Аннотации статей. Том 55, 2019 г., № 11
ИНСТИТУЦИАЛИЗАЦИЯ ГЕНЕТИКИ И ОТДАЛЕННОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ РАСТЕНИЙ В 1920–1930-е гг. в ВИРе
1 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 190000 Россия; e-mail: m.vishnyakova.vir@gmail.com
2 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: gonch@bionet.nsc.ru
3 Новосибирский государственный аграрный университет, Новосибирск, 630039 Россия
Георгий Дмитриевич Карпеченко вошел в историю генетики не только как блистательный ученый, но и как организатор и первый заведующий лаборатории генетики в Институте прикладной ботаники и новых культур, возглавляемом Н.И. Вавиловым. Впоследствии этот институт стал всемирно известным как Всесоюзный институт растениеводства (ВИР). Под руководством Г.Д. Карпеченко в ВИРе в 1920–1930-е гг. были начаты оригинальные генетические исследования значительного числа видов возделываемых растений: получение отдаленных гибридов, их цитогенетическое изучение, преодоление нескрещиваемости растений, экспериментальный мутагенез, разработка методов получения полиплоидов. Во многом благодаря ВИРу в стране было ясно осознано прикладное значение генетики для целей селекции. Были заложены основы отечественной школы генетической регуляции репродукции у растений. На основе межвидовой и внутривидовой гибридизации, индуцированных мутаций, экспериментальной полиплоидии в ВИРе было создано множество новых форм и сортов растений. К началу 1940-х годов ученые ВИР фактически вплотную подошли к пониманию генетических механизмов интрогрессивной гибридизации и к целенаправленному изменению геномных комплексов культивируемых видов растений. Эти и другие исследования принесли славу отечественной генетике и вывели ее на передовые рубежи в мире, а отдел генетики ВИР стал по существу центром подготовки кадров генетиков-растениеводов для всей страны и авторитетным методическим учреждением. Во все языки мира вошло слово Raphanobrassica, а все учебники по генетике и цитогенетике описывают классические эксперименты Г.Д. Карпеченко по преодолению бесплодия у рукотворных отдаленных гибридов. Позже исследования, начатые в ВИРе, были успешно продолжены учениками Г.Д. Карпеченко и в других научных учреждениях страны, в частности, в ИЦиГ СО АН СССР.
DOI: 10.1134/S001667581911016X
ОСОБЕННОСТИ ПЕРВИЧНЫХ ГИБРИДОВ ОТ СКРЕЩИВАНИЯ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ИЗ КИТАЯ С РОЖЬЮ ПОСЕВНОЙ
Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 190000 Россия; e-mail: o.mitrofanova@vir.nw.ru
Генофонд озимой мягкой пшеницы из Китая, сохраняемый в коллекции ВИР, уникален разнообразием аллелей генов селекционно-ценных признаков и свойств. Проведенные нами ранее исследования выявили среди этой пшеницы образцы, хорошо скрещивающиеся с рожью посевной, которые в большинстве случаев были низкозимостойкими. С целью вовлечения этого материала в российскую селекцию были получены пшенично-ржаные гибриды и проведен направленный отбор на зимостойкость и высокую продуктивность в ряде последующих поколений самоопыления гибридов. Оценка созданных гибридов F1 в осенне-зимнем посеве в условиях Северо-Западного региона РФ (г. Пушкин) выявила их различия по жизнеспособности, зимостойкости и завязываемости гибридных зерновок F2. Последующий направленный индивидуальный отбор растений в F2–F7 гибридных популяциях от самоопыления на высокие перезимовку и продуктивность привел к созданию первичных гексаплоидных пшенично-ржаных линий (2n = 6x = 42, BBAARR). В настоящей статье дана характеристика 17 линиям. С использованием рангового критерия (H) Краскела–Валлиса показана статистически значимая гетерогенность линий по изученным признакам. С применением метода геномной in situ гибридизации у всех линий выявлены элиминация хромосом генома D и наличие полных геномов B, A и R. У одной линии наряду с гексаплоидными растениями обнаружены формы, содержащие дополнительно от одной до пяти хромосом генома D. Созданные первичные зимостойкие и высокопродуктивные гексаплоидные пшенично-ржаные линии представляют собой новый исходный материал для селекции пшеницы и тритикале.
DOI: 10.1134/S0016675819110110
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ДИПЛОИДНОГО ЗЛАКА Aegilops tauschii, ВЫЯВЛЕННАЯ МЕТОДАМИ ХРОМОСОМНОГО АНАЛИЗА И ЭЛЕКТРОФОРЕЗА ЗАПАСНЫХ БЕЛКОВ ЗЕРНА (ГЛИАДИНОВ)
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: katerinabadaeva@gmail.com
2 Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук, Москва, 119991 Россия
3 Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук, Москва, 127276 Россия
4 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 190121 Россия
Генетическое разнообразие диплоидного злака Ae. tauschii Coss (2n = 2x = 14, DD), предка D-генома мягкой пшеницы, исследовано методами флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) c 11 ДНК-зондами, представляющими сателлитные и микросателлитные последовательности и семейства 45S и 5S рРНК генов, и электрофоретического (ЭФ) анализа запасных белков зерна – глиадинов. Выявлена четкая генетическая дифференциация образцов на группы strangulata (Str) и tauschii (Tau), отличающиеся друга от друга наличием микросателлитных повторов GAAn и ACTn и распределением семейств сателлитных ДНК, особенно pAs1 последовательности. Установлено, что представители группы Str наиболее близки D-геному мягкой пшеницы по рисунку распределения изученных проб. Сравнение ЭФ-спектров глиадинов показало наибольшее сходство образцов Ae. tauschii из Армении и Азербайджана с мягкой пшеницей, что указывает на участие закавказской группы Str в формировании современного генофонда мягких пшениц.
DOI: 10.1134/S001667581911002X
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ Solanum pinnatisectum Dun. И S. chacoense Bitt. ПО РЕЗИСТЕНТНОСТИ К ВИРУСУ КАРТОФЕЛЯ Y И РЕЗУЛЬТАТАМ ДНК-АНАЛИЗА
1 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 190121 Россия; e-mail: erogozina@vir.nw.ru
2 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 199034 Россия
Картофель Solanum tuberosum L. располагает наибольшим разнообразием культурных и дикорастущих сородичей, генетическая природа которых исследована недостаточно. В настоящей работе изучена резистентность видов S. chacoense Bitt. и S. pinnatisectum Dun. к YBK и осуществлен поиск ДНК-маркеров, сцепленных с генами устойчивости. Впервые представительные популяции двух диплоидных клубненосных Solanum spp. охарактеризованы по резистентности к YBK и наличию ДНК-маркеров, сцепленных с генами сверхустойчивости (Ry) или сверхчувствительности (Ny), локализованными в сегменте длинного плеча хромосомы 9. Изучены девять образцов S. chacoense и шесть образцов S. pinnatisectum из коллекции ВИР. Растения 168 генотипов S. chacoense и 170 генотипов S. pinnatisectum оценены по устойчивости к искусственному заражению YBK. Установлены различия в разделении двух дикорастущих видов картофеля на фенотипические классы при заражении YBK. Разнообразие видимых реакций растений S. chacoense при инфицировании YBK отличается от однотипных симптомов, наблюдаемых у S. pinnatisectum. ДНК-анализ проведен для 170 генотипов S. chacoense и 44 генотипов S. pinnatisectum с использованием маркеров Ry186, S1d11 и СТ220, сцепленных с генами, детерминирующими устойчивость к вирусам у сортов, селекционных клонов картофеля или видов рода Solanum L. У большинства генотипов S. chacoense и S. pinnatisectum амплифицирован маркер СТ220, сцепленный с геном Nxphu у линии IvP35 вида S. phureja Juz. et Buk. и геном Sw-5 у томата. STS-маркер Ry186, сцепленный с геном Rychc у японских сортов, созданных на основе S. chacoense, обнаружен у незначительного числа генотипов S. chacoense и ассоциации маркер–признак не выявлено. Разработан CAPS-маркер S1d11/AcsI, различающий устойчивые и восприимчивые к YBK генотипы обоих дикорастущих видов картофеля. Растения двух дикорастущих клубнеобразующих видов Solanum L. впервые массово обследованы на наличие маркера гена GBSSI (гена гранул-связанной крахмалсинтазы). У значительной части генотипов (15% S. pinnatisectum и 25% S. chacoense) маркер гена, который контролирует биосинтез амилозы в формирующихся крахмальных гранулах, не выявлен. По способности формировать клубни между генотипами, которые обладают и не обладают маркером GBSS, значимых различий не выявлено, что свидетельствует о наличии аллельного варианта гена GBSSI у видов S. chacoense и S. pinnatisectum.
DOI: 10.1134/S0016675819110134
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ МЕСТНЫХ И СТАРОДАВНИХ СОРТОВ ЯБЛОНИ (Malus × domestica Borkh.) ИЗ КОЛЛЕКЦИИ ВИР ПО ДАННЫМ AFLP-АНАЛИЗА
1 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений
имени Н.И. Вавилова, ул. Большая Морская, 42, 44, Санкт-Петербург, 190121 Россия; e-mail: ann2668@yandex.ru
2 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, ул. Губкина, 3, Москва, 119991 Россия
Впервые методом AFLP-маркирования проведена оценка генетического разнообразия 123 образцов яблони из коллекции научно-производственной базы “Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР”, включая образцы сортов народной селекции, советской селекции, коммерческие отечественные и зарубежные сорта. Всего было получено 355 фрагментов, 319 из которых были полиморфными (89.86%), при этом каждый из образцов имел уникальный набор AFLP-фрагментов. Уровень разнообразия современных коммерческих сортов был ниже (74.11%, Не = 0.202, I = 0.302) по сравнению с сортами народной селекции (89.20%, Не = 0.238, I = 0.366). Показан широкий диапазон генетических различий между изученными образцами (0.99–0.63). Статистический анализ полученных данных позволил разделить образцы изученной выборки на две группы. Первая группа включает большую часть проанализированных сортов народной селекции, при этом не выявлено четкой дифференциации данных сортов по происхождению. Ко второй группе относятся современные коммерческие отечественные и зарубежные сорта яблони, сорта советской селекции и некоторые сорта народной селекции.
DOI: 10.1134/S0016675819110146
АЛЛЕЛЬНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ГОРДЕИН-КОДИРУЮЩИХ ЛОКУСОВ Hrd A И Hrd B У ДИКОГО (Hordeum spontaneum C. Koch) И КУЛЬТУРНОГО (Hordeum vulgare L.) ЯЧМЕНЯ В ИЗРАИЛЕ И ПАЛЕСТИНЕ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: a.pomortsev@gmail.com
2 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 190000 Россия
Методом электрофореза в крахмальном геле изучен полиморфизм гордеинов, контролируемых локусами Hrd A и Hrd B, в 13 местных образцах культурного и в 31 популяции дикого ячменя из Израиля и Палестины. Для локуса Hrd A в H. spontaneum и H. vulgare идентифицированы 114 и 11 аллелей, для локуса Hrd B – 114 и 22 аллелей соответственно. Частоты аллелей локусов Hrd A и Hrd B в образцах дикого ячменя варьировали в пределах 0.0019–0.0910 и 0.0019–0.0743 соответственно, а культурного ячменя – в пределах 0.0143–0.4215 и 0.0071–0.200 соответственно. В израильских популяциях H. spontaneum и H. vulgare из 120 аллелей локуса Hrd A обнаружено шесть общих аллелей, а из 135 аллелей локуса Hrd B – только один. При этом в H. spontaneum присутствовали 18 аллелей локуса Hrd A и 15 аллелей локуса Hrd B, найденные нами ранее также в местных образцах культурного ячменя из различных стран, входящих и сопредельных с центром разнообразия ячменя. “Культурные” аллели локусов Hrd A и Hrd B обнаружены в основном в популяциях дикого ячменя из района озера Кинерет. В популяции H. spontaneum из Суситы присутствовали генотипы Hrd A3 B162 и Hrd A24 B65, обнаруженные и в местном культурном ячмене из Сирии и Иордании. В целом, анализ аллельного разнообразии гордеин-кодирующих локусов в популяциях израильского дикого ячменя, состава и распространения обнаруженных в H. spontaneum “культурных” аллелей и отдельных генотипов в местных образцах культурного ячменя из 20 стран показал, что некоторые популяции H. spontaneum из Израиля могли быть донорами отдельных аллелей и генотипов гордеин-кодирующих локусов для H. vulgare в результате интрогрессии при спонтанной гибридизации в ходе распространения культурного ячменя.
DOI: 10.1134/S0016675819110092
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЛОКУСОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С УСТОЙЧИВОСТЬЮ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ (T. aestivum L.) К МУЧНИСТОЙ РОСЕ
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: leonova@bionet.nsc.ru
Мучнистая роса, вызываемая грибным патогеном Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt), является одним из вредоносных заболеваний мягкой пшеницы T. aestivum L. Выращивание сортов, характеризующихся генетической устойчивостью, – один из эффективных и экологически важных способов защиты от патогена. В работе было изучено генетическое разнообразие российских сортов яровой мягкой пшеницы по локусам устойчивости к мучнистой росе. Результаты фитопатологического скрининга 97 сортов показали, что не более 10% изученных образцов характеризуются низкой восприимчивостью к популяции Bgt, специфичной для региона Западной Сибири. С помощью ассоциативного картирования, выполненного на основании данных генотипирования маркерами SNP и фитопатологической оценки в течение трех полевых сезонов, были идентифицированы восемь локусов в хромосомах 1AL, 1DS, 2BL, 5AS, 5DS, 6AL, 6DL и 7AL. Высокий вклад в фенотипическое проявление признака установлен для генетических факторов, локализованных в хромосомах 5AS, 6AL и 6DL. В длинном плече хромосомы 6D картирован ген Pm6Ai=2, интродуцированный от пырея Thinopyrum intermedium, который обеспечивает эффективную защиту сортов от возбудителя мучнистой росы. На основании сравнительного анализа хромосомной локализации известных генов устойчивости и локусов, картированных в настоящей работе, было сделано предположение, что QTLs в хромосомах 1DS, 5AS, 6AL являются новыми, ранее неописанными локусами резистентности. Полученные результаты могут быть использованы для разработки молекулярных маркеров и отбора источников генетических локусов, определяющих устойчивость мягкой пшеницы к Bgt.
DOI: 10.1134/S0016675819110080
ОСОБЕННОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФЕРТИЛЬНОСТИ ПЫЛЬЦЫ ПОДСОЛНЕЧНИКА ПРИ ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МУЖСКОЙ СТЕРИЛЬНОСТИ
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 190000 Россия; e-mail: irina_anisimova@inbox.ru
Изучали потомства от скрещиваний стерильной линии ВИР116А с ЦМС РЕТ1 с линиями восстановителями фертильности пыльцы RIL130, ВИР210 и ВИР740, различавшимися по типу цитоплазмы и наличию диагностических молекулярных маркеров гена Rf1. Пыльца растений F1 всех трех комбинаций скрещиваний была высокофертильной (89.9–98.3% окрашенных пыльцевых зерен, ПЗ). Каждая из популяций F2 (ВИР116А × RIL130, ВИР116А × ВИР210 и ВИР116А × ВИР740) расщеплялась по признаку фертильности пыльцы в соотношении 3 (фертильные) : 1 (стерильные). Среди фертильных генотипов F2 выявлены “малопыльцовые”, у которых при визуальной оценке наблюдалось меньше пыльцы, чем в норме. Их частота составляла примерно 9% от общего числа растений в каждой из популяций, что согласуется с результатами, полученными ранее при анализе других гибридных комбинаций. При цитологическом анализе пыльца “малопыльцовых” растений характеризовалась пониженной (по сравнению с высокофертильными растениями) частотой фертильных ПЗ (80–100 и 11–78% соответственно) и более высоким содержанием аномальных ПЗ (у “малопыльцовых” до 88.5%, у растений с нормальным уровнем фертильности – до 18). С помощью молекулярных маркеров HRG01 и HRG02 подтверждено присутствие доминантного аллеля Rf1 в генотипах фертильных растений F2 (в том числе и “малопыльцовых”), что свидетельствует об их высокой диагностической ценности. Обсуждаются возможные генетические механизмы появления “малопыльцовых” сегрегантов F2
DOI: 10.1134/S0016675819110079
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ, КОНТРОЛИРУЮЩИХ НЕКОТОРЫЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ЛЬНА (Linum usitatissimum L.)
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР), Санкт-Петербург, 190000 Россия; e-mail: e.porohovinova@vir.nw.ru
Взаимодействие 11 генов льна, контролирующих окраску гипокотиля, цветка и семян, деформацию лепестков, изучено с помощью генетического анализа. Все гены обладают плейотропным эффектом на несколько частей цветка, а также иногда на гипокотиль и семена. Четыре гена влияют на форму и интенсивность окраски цветка – s1 (полное прекращение синтеза антоцианов, деформированный венчик), sfbs1 (прекращение синтеза антоцианов в цветке, слабо деформированный венчик), pbc1 и pbc3 (очень светло-голубой, разной степени деформации венчик); шесть генов ослабляют голубую окраску цветка – wf1 (белый), f e (очень светло-голубой, пятнистые семена), dlb1, dlb3, dlb4 (разная интенсивность светло-голубого), ora1 (светлее голубого, оранжевые пыльники) и ген pf розовой окраски цветка и желтого оттенка семян. Базовую схему взаимодействия генов окраски и формы цветка льна можно представить следующим образом: s1 > sfbs1 > wf1 > pf1 > f e > pbc1 > pbc3 > dlb1 > dlb3 > ora1. Однако последовательность функционирования генов s1, wf1, pf1, f e и dlb3 изменяется в процессе формирования различных признаков. Так, по окраске цветка они будут располагаться следующим образом: s1 > wf1 ≥ pf1 ≥ f e ≥ dlb3, по его деформации pf1 = wf1 > dlb3 > s1 > f e, по окраске семян pf1 > s1 > f e > wf1 = dlb3.
DOI: 10.1134/S0016675819110109
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНОВ СЕМЕЙСТВА WD40, УЧАСТВУЮЩИХ В РЕГУЛЯЦИИ БИОСИНТЕЗА ФЛАВОНОИДОВ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ ТРИБЫ Triticeae
1 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 190121 Россия; e-mail: k.strygina@vir.nw.ru
2 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия
Биосинтез флавоноидов у растений регулируется специфическим белковым комплексом MBW, который формируется при взаимодействии факторов транскрипции типа R2R3-Myb, bHLH и WD40. Геномы представителей трибы Triticeae характеризуются наличием ортологичных и гомеологичных копий регуляторных генов биосинтеза флавоноидов. Структурно-функциональная организация семейств R2R3-Myb и bHLH уже хорошо изучена, тогда как гены, кодирующие третью компоненту комплекса MBW у представителей Triticeae – фактор WD40 – оставались практически неисследованными. В настоящей работе был проведен поиск и анализ генов WD40 у представителей родов Hordeum, Triticum и Aegilops. В результате были идентифицированы две паралогичные группы генов (WD40-1 и WD40-2), располагающиеся на длинных и коротких плечах хромосом шестой группы. При этом было показано, что консервативность идентифицированных последовательностей WD40 поддерживается отбором. Экспрессия генов WD40-1 и WD40-2 наблюдается на высоком уровне в различных органах и тканях пшеницы и ячменя вне зависимости от их пигментации. Предполагается, что данные гены могут участвовать в биосинтезе не только флавоноидных пигментов антоцианов, но и неокрашенных соединений.
DOI: 10.1134/S0016675819110158
ИЗМЕНЧИВОСТЬ СЕВЕРОКАВКАЗСКИХ ПОПУЛЯЦИЙ ОБЫКНОВЕННОЙ ЗЛАКОВОЙ ТЛИ ПО ВИРУЛЕНТНОСТИ К РАСТЕНИЯМ-ХОЗЯЕВАМ И МОЛЕКУЛЯРНЫМ МАРКЕРАМ
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 190000 Россия; e-mail: eugene_radchenko@rambler.ru
Изучали закономерности динамики генетической структуры краснодарской и дагестанской популяций обыкновенной злаковой тли Schizaphis graminum Rondani по вирулентности и молекулярным маркерам. Выявлен высокий сезонный полиморфизм двух северокавказских популяций насекомого по частотам вирулентности к образцам сорго, защищенным главными генами устойчивости. Установлено, что эта изменчивость зависит также от генов устойчивости растений со слабым фено-типическим проявлением. В период питания на сорго изменяются и частоты клонов тли, вирулентных к образцам ячменя. При этом отбор клонов на восприимчивом и умеренно устойчивом образцах сорго проходил дифференцированно. С помощью пиросеквенирования полиморфного фрагмента митохондриального гена ND4 идентифицировали 16 гаплотипов обыкновенной злаковой тли. Показаны неоднородность и различие северокавказских популяций насекомого по соотношению выявленных гаплотипов. В краснодарской популяции S. graminum различаются как выборки клонов тли, собранные единовременно на восприимчивом и умеренно устойчивом к фитофагу генотипах сорго, так и собранные в разные периоды вегетации на одном образце растения-хозяина.
DOI: 10.1134/S0016675819110122
АЛЛЕЛЬНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА INVINH1 У ОБРАЗЦОВ КУКУРУЗЫ ИЗ КОЛЛЕКЦИИ ВИР
1 Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук, Москва, 119071 Россия; e-mail: michel7753@mail.ru
2 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 190000 Россия
3 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра биотехнологии, Москва, 119991 Россия
Определены последовательности гена ингибитора апопластных инвертаз INVINH1 у 71 образца кукурузы из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (Россия). Идентифицировано 35 аллельных вариантов данного гена. У 21 образца кукурузы в положении –95 от старт-кодона была обнаружена протяженная вставка (143, 190, 192 и 210 пн). В белках INVINH1 выявлено 21 замещение аминокислотных остатков, шесть из которых потенциально радикальные (A49V, A49G, A65P, S97I, C99R, D108Y) и локализованы в функциональном домене PMEI.
DOI: 10.1134/S0016675819110043
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 11 – 2019 г.
Ex-situ Genebanks–Seed Treasure Chambers for the Future
1 Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research , Gatersleben, Germany; e-mail: boerner@ipk-gatersleben.de
2 Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, St. Petersburg, Russia; e-mail: Khelest@bionet.nsc.ru
The paper gives an overview about the past and present situation of the maintenance of plant genetic resources in ex-situ genebanks where seed storage is the prevailing way of conservation. Therefore, seed storability/longevity is of exceptional importance for germplasm conservation. Beside environmental influence on the trait a strong genetic component was proven. Genetic analyses performed at IPK Gatersleben on barley, wheat, oilseed rape and tobacco are summarized. It was demonstrated that seed response to ageing treatment appears to be significantly influenced by both genetic background and maternal environment. It was also shown that processes involved in the experimental ageing protocols (high temperature and humidity) only partly mirror those operating during long term genebank storage.
DOI 10.1134/S1022795419110036
First Insights into the Guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) Genome of the ‘Vavilovskij 130’ Accession, Using Second and Third-Generation Sequencing Technologies
1 Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources, St. Petersburg, Russia; e-mail:
e.potokina@vir.nw.ru
2 EcoLab, Université de Toulouse, CNRS, Toulouse, France; e-mail:
laurent.gentzbittel@inp-toulouse.fr
3 Saint-Petersburg State University, St. Petersburg, 199034 Russia
Guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) is becoming a popular industrial crop in response to industry demand for the guar gum extracted from seeds’ endosperm. Breeding efforts of new guar varieties would greatly benefit from genomic resources developed for marker assisted selection (MAS) purposes. We have undertaken the first steps to establish a whole-genome assembly of the guar ‘Vaviloskij 130’ accession, bred at VIR. Using a combination of second (Illumina short reads) and third generation (Oxford Nanopore long reads) sequencing methods, a dataset of approx. 5X of genome coverage was obtained. We tested assemblers for short reads, namely SOAPdenovo, AbySS and SGA, based on different algorithms. For short reads (Illumina MiSeq and HiSeq data), the better result in terms of total number of scaffolds and total assembly length were obtained with SGA (String Graph Assembler). For Oxford Nanopore dataset, we used the combination of minimap + miniASM assembly, then corrected the assembly with raw Illumina and Nanopore data. The current preliminary de novo assembly of the guar genome covers 1.2Gb, corresponding to 50% of the genome. The data confirm the phylogeny position of C. tetragoloba as being highly related to the genus Vigna, Abrus, Glycine and Lupinus genomes. This preliminary reference genome paves the way to further detailed diversity and genetic analyses into that important agro-industrial crop.
DOI 10.1134/S102279541911005X
Genetic Analysis of Turkish Lynx (Lynx lynx) Based on Mitochondrial DNA Sequences
1 Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agriculture, Erciyes University, Kayseri, Turkey
2 Genome and Stem Cell Center (GENKOK), Erciyes University, Kayseri, Turkey; e-mail: tezc@erciyes.edu.tr
3 Department of Biology, Faculty of Sciences, Erciyes University, Kayseri, Turkey
4 Program of Hunting and Wildlife, Department of Forestation, Akkuş Vocational School, Ordu University, Akkuş, Ordu, Turkey
5 Department of Wildlife Ecology and Management, Faculty of Forestry, Düzce University, Düzce, Turkey
Genetic variability and phylogenetic relationships of the Eurasian lynx (Lynx lynx) have been reported by various researchers from species’ range. As genetic data of Turkish lynx comes from a single genetic study that only contains limited number of lynx samples from the Anatolian part of Turkey, there is still a lack of genetic information for the Eurasian lynx population distributed in Turkey. In this study, mitochondrial Cyt b (1140 bp) and COI (630 bp) sequences were obtained from eight Anatolian samples of the Eurasian lynx. The Anatolian lynx sequences were compared to those of conspecific populations published in GenBank. We found two COI (630 bp) and four Cyt b (1140 bp) haplotypes among the eight Anatolian lynx sequences. Despite the limited number of the Anatolian lynx sequences, Bayesian, Maximum Likelihood, Neighbor-Joining and Network analyses revealed that there was a significant genetic differentiation in the Eurasian lynx, in that at least there were two main mitochondrial lineages within the sampling area. Also, the present study suggested that the Anatolian lynx might have a relatively high genetic variability despite the scarce samples.
DOI 10.1134/S1022795419110061