Федор Алексеевич Беренсен, заведующий лабораторией, Лаборатория комплексной оценки генетических ресурсов растений, ВИР
Fedor A. Berensen, Head of Laboratory, Laboratory of Complex Evaluation of Plant Genetic Resources, VIR
42, 44, Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg, 190000 Russia
Вид Brassica rapa L. включает в себя листовые и корнеплодные культуры, выращиваемые во многих странах мира. Уточнение генетических взаимосвязей и структуры популяции позволяет точнее подбирать формы для дальнейшей селекции с использованием генетически отличимых форм. Коллекция B. rapa собранная в ВИР, состоит из 1750 образцов, представляющих различные подвиды и страны происхождения, и является хорошим инструментом для изучения многообразия культурных форм с использованием молекулярно-генетических методов. Целью исследования было провести оценку генетического разнообразия образцов коллекции B. rapa и уточнить внутривидовые взаимоотношения при помощи молекулярных маркеров. Молекулярный скрининг 80 образцов с использованием 16 микросателлитных маркеров выявил аллели размером от 85 до 460 пн при среднем 7,8 числе аллелей на локус. Средний показатель индекса информационного полиморфизма (PIC) составил 0,278, а показатель ожидаемой гетерозиготности (H) в среднем составил 0,35. Идентифицированы редкие и уникальные аллели для образцов пекинской капусты (к-63 и к-108), образцов японских листовых овощей (к-217 и к-335) и репы (к-738). Выявлены аллели локусов BRMS-007 (123 пн) и BRMS-034 (136 пн) характерные только для образцов реп, сурепиц и сарсонов. Проведён анализ in silico пар праймеров для уточнения размеров ожидаемых фрагментов согласно референсному геному CAAS_Brap_v3.01 линии пекинской капусты Chiifu-401-42. Филогенетический анализ проводили с использованием программы STRUCTURE, что привело к распределению образцов на четыре кластера, согласно ботанической классификации: пекинская капуста; китайская и розеточная капуста; японские листовые овощи, ноздреватая, пурпурная, японская капуста и гибридные формы; образцы репы и сурепицы.
The species Brassica rapa L. includes leafy and root crops grown in many countries of the world. Clarification of genetic relationships and population structure allows for a more accurate parental line selection for further breeding using genetically distinct forms. The B. rapa collection maintained at VIR contains 1750 accessions representing different subspecies and countries of origin, and it is a good tool for studying the diversity of cultivated forms using molecular genetic methods. The aim of the study was to investigate the genetic diversity and clarify the relationships within the B. rapa species using molecular markers. Molecular screening of 80 accessions using 16 microsatellite markers revealed alleles ranging in size from 85 to 460 bp with an average of 7.8 alleles per locus. The average polymorphic index content (PIC) was 0.278, and the expected heterozygosity (H) averaged was 0.35. Rare and unique alleles were identified for Beijing cabbage (k-63 and k-108), Japanese leafy vegetables (k-217 and k-335) and turnip (k-738) samples. Alleles of SSR loci BRMS-007 (123 bp) and BRMS-034 (136 bp) were identified, which are characteristic only of accessions of turnips, rapeseed and sarsons. In silico analysis of primer pairs was performed to clarify the sizes of expected fragments relative to the reference genome CAAS_Brap_v3.01 of Chinese cabbage line Chiifu-401-42. Phylogenetic analysis was performed using the STRUCTURE program and resulted in the distribution of accessions into four clusters according to botanical classification: Chinese cabbage; pakchoi, tatsoi; Japanese leafy vegetables, wutacai, tsoisum, mizuna and mibuna (kyona) and hybrid forms; turnip and rape accessions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.