. ДНК-профилирование выполнено методом полимеразной цепной реакции с анализом продуктов реакции методом капиллярного электрофореза. На основе полученных данных генотипирования сформированы ДНК-паспорта сортов: Антарис VVS2133 145 VVMD7239 249 VVMD27193 195 VVMD5230 242 VrZAG62188 200 VrZAG79251 261; Литдар VVS2133 135 VVMD7249 249 VVMD27180 195 VVMD5236 240 VrZAG62186 204 VrZAG79247 255; Мицар VVS2139 143 VVMD7239 249 VVMD27182 190 VVMD5238 242 VrZAG62194 202 VrZAG79247 259; Дмитрий VVS2133 145 VVMD7239 251 VVMD27190 190 VVMD5234 234 VrZAG62194 194 VrZAG79243 261. Для уточнения происхождения исследуемых сортов проведено сравнение полученных данных и ДНК-профилей соответствующих родительских форм. Выявлено полное соответствие информации о происхождении сортов Антарис (Саперави х Цимлянский черный), Литдар (Хиндогны х Мускат гамбургский), Мицар (Серексия х Каберне Совиньон), Дмитрий (Варуссет х Гранатовый) по данным, полученным при анализе ДНК-профилей генотипов этих сортов и их родительских форм. Сформированные ДНК-паспорта могут быть использованы для идентификации растений данных сортов, проверки посадочного материала на чистосортность, а также при защите авторских прав.
В статье обобщены современные данные, касающиеся актуальной проблемы – молекулярно-генетического контроля биосинтеза этилена у яблони, непосредственно влияющего на качество плодовой продукции и способность к хранению. Решение данной проблемы невозможно без точного представления механизмов синтеза этилена, рецепции и передачи этиленового сигнала, биохимических путей контроля уровня его синтеза. Поиск актуальной и комплексной информации осложняется наличием большого количества статей в зарубежных изданиях, рассматривающих лишь отдельные ступени регуляции уровня биосинтеза этилена. Понятно, что вклад в такой признак, как структура плода и способность его к хранению, оказывает множество генов, таким образом, целью данной работы явилось обобщение имеющейся на сегодняшний день информации о биосинтезе этилена и его контроля. В статье обозреваются ингибиторы рецепции этилена (1-МЦП и AVG), рассмотрены пути биосинтеза этилена (система 1 и 2), ключевые ферменты в биосинтезе этилена (АЦК-синтаза и АЦК-оксидаза), гены, кодирующие эти ферменты – Md-ACS1, Md-ACS2, Md-ACS3, Md-ACS5A и MdACS5B – для АЦК-синтазы и Md-ACO1, Md-ACO2, Md-ACO3 и Md-ACO4 – для АЦК-оксидазы. Рассмотрены каскадные механизмы передачи этиленового сигнала, включающие в себя рецепторы ETR, ERS, RAN, CTR, EIN, EIN, EILs и ERF, и их молекулярно-генетический контроль. Помимо этого, в статье приведена информация о генах, влияющих на структуру плода, но не связанных с этиленом – Md-Cel1, Md-PG1, Md-PG2 и Md-Exp7. Освещены вопросы картирования QTL, контролирующих качество плодов, а именно связанные с биосинтезом этилена.