Анализ полиморфизма гена SlMYB12, детерминирующего биосинтез халкон-нарингенина в кожице плодов томата, и его влияния на накопление ликопина

Оценена эффективность выявления форм томата с отсутствием флавоноида халкон-нaрингенина в розовоплодных и желтоплодных формах с помощью ДНК-маркеров к различным полиморфизмам гена SlMYB12. Показана наиболее тесная связь между фенотипом с прозрачной кожицей плодов и делецией в промоторной области гена SlMYB12. Установлена наибольшая эффективность выявления рецессивного аллеля y регуляторного гена SlMYB12, приводящего к нарушению синтеза халкон-нaрингенина и прозрачности кожицы, сочетанием маркеров MYB12-603del-aF1/603del-aR6 (Myb-603del aF1/R6) и MYB12-603del-aF1/603del-aR5 (Myb12 aF1/R5). Показаны особенности окраски плодов в зависимости от комбинации структурных аллелей пути биосинтеза каротиноидов и аллелей гена SlMYB12. Сочетание данного аллеля у с аллелями гена ликопин-β-циклазы bеta (b) и old gold crimson (ogc ) позволяет отобрать розовые и малиновые формы соответственно. У образцов томата с желтой и оранжевой окраской плодов аллель у обеспечивает бледные оттенки основных окрасок, обусловленных генами биосинтеза каротиноидов (yellow flesh (r), tangerine (t), Beta (B)). Выявлено наличие SNP Т → С гена SlMYB12 (позиция 71476848 хромосомы 1) у 80 % образцов с прозрачной кожицей плодов оцениваемой коллекции. Показано влияние рецессивного аллеля y гена SlMYB12 на увеличение концентрации ликопина в плодах томата в комбинации с аллелями b, ogc . С использованием методов МАС по генам качества плодов, в том числе по гену SlMYB12, создан и включен в Государственный реестр сорт томата черри Малиновый коктейль с высоким накоплением ликопина.

томат, генетические маркеры, каротиноиды, халкон-нарингенин

1. Томат / А. В. Кильчевский [и др.] // Генетические основы селекции растений: в 4 т. – Минск, 2010. – Т. 2. – С. 422–508.

2. ДНК-типирование генов качества плодов и устойчивости к болезням томата. Методические рекомендации / А. В. Кильчевский [и др.]. – Минск: Право и экономика, 2016. – 41 с.

3. Genetic bases of tomatо marker-assisted selection in Belarus / O. G. Babak [et al.] // Eurobiotech J. – 2018. – Vol. 2, N 2. – P. 128–135. https://doi.org/10.2478/ebtj-2018-0017

4. Biochemical and Molecular Analysis of Pink Tomatoes: Deregulated Expression of the Gene Encoding Transcription Factor SlMYB12 Leads to Pink Tomato Fruit Color / A.-R. Ballester [et al.] // Plant Physiol. – 2010. – Vol. 152, N 1. – P. 71–84. https://doi.org/10.1104/pp.109.147322

5. Genomic analyses provide insights into the history of tomato breeding / T. Lin [et al.] // Nat. Genet. – 2014. – Vol. 46, N 11. – P. 1220–1226. https://doi.org/10.1038/ng.3117

6. Sequence Variation in SlMYB12 is Associated with Fruit Peel Color in Pink Tomato Cultivars / K. Veerappan [et al.] // Hortic. Environ. Biotechnol. – 2016. – Vol. 57, N 3. – P. 274–279. https://doi.org/10.1007/s13580-016-0041-9

7. New SNPs and InDel Variations in SlMYB12 Associated with Regulation of Pink Color in Tomato / H. J. Jung [et al.] // Tropical Plant Biology. – 2017. – Vol. 10, N 1–2. – P. 126–133. https://doi.org/10.1007/s12042-017-9191-x

8. Single Nucleotide Polymorphisms linked to the SlMYB12 Gene that Controls Fruit Peel Color in Domesticated Tomatoes (Solanum lycopersicum L.) / B. Kim [et al.] // Kor. J. Hort. Sci. Technol. – 2015. – Vol. 33, N 4. – P. 566–574. https://doi.org/10.7235/hort.2015.15032

9. An alternative pathway to b-carotene formation in plant chromoplasts discovered by map-based cloning of Beta and old-gold color mutations in tomato / G. Ronen [et al.] // PNAS. – 2000. – Vol. 97, N 20. – P. 11102–11107. https://doi.org/10.1073/pnas.190177497

10. A MADS-box gene necessary for fruit ripening at the tomato ripening-inhibitor (Rin) locus / J. Vrebalov [et al.] // Science. – 2002. – Vol. 296, N 5566. – P. 343–345. https://doi.org/10.1126/science.1068181

11. Transcriptional profiling of high pigment-2dg tomato mutant links early fruit plastid biogenesis with its overproduction of phytonutrients / I. Kolotilin [et al.] // Plant Physiol. – 2007. – Vol. 145, N 2. – P. 389–401. https://doi.org/10.1104/pp.107.102962

12. Amino acid substitutions in homologs of the Stay-Green protein are responsible for the green-flesh and chlorophyll retainer mutations of tomato and pepper / C. S. Barry [et al.] // Plant Physiol. – 2008. – Vol. 147, N 1. – P. 179–187. https://doi.org/10.1104/pp.108.118430

13. Количественная тонкослойная хроматография в оценке каротиноидного состава томата Solanum lycopersicum / Н. А. Голубкина [и др.] // Овощи России. – 2017. – № 5. – С. 96–99. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2017-5-96-99

14. Генетические коллекции сельскохозяйственных культур. Томат (Solanum lycopersicum L.) и перец (Capsicum annuum L.) / А. В. Кильчевский [и др.] // Генетические ресурсы растений в Беларуси: мобилизация, сохранение, изучение и использование. – Минск, 2019. – С. 167–175.