Генетическая дивергенция между дикорастущими популяциями рапса и культурными сортами Brassica napus L.

Дана оценка генетического разнообразия сортов и дикорастущих популяций масличного рапса (Brassica napus L.), произрастающих на территории Республики Беларусь, по данным генотипирования 7 микросателлитных локусов – Na12D08, Ol12D04-1, Ol12D04-2, Ra2A05, Na10H03, Na14H11, Ol11B05. Рассчитаны среднее число аллелей на локус, эффективное число аллелей, уровни ожидаемой и наблюдаемой гетерозиготности, процент полиморфных локусов. Результаты свидетельствуют о большем генетическом разнообразии в дикорастущих популяциях рапса. По данным кластерного анализа, одна из девяти дикорастущих популяций кластеризовалась с культурными сортами и продемонстрировала генетическое сходство с сортом Атора, что свидетельствует о ее недавнем формировании и сохранении генетических характеристик, присущих культурным сортам. В противоположность этому сорт Мерседес кластеризовался вместе с образцами дикорастущих популяций, что может свидетельствовать о его гибридном происхождении и наличии в дикорастущих популяциях генотипов, которые являлись прародителями данного сорта. Анализ структуры распределения генотипов в программе Structure показал, что наиболее вероятно разделение исследуемой группы на три кластера – культурные сорта, дикорастущие популяции B. napus и образцы B. rapa. Установленная нами генетическая дивергенция между дикорастущими популяциями и сортами указывает на то, что дикорастущий масличный рапс способен формировать и поддерживать стабильные популяции в условиях Беларуси. На практике это следует учитывать при оценке экологического риска при высвобождении трансгенного рапса в окружающую среду. А при возделывании трансгенного рапса особое внимание необходимо уделять мерам по предотвращению возникновения его свободнорастущих популяций.

1. De novo genetic variation associated with retrotransposon activation, genomic rearrangements and trait variation in a recombinant inbred line population of Brassica napus derived from interspecifc hybridization with Brassica rapa: Genomic alterations in introgressed Brassica napus / J. Zou [et al.] // Plant Journal. – 2011. – Vol. 68, N 2. – P. 212–224. https://doi.org/10.1111/j.1365-313x.2011.04679.x

2. Molecular differentiation of commercial varieties and feral populations of oilseed rape (Brassica napus L.) / k. Pascher [et al.] // BMC Evolutionary Biology. – 2010. – Vol. 10, N 1. – P. 63. https://doi.org/10.1186/1471-2148-10-63

3. Unexpected diversity of feral genetically modifed oilseed rape (Brassica napus L.) despite a cultivation and import ban in Switzerland / J. Schulze [et al.] // PloS One. – 2014. – Vol. 9, N 12. – P. e114477. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0114477

4. Long-term monitoring of feral genetically modifed herbicide-tolerant Brassica napus populations around unloading Japanese ports / k. katsuta [et al.] // Breeding Science. – 2015. – Vol. 65, N 3. – P. 265–275. https://doi.org/10.1270/jsbbs.65.265

5. Ellstrand, N. C. When Transgenes Wander, Should We Worry? / N. C. Ellstrand // Plant Physiology. – 2001. – Vol. 125, N 4. – P. 1543–1545. https://doi.org/10.1104/pp.125.4.1543

6. Lu, B.-R. Gene Flow from Genetically Modifed Rice and Its Environmental Consequences / B.-R. Lu, A. A. Snow //BioScience. – 2005. – Vol. 55, N 8. – P. 669. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2005)055%5B0669:gffgmr%5D2.0.co;2

7. Hybridization and the colonization of novel habitats by annual sunflowers / L. H. Rieseberg [et al.] // Genetica. – 2007. – Vol. 129, N 2. – P. 149–165. https://doi.org/10.1007/s10709-006-9011-y

8. Зыбалов, В. С. Управление функцией агроценозов. Роль промежуточных посевов и поликультур / В. С. Зыбалов // Сельскохозяйственная биология. – 2002. – № 1. – С. 3–10.

9. Monitoring the escape of transgenic oilseed rape around Japanese ports and roadsides / H. Saji [et al.] // Environ Biosafety Res. – 2005. – Vol. 4, N 4. – P. 217–222. https://doi.org/10.1051/ebr:2006003

10. Belter, A. Long-Term Monitoring of Field Trial Sites with Genetically Modifed Oilseed Rape (Brassica napus L.) in Saxony-Anhalt, Germany. Fifteen years Persistence to Date but No Spatial Dispersion / A. Belter // Genes. – 2016. – Vol. 7, N 1. – P. 3. https://doi.org/10.3390/genes7010003

11. Seeds of a possible natural hybrid between herbicide-resistant Brassica napus and Brassica rapa detected on a riverbank in Japan / M. Aono [et al.] // GM Crops. – 2011. – Vol. 2, N 3. – P. 201–210. https://doi.org/10.4161/gmcr.2.3.18931

12. Михайлова, Е. В. Оценка возможности гибридизации генетически модифицированного рапса с родственными нетрансгенными растениями / Е. В. Михайлова, Б. Р. Кулуев, Р. М. Хазиахметов // Экологическая генетика. – 2015. – Т. 13, № 2. – С. 100–117.

13. Evanno, G. Detecting the number of clusters of individuals using the software structure: a simulation study / G. Evanno, S. Regnaut, J. Goudet // Mol. Ecol. – 2005. – Vol.14, N8. – P.2611–2620. https://doi.org/10.1111/j.1365-294x.2005.02553.x

14. Earl, D. A. Structure harvester: a website and program for visualizing structure output and implementing the Evanno method / D. A. Earl, B. M. von Holdt // Conservation Genetics Resources. – 2012. – Vol. 4, N 2. – P. 359–361. https://doi.org/10.1007/s12686-011-9548-7