danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2020-64-2-199-208dan-871Research ArticleБИОЛОГИЯBIOLOGYАнализ межлинейного полиморфизма и степени гомозиготности линий удвоенных гаплоидов тритикале с помощью микросателлитных маркеровAnalysis of the intralinear polymorphism and the homozygosity rate of triticale doubled haploid lines by microsatellite markersЛагуновскаяЕ. В.LagunovskayaA. V.

Лагуновская Елена Владимировна – науч. сотрудник.

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Lahunovskaya Alena V. – Researcher.

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

e.antonenko@igc.byБураковаА. А.BuracovaA. A.

Буракова Арина Александровна – мл. науч. сотрудник.

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Burakova Aryna A. – Junior researcher.

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

a.burakova@igc.byБуштевичВ. Н.BushtevichV. N.

Буштевич Виктор Николаевич – канд. с.-х. наук, доцент, заведующий лабораторией.

ул. Тимирязева, 1, 222160, Жодино

Bushtevich Victar N. – Ph. D. (Agrarian), Assistant professor, Head of the Laboratory.

1, Timiryazev Str., 222160, Zhodino

triticale@tut.byСаковичВ. И.SakovichV. I.

Сакович Валентина Ивановна – науч. сотрудник.

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Sakovich Valiantsina I. – Researcher.

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

v.sakovich@igc.byЛемешВ. А.LemeshV. A.

Лемеш Валентина Александровна – канд. биол. наук, доцент, заведующий лабораторией.

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Lemesh Valiantsina A. – Ph. D. (Biology), Assistant professor, Head of the Laboratory.

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

v.lemesh@igc.byГрибС. И.GrybS. I.

Гриб Станислав Иванович – академик, д-р с.-х. наук, профессор, гл. науч. сотрудник.

ул. Тимирязева, 1, 222160, Жодино

Gryb Stanislau I. – Academician, D. Sc. (Agrarian), Professor, Chief researcher.

1, Timiryazev Str., 222160, Zhodino

triticale@tut.byИнститут генетики и цитологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of BelarusНаучно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по земледелиюResearch and Practical Center of National Academy of Sciences of Belarus for Arable Farming202017052020642199208Copyright © Лагуновская Е.В., Буракова А.А., Буштевич В.Н., Сакович В.И., Лемеш В.А., Гриб С.И., 20202020Лагуновская Е.В., Буракова А.А., Буштевич В.Н., Сакович В.И., Лемеш В.А., Гриб С.И.Lagunovskaya A.V., Buracova A.A., Bushtevich V.N., Sakovich V.I., Lemesh V.A., Gryb S.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/871

Дана оценка степени полиморфизма линий удвоенных гаплоидов гексаплоидного тритикале, полученных методом индуцированного андрогенеза in vitro на основе гибридов F1 и F2 гексаплоидного тритикале ярового и озимого типов развития. С использованием семи маркеров к микросателлитным локусам, расположенным на хромосомах А- (Xgwm186, Xgwm291, Xgwm595) и В- (Xgwm371, Xgwm540, Xgwm554, Xgwm234) генома, изучен полиморфизм у 38 линий удвоенных гаплоидов и проведена оценка степени гомозиготности исследуемых линий. Полученные результаты свидетельствуют о наличии межлинейного полиморфизма по шести микросателлитным локусам. Обнаружено, что локус Xgwm554 не является полиморфным у исследуемых линий удвоенных гаплоидов. Наибольший полиморфизм отмечался для локусов Xgwm186, Xgwm291 и Xgwm595. По результатам кластерного анализа все исследованные линии распределились в три основных кластера, независимо от происхождения. Выделено восемь линий удвоенных гаплоидов, являющихся гетерозиготными как минимум по одному из исследуемых микросателлитных локусов. Показана возможность использования SSR-маркеров для оценки межлинейного полиморфизма и степени гомозиготности линий удвоенных гаплоидов тритикале, полученных методом индуцированного андрогенеза in vitro.

We evaluated the rate of polymorphism of doubled haploid lines of hexaploid triticale obtained by the method of anther culture based on hybrids of spring and winter types. Using 7 SSR markers for the loci on the chromosomes A- (Xgwm186, Xgwm291, Xgwm595) and B- (Xgwm371, Xgwm540, Xgwm554, Xgwm234), polymorphism of 38 doubled haploid lines of hexaploid triticale was studied. Interlinear polymorphism along six microsatellite loci except the Xgwm554 locus, which is not polymorphic in the studied doubled haploid lines, was revealed. The highest polymorphism was observed for the Xgwm186, Xgwm291 and Xgwm595 loci. The cluster analysis showed that all studied lines were divided into three main groups. The origin of the lines did not affect the distribution in groups. This confirms the influence of in vitro culture somaclonal variation. Eight lines of doubled haploids, which are heterozygous for one of the studied microsatellite loci, were identified. We showed the possibility of using SSR markers to assess interlinear polymorphism and the homozygosity rate in the triticale doubled haploid lines obtained by the method of induced androgenesis in vitro.

молекулярные маркерыполиморфизмгексаплоидное тритикалелинии удвоенных гаплоидовгомозиготностьmolecular markerspolymorphismhexaploid triticaledouble haploid lineshomozygosityРабота выполнена в рамках мероприятия 5 «Разработать биотехнологию гомозиготизации генома тритикале на основе андрогенеза in vitro и ДНК-маркирования и создать высокопродуктивный сорт» подпрограммы 1 «Инновационные биотехнологии–2020» ГП «Наукоемкие технологии и техника» на 2016–2020 годы.The work was carried out in the context of the scientific event 5 “To develop the homozygosity biotechnology of genome in the triticale on the basis of androgenesis in vitro and DNA marking and to make a highproductive grade” subprogramme 1 “Innovation biotechnologies–2020” GP “High technologies and technique” in 2016–2020.ReferencesГриб, С. И. Генофонд, методы и результаты селекции тритикале в Беларуси / С. И. Гриб // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. аграр. навук. – 2014. – № 3. – С. 40–45.Grib S. I. Gene pool, methods and results of triticale breeding in Belarus. Vestsі Natsyyanal’nay akademіі navuk Belarusі. Seryya agrarnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian series, 2014, no. 3, pp. 40–45 (in Russian).Eudes, F. An Overview of Triticale Doubled Haploids / F. Eudes, A. Chugh // Advances in Haploid Production in Higher Plants / eds. A. Touraev [et al.]. – Springer, 2008. – Ch. 6. – P. 87–96. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8854-4_6Eudes F., Chugh A. An Overview of Triticale Doubled Haploids. Advances in Haploid Production in Higher Plants. Springer, 2008, ch. 6, pp. 87–96. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8854-4_6Doubled Haploids in Triticale / M. Wędzony [et al.] // Triticale / eds. F. Eudes. – Springer International Publishing, 2015. – Ch. 6. – P. 111–128. https://doi.org/10.1007/978-3-319-22551-7_6Wędzony M., Żur I., Krzewska M., Dubas E., Szechyńska-Hebda M., Wąsek I. Doubled Haploids in Triticale. Eudes F. (eds.). Triticale. Springer International Publ., 2015, ch. 6, pp. 111–128. https://doi.org/10.1007/978-3-319-22551-7_6Орлов, П. А. Функциональная геномика морфогенеза / П. А. Орлов. – Минск, 2005. – 518 с.Orlov P. A. Functional genomics of morphogenesis. Minsk, 2005. 518 p. (in Russian).Гостимский С. А. Изучение организации и изменчивости генома растений с помощью молекулярных маркеров / С. А. Гостимский, З. Г. Кокаева, Ф. А. Коновалов // Генетика. – 2005. – Т. 41, № 4. – С. 480–492.Gostimsky S. A., Kokaeva Z. G., Konovalov F. A. Studying plant genome variation using molecular markers. Russian Journal of Genetics, 2005, vol. 41, no. 4, pp. 378–388. https://doi.org/10.1007/s11177-005-0101-1Genetic map of triticale compiling DArT, SSR, and AFLP markers / M. Tyrka [et al.] // Genome. – 2011. – Vol. 54, N 5. – P. 391–401. https://doi.org/10.1139/g11-009Tyrka M., Bednarek P. T., Kilian A., Wędzony M., Hura T., Bauer E. Genetic map of triticale compiling DArT, SSR, and AFLP markers. Genome, 2011, vol. 54, no. 5, pp. 391–401. https://doi.org/10.1139/g11-009Tuvesson, S. Wheat anther culture / S. Tuvesson, R. von Post, A. Ljungberg // Doubled haploid production in crop plants: a manual / eds. M. Maluszynski [et al.]. – Dordrecht, 2003. – Ch. 2.11. – P. 71–76. https://doi.org/10.1007/978-94-017-1293-4_12Tuvesson S., von Post R., Ljungberg A. Wheat anther culture. Maluszynski M., Kasha K. J., Forster B. P., Szarejko I. (eds.). Doubled haploid production in crop plants: a manual. Dordrecht, 2003, ch. 2.11, pp. 71–76. https://doi.org/10.1007/978-94-017-1293-4_12Jacquard, C. Anther culture in barley / C. Jacquard, G. Wojnarowiez, C. Clément // Doubled haploid production in crop plants: a manual / eds. M. Maluszynski [et al.]. – Dordrecht, 2003. – Ch. 2.3. – P. 21–27. https://doi.org/10.1007/978-94-017-1293-4_4Jacquard C., Wojnarowiez G., Clément C. Anther culture in barley. Maluszynski M., Kasha K. J., Forster B. P., Szarejko I. (eds.). Doubled haploid production in crop plants: a manual. Dordrecht, 2003, ch. 2.3, pp. 21–27. https://doi.org/10.1007/978-94-017-1293-4_4Дорохов, Д. Б. Быстрая и экономичная технология RAPD анализа растительных геномов / Д. Б. Дорохов, Э. Клоке // Генетика. – 1997. – Т. 33, № 4. – С. 443–450.Dorohov D. B., Kloke E. Fast and economical technology for RAPD analysis of plant genomes. Genetika = Russian Journal of Genetics, 1997, vol. 33, no. 4, pp. 443–450 (in Russian).GrainGenes [Electronic resource]. – Mode of access: https://wheat.pw.usda.gov/cgi-bin/GG3/browse.cgi. – Date of access: 10.01.2019.GrainGenes. Available at: https://wheat.pw.usda.gov/cgi-bin/GG3/browse.cgi (accessed 10 January 2019).Peakall, R. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research – an update / R. Peakall, P. E. Smouse // Bioinformatics. – 2012. – Vol. 28, N 19. – P. 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460Peakall R., Smouse P. E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research – an update. Bioinformatics. 2012, vol. 28, no. 19, pp. 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460Nei, M. Analysis of gene diversity in subdivided populations / M. Nei // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1973. – Vol. 70, N 12. – P. 3321–3323. https://doi.org/10.1073/pnas.70.12.3321Nei M. Analysis of gene diversity in subdivided populations. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1973, vol. 70, no. 12, pp. 3321–3323. https://doi.org/10.1073/pnas.70.12.3321DARwin – Dissimilarity Analysis and Representation for Windows [Electronic resource]. – Mode of access: http://darwin.cirad.fr/. – Date of access: 12.12.2018.DARwin – Dissimilarity Analysis and Representation for Windows. Available at: http://darwin.cirad.fr/ (accessed 12 December 2018).Progress in doubled haploid technology in higher plants / M. Wędzony [et al.] // Advances in haploid production in higher plants. – Dordrecht, 2009. – P. 1–33. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8854-4_1Wędzony M., Forster B. P., Żur I., Golemiec E., Szechyńska-Hebda M., Dubas E., Gotębiowska G. Progress in doubled haploid technology in higher plants. Advances in haploid production in higher plants. Dordrecht, 2009, pp. 1–33. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8854-4_1

The authors declare that there are no conflicts of interest present.