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: 24)
Милдью – одно из наиболее распространенных и вредоносных заболеваний виноградной лозы, вызывается биотрофным оомицетом Plasmopara viticola. Заболевание наносит существенный ущерб урожаю винограда, ухудшает его качество. Одним из наиболее эффективных методов контроля заболевания является выращивание устойчивых сортов винограда. У сортов винограда Vitis vinifera (основа современного высококачественного сортимента) практически не наблюдается генетической устойчивости к данному заболеванию. Генотипы, обладающие устойчивостью к милдью, относятся к сортам винограда Северной Америки и Азии, а также Muscadinia rotundifolia. Поиск доноров устойчивости и вовлече-ние их в процесс создания новых высокоустойчивых генотипов – важная задача современной селекции и генетики. На сегодняшний день удалось определить более 20 локусов устойчивости к милдью в геноме винограда. Ген Rpv12 был выявлен S.Venuti и др. методом QTL-анализа. Был также определен набор ДНК-маркеров, сонаследуемых с геном Rpv12 и рекомендуемых для ДНК-маркерной селекции. Донором данного гена устойчивости является дикий амурский виноград. Нами проведено исследование методом ПЦР генотипов винограда – потенциальных носителей гена, согласно их родословной, с помо-щью ДНК-маркеров (UDV343, UDV360), сцепленных с геном устойчивости к милдью Rpv12. Разделение продуктов реакции выполнено методом капиллярного электрофореза с использованием автоматического генетического анализатора ABI Prism 3130. Для апробации ДНК-маркеров в ра-боту включили ДНК сортов Кунлеань, Заря Севера, в которых по литературным данным присутствует ген Rpv12, а также сортов – отрицательных контро-лей (Каберне Совиньон и Шардоне), которые не несут ген устойчивости. Целевые ПЦР-продукты определены в генотипах Кунлеань, Заря Севера, что соответствует литературным данным, а также в генотипах сортов Степняк и Восторг.
Производство российского вина основано на использовании активных сухих дрожжей, ввозимых в РФ из стран Европы – Франции, Германии, Италии. Между тем, известно, что высококачественные вина географического наименования необходимо производить с применением местных рас дрожжей. Поиск таких рас (штаммов) является актуальной задачей. Анализ генетического разнообразия популяций дикорастущих дрожжей и создание их коллекций является необходимым начальным этапом в создании новых перспективных штаммов для промышленного виноделия. Такие исследования постоянно проводятся в Европе для создания терруарспецефических штаммов дрожжей. Отбор проб винограда для выделения и изучения новых местных штаммов винных дрожжей проводили в виноградарских хозяйствах Темрюкского и Анапского районов Краснодарского края. Выделение ДНК, условия проведения ЦР и фрагментного анализа выполняли согласно действующим методикам. Для анализа полиморфизма длин амплифицируемых фрагментов при SSR-генотипировании использовали фрагментный анализ на автоматическом генетическом анализаторе ABIprism 3130. Полученные данные визуализировали в программе Gene Mapper v 4.1. Установлено разнообразие видов и родов дрожжей на поверхности ягод винограда. При этом «выход» сахаромицетов составил порядка 30 % от общего количества полученных моноспоровых культур для каждой из точек отбора. Приведены результаты анализа генетических взаимосвязей и ряда технологических характеристик штаммов Saccharomyces sp., выделенных из естественных популяций в ампелоценозах. Выявлено, что географический фактор влиял на возникновение генетической изоляции. Показано, что генетически удалённые штаммы проявляют значительные различия по ряду физиолого-биохимических характеристик.
Молекулярные маркеры позволяют идентифицировать сорта, изучать их происхождение, выявлять синонимы, омонимы и примеси в коллекциях. ДНК-паспорта сортов винограда представляют собой профили генотипов по набору микросателлитных (SSR) локусов. SSR-маркеры VVMD5, VVMD7, VVMD27, VVS2, VrZAG62 и VrZAG79 составляют минимальный основной набор в работах по ДНК-паспортизации сортов винограда. С использованием указанного набора SSR-маркеров нами проведено генотипирование сортов винограда Бархатный, Достойный, Красностоп АЗОС, Красностоп анапский, Филлоксероустойчивый Джемете селекции Анапской зональной станции виноградарства и виноделия и сорта Мускат гамбургский, включенного в исследование как одна из родительских форм сортов Бархатный и Достойный. Основной метод, применяемый в работе. – полимеразная цепная реакция (ПЦР) с разделением продуктов реакции на автоматическом генетическом анализаторе ABI Prism 3130. В качестве контроля для уточнения размеров идентифицированных аллелей в работе Использовали ДНК референсных сортов Шардоне и Каберне Совиньон. ДНК выделяли методом ЦТАБ из апикальных листьев молодых побегов. Анализ генотипов осуществляли на ДНК из смеси растительного материала 3-5 типичных растений по каждому сорту. Генотипы исследуемых сортов показали различные комбинации аллелей по изученным микросателлитным локусам. В результате анализа ДНК-профилей нами выявлено, что сорт винограда Достойный имеет происхождение отличное от заявляемого, а именно – сорт Мускат гамбургский не является его родительской формой, в то же время подтвердилось, что другой родительской формой является Филлоксероустойчивый Джемете. Полученные ДНК-профили сортов могут быть использованы для их идентификации, проверки чистосортности маточных насаждений и посадочного материала, защите авторских прав.
Исследования проводили согласно общепринятым и разработанным в ФГБНУ СКФНЦСВВ программам и методикам селекции и сортоизучения в центре коллективного пользования «Исследовательско-селекционная коллекция генетических ресурсов садовых культур» (ЦКП ИСК ГРСК). Объекты исследований – сорта и формы яблони (Malus × domestica Borkh.) разной плоидности и генетического происхождения. Цель исследования – оценка аллельного полиморфизма микросателлитных последовательностей генома коллекционных образцов рода Malus Mill. как исходного материала для дальнейшей селекции. Генотипирование 48 сортообразцов яблони (из них: 44 диплоида и 4 триплоида) генетической коллекции ФГБНУ СКФНЦСВВ проводили с использованием 12 SSR маркеров: CH04c07, GD12, CH03d07, CH02C09, CH01h10, GD96, CH04e05, GD100, Hi02c07, GD147, CH01f02, CH02c11. Установлены маркеры, обладающие: наибольшим числом аллелей – GD12 (18 аллелей); наименьшим числом аллелей – CH01h10 и Hi02c07 (10 аллелей); наибольшим числом эффективных аллелей – CH01f02 (9,018) и CH02c11 (9,366); наименьшим числом эффективных аллелей – CH01h10 (3,499). По индексу разнообразия выделены локусы CH01f02 и CH02c11, как обладающие наибольшим аллельным полиморфизмом. Выполнена группировка исследуемых 48 сортов яблони на основе результатов генотипирования по двум наиболее информативным маркерам (CH01а02 и CH02c11) и кластерного анализа. Наибольшая средняя длина аллелей (2480,40) у сортов, вошедших в третий кластер, далее – во второй кластер (1019,66), в четвертый кластер (819,65) и в первый кластер (603,28). Сформированы по средней длине аллелей 4 группы в составе 7, 3, 22 и 16 сортов соответственно. Полученные результаты анализа данной выборки сортов яблони важны для решения задач структурирования генофонда и дальнейших селекционных исследований.