CC BY
49
УДК 634.8
UDC 634.8
ИССЛЕДОВАНИЕ ГАПЛОТИПНОГО РАЗНООБРАЗИЯ АБОРИГЕННЫХ СОРТОВ РОССИИ
Звягин Андрей Сергеевич к. б. н., докторант
Трошин Леонид Петрович д. б. н., профессор
Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия
Проведено исследование 55 аборигенных сортов, собранных на Северном Кавказе. В ходе исследование описано аллельное разнообразие и выявлены 4 гаплотипа. Все популяции оказались близкородственными в ходе исследования с использованием коэффициента генетической дистанции Нея (Ои), за исключением аборигенных сортов из Армении. Максимальные отличия были обнаружены между узбекской популяцией и астраханскими, туркменскими, армянскими популяциями. Самыми генетически разнообразными оказались популяция Дона и Краснодарского края
Ключевые слова: ВИНОГРАД, АБОРИГЕННЫЙ ВИНОГРАД, ХЛОРОПЛАСТНЫЕ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫЕ ПРАЙМЕРЫ, ГАПЛОТИП, АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ, МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ
THE RESEARCH OF HAPLOTYPE DEVERSITY OF RUSSIA ABORIGINAL GRAPE VARIETIES
Zvyagin Andrey Sergeevich Сand.Biol.Sci., doctoral candidate
Troshin Leonid Petrovich Dr. Sci. Biol., professor
Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia
In the article we have studied 55 aboriginal varieties, collected in the North Caucasus. We have described allelic diversity and identified four haplotypes. All the populations were closely related while being examined using a factor of Nei's genetic distance (Dn), with the exception of indigenous varieties of Armenia. Maximum differences have been found between the Uzbek population and Astrakhan, Turkmenian, Armenian populations. The most genetically rich were the population of Don area and Krasnodar region
Keywords: VINE, NATIVE GRAPES, CHLOROPLAST MICROSATELLITE PRIMERS, HAPLOTYPE ANALYSIS OF GENETIC DIVERSITY, MOLECULAR BIOLOGY
Введение
Генофонд винограда - совокупность генов растений семейства Vitaceae (Ь^1) Juss., состоящего из 14 родов, один из которых под названием Vitis (Tournef.) L. представляет наибольшую хозяйственную ценность [3, 6].
Значительная часть аборигенных сортов недостаточно сохранена и всесторонне изучена. Сохранение местных сортов винограда представляет большую ценность для всего человечества, потеря даже одного сорта винограда делает нашу планету беднее. Поэтому сбор, концентрация, сохранение генофонда в живом виде, всестороннее изучение исходных форм, выделение перспективных и использование их для селекции
является одним из известных заветов академика Н.И. Вавилова. Исходя из задач селекции, основой для индивидуального отбора растений является гетерогенная природа сортов винограда. Сорта винограда в результате воздействия внешних условий претерпевают существенные изменения, которые выражаются в одних случаях в изменении генотипа (мутации), а в других случаях - в проявлении ненаследуемых изменений - флюктуаций и длительных модификаций [2].
Из них мутации, как правило, наследуются и стойко сохраняются вегетативным потомством, длительные модификации могут надолго сохраниться в течение нескольких поколений и впоследствии неизменно возвращаются к первоначальному состоянию, флюктуации же, как правило, вегетативным потомством не наследуются.
Древние аборигенные сорта, происходящие из районов первичного формообразования культурного винограда, берущие начало в незапамятные времена и известные на заре земледелия (например, закавказские и традиционные западноевропейские сорта), естественно, являются в своем составе генетически более неоднородными, и улучшение их методами клоновой селекции может иметь положительный эффект, хотя между такими сортами имеется существенная разница в выравненности материала.
Более молодые сорта или культивируемые в данной области сравнительно недавно и размножаемые из ограниченного количества исходного материала генотипически более выровнены и не представляют подходящего материала для улучшения их путем клоновой селекции.
Генетическая изменчивость сортов винограда, обусловленная возникновением мутаций или неоднородности исходного материала, может выражаться фенотипически — в изменении морфологических признаков, характере роста и формирования органов, физиологических свойствах, изменяющих жизнеспособность организмов (урожайность,
скороспелость и т. д.), или фенотипически не выражается, в случаях изменения биохимических свойств, регулирующих синтез химических веществ (качество продукции винограда, степень устойчивости против заболеваний, вредителей, болезней и т.д.). Поэтому отбор растений можно вести по всем вышеперечисленным свойствам и признакам, особенно выделяя из них хозяйственно ценные. Однако, как известно, морфологические, физиологические и биохимические признаки находятся в корреляционной связи с генотипом и меняются вместе с его изменением. Вместе с тем, эти изменения могут быть вызваны влиянием внешних условий, поэтому установить причину изменчивости не всегда удается с достаточной точностью. Для этого необходимо использовать новые методы исследования и определить природу происхождения данных сортов [5].
Аборигенные сорта остаются далеко не раскрытым пластом знаний о потенциальных возможностях промышленного производства и использования в комбинативной и клоновой селекций виноградовинодельческой отрасли всего мира.
Обладая комплексом признаков и свойств, которые были накоплены в течение длительного времени, аборигенные сорта представляют собой ценный геноисточник и зачастую поэтому являются донорами [4].
О местном происхождении преобладающего большинства аборигенных сортов винограда свидетельствует формирование в разных микрорайонах виноградарства групп сортов, близких по основным морфологическим признакам.
Таким образом, сохранение аборигенных сортов винограда Северного Кавказа оказалось под серьезной угрозой при закладке промышленных насаждений, которые насыщаются современными сортами.
Поэтому фиксация и охрана этого богатого генофонда и систематическая репродукция сортов является большой как национальной, так и общечеловеческой задачей.
Для осуществления этой неотложной задачи необходим сбор аборигенных сортов винограда и закладка современных или обновленных старых коллекционных насаждений.
Исходя из этого, собранный аборигенный состав был разбит, согласно описанию сортов, на следующие популяции:
• популяция-1 (П1) представлена дагестанскими аборигенными сортами;
• популяция-2 (П2) - донскими аборигенными сортами;
• популяция-3 (П3) - аборигенными сортами Краснодарского края;
• популяция-4 (П4) - астраханские аборигенные сорта;
• популяция-5 (П5) - туркменские аборигенные сорта;
• популяция-6 (П6) - грузинские аборигенные сорта;
• популяция-7 (П7) - аборигенные сорта Таджикистана;
• популяция-8 (П8) - аборигенные сорта Армении;
• популяция-9 (П9) - аборигенные сорта Узбекистана.
Материалы и методы
Исследовались 55 аборигенных сортов Северного Кавказа.
ДНК из собранных образцов выделяли CT AB-методом,
модифицированным для виноградной культуры - методика была модифицирована за счет использования NaCl для удаления полисахаридов и PVP (Polyvinylpyrrolidone) - для удаления полифенолов [1]. Концентрацию экстрагированной ДНК определяли в агарозном геле
(0,8%), затем делали разбавление до концентрации 10 нг. ^LJ для каждого
образца в лаборатории Департамента по изучению сельскохозяйственных культур и окружающей среды, г. Удина/Италия.
Для анализа генетического разнообразия были использованы 9 нейтральных хлоропластных микросателлитных маркеров: cpSSR3,
cpSSR5, cpSSR10, ccSSR5, ccSSR9, ccSSR14, ccSSR23, NTCP8, NTCP12 [11]. Один из праймеров имел флуоресцентную метку с Dye Phosphoramidites (6-FAM, HEX).
В ходе исследования для всех праймеров были использованы одинаковые условия ПЦР, позволяющие получить максимальное количество продуктов реакции.
Использовалась следующая программа для ПЦР: 2 мин - 950 C -начальная денатурация, затем последующие 27 циклов:
- денатурация 45 сек - 940 С;
- 20 сек отжиг праймеров при 550 С;
- 40 сек синтез при 720 С;
- последний синтез при 650 С в течение 30 мин.
В работе использовали следующие температуры отжига праймеров:
52° С для маркеров cpSSR5, NTCP 8, NTCP 12;
55° С для маркеров ccSSR9, cpSSR10, ccSSR23, cpSSR3, ccSSR5 и ccSSR14.
ПЦР-смесь включала 10 нг ДНК, 0,2 мМ дезоксинуклеозидтрифос-фатов (dNTPs), 0,23 мкМ каждого праймера, 0,1 единицы Gold Taq-
полимеразы (в общем объеме 10 мкл).
Амплификация была проведена в амплификаторе 2720 Thermal Cycler фирмы Applied Biosystems.
Определение фрагментов и анализ данных был выполнен на секвенаторе MegaBASE (Amersham Biosciences, Великобритания),
используя ETROX в качестве молекулярного маркера веса (стандарта). Для определения размеров фрагментов использовалось стандартное программное обеспечение, которое поставляется вместе с секвенатором MegaBASE (Amersham Biosciences, Великобритания).
Для оценки генетического разнообразия использовали следующие показатели: коэффициент генетической дистанции Нея [9] и средняя генетическая дистанция между образцами (DA2_sh) [7, 8, 10].
Результаты исследований
Для начала определяли аллельный состав исследуемых популяций по 8 микросателлитным хлоропластным праймерам (табл. 1).
Таблица 1. - Частота встречаемости аллелей у исследуемых
северокавказских аборигенных популяций.
Маркер Аллель Популяции
ПІ П2 ПЗ П4 П5 Пб П7 П8 П9
І 2 3 4 5 б 7 8 9 І0 ІІ
cpSSR3 106 0,46 0,69 0,50 1,00 1,00 1,00 0,50 0,00 1,00
107 0,54 0,31 0,50 0,00 0,00 0,00 0,50 1,00 0,00
cpSSR5 104 0,54 0,31 0,50 0,00 0,00 0,00 0,50 1,00 0,00
105 0,46 0,69 0,50 1,00 1,00 1,00 0,50 0,00 1,00
cpSSR!0 114 0,00 0,06 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
115 0,75 0,44 0,50 0,00 0,00 0,67 0,50 1,00 0,00
116 0,25 0,50 0,00 1,00 1,00 0,33 0,50 0,00 1,00
ccSSR5 254 0,54 0,31 0,50 0,00 0,00 0,00 0,50 1,00 0,00
255 0,46 0,69 0,50 1,00 1,00 1,00 0,50 0,00 1,00
ccSSR9 165 1,00 0,94 0,50 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
166 0,00 0,06 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
сс88Я14 201 0,00 0,06 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
202 0,75 0,44 0,50 0,00 0,00 0,67 0,50 1,00 0,00
203 0,25 0,50 0,00 1,00 1,00 0,33 0,50 0,00 1,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
сс88Я23 280 0,00 0,06 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
281 0,75 0,44 0,50 0,00 0,00 0,67 0,50 1,00 0,00
282 0,25 0,50 0,00 1,00 1,00 0,33 0,50 0,00 1,00
NTCP-8 248 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
ОТСР 12 118 0,54 0,31 0,50 0,00 0,00 0,00 0,50 1,00 0,00
119 0,46 0,69 0,50 1,00 1,00 1,00 0,50 0,00 1,00
В дальнейшем на основании данных о частоте встречаемости аллелей были построены графики их распределения в исследуемых аборигенных популяциях (рис. 1-10).
ср88Ю
1,00
к
2 0,90 5 0,80 5 0,70
1 0,60
44
2 0,50 Ц. 0,40 “ 0,30
я
о 0,20 н
Я 0,10 0,00
П1 П2 ПЗ П4 П5 П6 П7 П8 П9
Популяции
Рисунок 1. Частота встречаемости аллелей праймера ср88Я3 у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Исследование праймера ср88Я3 показало присутствие двух аллелей в исследуемых популяциях: ср88Я3106 и ср88Я3107.
Наиболее встречаемым является аллель ср88Я3106 - присутствует в 8 популяциях из 9 (за исключением армянской популяции). Частота встречаемости аллеля ср88Я3106 составляет 100% в популяциях П4, П5, П6 и П9: по этому праймеру они являются унимодальными, что
свидетельствует о едином привнесении данного аллеля в эти аборигенные сорта из одного источника, либо что одна из популяций является родительской по данному аллелю.
107
Аллель ср88Я3 встречается в 5 популяциях: дагестанской (>50%),
донской (31%), Краснодарского края (50%), таджикской (50%) и в армянской популяции - (100%).
Два аллеля одновременно были выявлены у аборигенных популяций Дагестана, Дона, Краснодарского края и Таджикистана.
Рисунок 2. Частота встречаемости аллелей праймера срSSR5 у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Исследование частоты встречаемости праймера срSSR5 выявило присутствие двух аллелей срSSR5104 и срSSR5105.
Аллель срSSR5105 является наиболее распространенным у исследуемых популяций и встречается в 8 популяциях из 9. Полностью доминирует (частота встречаемости 100%) в следующих популяциях: астраханской (П4), туркменской (П5), грузинской (П6) и узбекской (П9).
Аллель срSSR5104 был найден в 5 популяциях: П1 - дагестанской (54%), П2 - донской (46%), П3- Краснодарского края (50%), П7 -таджикской (50%), П8 - армянской (100%).
Оба аллеля присутствуют у аборигенных популяций Дагестана, Дона, Краснодарского края и Таджикистана.
срЯЯШО
1,00 7
05
2 0,90 5 0,80
7
Р 0,70
1 0,60
44
2 0,50 §* °'40 ® 0,30
я
о 0,20 н
Я 0,10
0,00 I
П1 П2 ПЗ П4 П5 П6 П7 П8 П9
Популяцпп
Рисунок 3. Частота встречаемости аллелей праймера срSSR10 у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Исследование частоты встречаемости праймера срSSR5 выявило присутствие трех аллелей: срSSR10114, срSSR10115 и срSSR10116.
Наиболее редким является аллель срSSR10114 - присутствует только в двух популяциях: донская (П2) - 6% и Краснодарского края (П3) - 50%. Данный аллель являются редким, что возможно связано либо с мутационными изменениями, либо с изменением генетического разнообразия на определенном этапе развития в аборигенных популяциях Северного Кавказа путем недавнего их привнесения из других генетических пулов.
Аллель срSSR10115 был выявлен в 6 популяциях: дагестанской (П1) - с частотой 75%, донской (П2) - 44%, у аборигенных сортов Краснодарского края (П3) - 50%, грузинской (П6) - 67%, таджикской (П7) - 50% и армянской (П8) - 100%.
Самым встречаемым аллелем является срЗБКЮ116 - в 7 популяциях: дагестанской (П1) - с частотой 25%, донской (П2) - 50%, астраханской (П4) - 100%, туркменской (П5) - 100%, грузинской (П6) - 33%, таджикской (П7) - 50% и узбекской (П9) - 100%.
Наиболее генетически разнообразными являются дагестанская, донская (встречаются все три аллеля), грузинская и таджикская популяции.
Рисунок 4. Частота встречаемости аллелей праймера сс88Я5 у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
В ходе исследования праймера ср88Я5 было выявлено два аллеля:
ср88Я5254 и ср88Я5255.
254
Редким аллелем является ср88Я5 , присутствует в 5 популяциях:
дагестанской (П1) - 54%, донской (П2) - 31%, аборигенов
Краснодарского края (П3) - 50%, таджикской (П7) - 50% и армянской (П8)
- 100%.
255
Аллель ср88Я5 присутствует во всех исследуемых популяциях, за исключением армянской (П8). С 100 % частотой встречается в
астраханской (П4), туркменской (П5), грузинской (П6) и узбекской (П9) популяциях.
Оба аллеля выявлены в дагестанской (П1), донской (П2), аборигенов Краснодарского края (П3) и таджикской (П7).
165.0
166.0
П1 П2 ПЗ П4 П5 П 6
Популяции
П7 П8 П9
Рисунок 5. Частота встречаемости аллелей праймера сс88Я9 у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Праймер сс88Я9 у исследуемых популяций показал два аллеля: сс88Я9165 и сс88Я9166.
Аллель сс88Я9165 во всех популяциях присутствует с частотой в 100%, за исключением донской и у аборигенных сортов Краснодарского края.
Редким является аллель сс88Я9166, который присутствует в 2 популяциях: донской (П2) - 6% и у аборигенов Краснодарского края (П3)
- 50%.
Оба аллеля присутствуют у аборигенных сортов Дона (П2) и Краснодарского края.
сс88Ш4
1,00
к
2 0,90 5 0,80
7
5 0,70
1 0,60
04
2 0,50
Ь °'4°
“ 0,30
я
о 0,20 н Я 0,10 0,00
П1 П2 ПЗ П4 П5 П 6 П7 П8 П9
Популяции
Рисунок 6. Частота встречаемости аллелей праймера ссSSR14 у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Праймер ссSSR14 во всех популяциях показал три аллеля: ссSSR14201, ссSSR14202 и ссSSR14203.
Редким является аллель ссSSR14201 - присутствует в двух
популяциях: донской (П2) - 6% и Краснодарского края (П3) - 50%.
Наиболее распространенным является аллель ссSSR14203 -
присутствует в 7 популяциях: дагестанской (П1) - 25%, донской (П2) -50%, астраханской (П4) - 100%, туркменской (П5) - 100%, грузинской (П6) - 33%, таджикской (П7) - 50%, узбекской (П9) - 100%.
Аллель ссSSR14202 присутствует в 6 популяциях: дагестанской (П1) -75%, донской (П2) - 44%, у аборигенов Краснодарского края (П3) - 50%, грузинской (П6) - 67%, таджикской (П7) - 50% и армянской (П8) - 100%.
Самой богатой является донская (П2) - присутствуют все три аллеля, по два аллеля встречаются у дагестанской (П1), Краснодарского края (П3), грузинской (П6) и таджикской (П7).
сс881Ш
1,00
*
2 0,90
280,0
281,0
282,0
П1 П2 ПЗ П4 П5 Пб П7 П8 П9
Популяции
Рисунок 7 - частота встречаемости аллелей праймера сс88Я23 у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Праймер сс88Я23 в популяциях выявил три аллеля: сс88К23280, сс88Я23281 и сс88Я23282.
Редким является аллель сс88Я23280 - был обнаружен у двух
популяций: донской (П2) - 6% и Краснодарского края (П3) - 50%.
281
Аллель сс88Я23 встречается в 6 популяциях: дагестанской (П1),
донской (П2), Краснодарского края (П3), грузинской (П6), таджикской
(П7) и армянской (П8).
282
Аллель сс88Я23 - в 7 популяциях, за исключением популяции из
Армении и Краснодарского края, при этом с частотой в 100% встречается у астраханской, туркменской и узбекской популяциях.
Все три аллея выявлены у донской популяции.
По два аллеля выявлены у аборигенных сортов Краснодарского края, грузинских и таджикских.
Рисунок 8. Частота встречаемости аллелей праймера КТСР8 у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Праймер КТСР8 выявил один аллель КТСР8248.
В ходе исследования аборигенных популяций Северного Кавказа праймер КТСР12 показал два аллеля: КТСР12118 и КТСР12119.
Аллель КТСР12119 присутствует в 8 популяциях, за исключением популяции из Армении. В четырех аборигенных популяциях: астраханской (П4), грузинской (П5), таджикской (П6) и узбекской (П9) данный аллель
присутствует с частотой 100% (рис. 9).
118
Аллель КТСР12 присутствует в дагестанской (П1) с частотой 54%, донской (П2) - 31%, Краснодарского края (П3) - 50%, таджикской (П7) -50% и армянской (П8) - 100%.
Рисунок 9. Частота встречаемости аллелей праймера КТСР12 у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Оба аллеля присутствуют в четырех популяциях: дагестанской (П1), донской (П2), Краснодарского края (П3) и таджикской (П7).
Согласно данным встречаемости аллелей 8 микросателлитных хлоропластных праймеров были составлены гаплотипы у исследуемых аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Всего было выявлено 4 гаплотипа (табл. 2). Каждый гаплотип представлен уникальным аллельным разнообразием.
Согласно данным частоты встречаемости гаплотипов у популяций, можно выявить следующую тенденцию: гаплотип-3 (23 раза) и гаплотип-4 (21 раз) являются наиболее встречаемыми.
Г аплотип-3 встречается во всех популяциях, за исключением аборигенных сортов Краснодарского края (П3) и узбекской (П9) (рис. 10). Самым редким является гаплотип-1: встречается в донской и
Краснодарского края (табл. 2).
Таблица 2. - Гаплотипный состав исследуемых аборигенных
популяций Северного Кавказа.
Номер гаплотипа Количество гаплотипов Аллельный состав гаплотипа
Гаплотип-1 2 106 105 114 255 166 201 280 248 119
Гаплотип-2 9 106 105 115 255 165 202 281 248 119
Гаплотип-3 23 106 105 116 255 165 203 282 248 119
Гаплотип-4 21 107 104 115 254 165 202 281 248 118
В ходе исследования генного разнообразия аборигенов винограда Северного Кавказа самыми выдающимися оказались донская популяция (П2) и дагестанская (П1): в них присутствуют все гаплотипы. Также для них характерно присутствие редкого гаплотипа-1. Причины присутствия редкого гаплотипа может быть связано с происхождением данных популяций от дикого местного винограда, или же завоз из других регионов возделывания винограда.
При этом дагестанская популяция (П1) состоит из 3 гаплотипов: 2, 3,
4, чаше всего встречается гаплотип-4.
Таблица 3. - Частота встречаемости гаплотипов у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Гаплотип Популяции
П1 П2 П3 П4 П5 П6 П7 П8 П9
Гаплоти-1 0,00 0,06 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Гаплоти-2 0,21 0,13 0,00 0,00 0,00 0,67 0,00 0,00 0,00
Гаплоти-3 0,25 0,50 0,00 1,00 1,00 0,33 0,50 1,00 0,00
Гаплоти-4 0,54 0,31 0,50 0,00 0,00 0,00 0,50 0,00 1,00
Донская популяция (П2) представлена 4 гаплотипами: чаще всего присутствует 3, за тем 4, 2 и редким 1 (6%).
Аборигенная популяция Краснодарского края (П3) представлена двумя гаплотипами: гаплотип-1 и гаплотип-4.
Астраханская популяция (П4) включает один гаплотип-3.
Туркменская популяция (П5) состоит из гаплотипа-3.
Грузинская популяция (П6) состоит из двух гаплотипов: 2 и 3.
Таджикская популяция (П7) состоит из двух гаплотипов: 3 и 4 в одинаковом соотношении.
Аборигенная популяция Армении (П8) представлена гаплотипом-3.
Узбекская популяция (П9) представлена гаплотипом-4 (рис. 10).
П1 ГТ7 т-,--, 1
113 П-1 тт- ---------
114 П5 П6 тт7
П7 П8 П9
Популяции
|Гаплотн-4 Гаплоти-3 | Гаплоти-2 | Гаплотп-1
Рисунок 10. Частота встречаемости гаплотипов у аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
В ходе исследования генетического расстояния с использованием коэффициента генетической дистанции Нея (Ви) было выявлено, что все популяции являются близкородственными, за исключением аборигенных
сортов из Армении. Максимальные отличия (100%) были обнаружены между узбекской и астраханскими, туркменскими, армянскими популяциями (табл. 4).
Таблица 4. - Значение дистанции Нея для исследуемых аборигенных популяций винограда Северного Кавказа.
Популяции П1 П2 П3 П4 П5 П6 П7 П8 П9
П1 0,00
П2 0,06 0,00
П3 0,18 0,25 0,00
П4 0,45 0,18 0,75 0,00
П5 0,45 0,18 0,75 0,00 0,00
П6 0,26 0,21 0,53 0,44 0,44 0,00
П7 0,05 0,03 0,25 0,25 0,25 0,36 0,00
П8 0,45 0,18 0,75 0,00 0,00 0,44 0,25 0,00
П9 0,16 0,37 0,25 1,00 1,00 0,78 0,25 1,00 0,00
Нами также был проведен внутренний и межпопуляционный анализы генетических ресурсов. Они показали, что дагестанская, донская, Краснодарского края, грузинская и таджикская популяции характеризуются высоким общим генетическим разнообразием среди всех исследуемых образцов (И_б > 50%). Это также подтверждается средней генетической дистанцией среди исследуемых образцов: ее значение достаточно высокое (Б2^ = 3,21).
Общее генное разнообразие у исследуемых популяций составляет 62,4% (Н_ = 0,624).
В целом низким генетическим разнообразием характеризуются астраханская, туркменская, армянская и узбекская популяции (рис. 11).
Рисунок 11. Исследование генетического разнообразия аборигенных популяций на Северном Кавказе.
Выводы
В ходе исследования аборигенных популяций на Северном Кавказе был выявлен 21 аллель. Практически все праймеры оказались полиморфными, за исключением КТСР-8. По каждому праймеру было выявлено от 2 до 3 аллелей, что является типичным для хлоропластных праймеров, так как отличия обычно выявляются в пределах 1 п.н.
На основании данных о частоте встречаемости аллелей были выявлены 4 гаплотипа.
Согласно данным частоты встречаемости гаплотипов у популяций можно выявить следующую тенденцию: гаплотип-3 (23 раза) и гаплотип-4 (21 раз) являются наиболее встречаемыми.
Гаплотип-3 встречается во всех популяциях, за исключением аборигенных сортов Краснодарского края и узбекской. Самым редким является гаплотип-1: встречается в донской и Краснодарского края.
При этом дагестанская популяция состоит из 3 гаплотипов: 2, 3, 4, чаше всего встречается гаплотип-4.
Донская популяция представлена 4 гаплотипами: чаше всего
присутствует 3, затем 4, 2 и редким 1.
Аборигенная популяция Краснодарского края представлена двумя гаплотипами: гаплотип-1 и гаплотип-4.
Астраханская, армянская и туркменская популяции включают гаплотип-3.
Грузинская популяция состоит из двух гаплотипов: 2 и 3.
Таджикская популяция состоит из двух гаплотипов: 3 и 4 в равном соотношении.
Узбекская популяция представлена гаплотипом-4.
В ходе исследования общего генного разнообразия аборигенов винограда Северного Кавказа самой генетически разнообразной оказалась донская и дагестанская популяции, в них присутствуют большинство гаплотипов. Также для них характерно присутствие редкого гаплотипа-1. Причины присутствия редкого гаплотипа могут быть связаны, либо с происхождением данных популяций от дикого местного винограда, или же завоз из других регионов возделывания винограда.
Все популяции оказались близкородственными в ходе исследования с использованием коэффициента генетической дистанции Нея (Би), за исключением аборигенных сортов из Армении. Максимальные отличия были обнаружены между узбекской популяцией и астраханской, туркменской, армянской популяциями.
Список литературы
1. Звягин А.С. Выделение ДНК из гербарных листьев Vitis vinifera // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - 2010. - № 58 (4). Режим доступа: http://ei.kubagro.ru/2010/04/pdf/22.pdf.
2. Итоги изучения сортов и клонов винограда в разных зонах
Краснодарского края / Л.П. Трошин, Д.Е. Хлевный, А.С. Звягин, П.П. Подваленко, Т.И. Гугучкина, А.И. Мисливский // Технологии производства элитного посадочного материала и виноградной продукции, отбора лучших протоклонов. -
Краснодар: АлВи-Дизайн, 2005. - С. 96-107.
3. Краткий анализ мирового генофонда винограда и принципы формирования ампелографической коллекции России / В.А. Носульчак, Л.П. Трошин // Виноград и вино России. - 1998. -Специальный выпуск. - С. 11-14.
4. Трошин Л. П. Ампелография и селекция винограда. -
Краснодар: РИЦ «Вольные мастера», 1999. - 138 с.: цв. вкладка.
5. Трошин Л.П., Рисованная В.И., Полулях А.И. Ампелографические признаки в изучении таксономических отношений сортов Vitis vinifera sativa pontica Negr. // Труды Научного центра виноградарства и виноделия. - 1999. - С. 1012.
6. Энциклопедия виноградарства - Т. 1-3. - Кишинев: Изд-во МСЭ, 1986-1987.
7. Eliades N-G., Eliades D. G. HAPLOTYPE ANALYSIS: software for analysis of haplotypes data // Distributed by the authors. Forest Genetics and Forest Tree Breeding, Georg-Augst University Goettingen, Germany. - 2009. - 1-20 р.
8. Goldstein D.B. An evaluation of genetic distances for use with microsatellite loci / D.B. Goldstein, A.R. Linares, L.L. Cavallisforza, M.W. Feldman // Genetics. - 1995. - № 139. - Р. 463-471.
9. Nei M. Analysis of gene diversity in subdivided populations // Proc. Natl. Acad. Sci. - 1973. - № 70. - Р. 3321-3323.
10. Morgante M. Analysis of hypervariable chloroplast microsatellites in Pinus halepensis reveals a dramatic bottleneck / M. Morgante, N. Felice, G.G. Vendramin // Karp A eds Molecular tools for
screening biodiversity: plants and animals, Chapman and Hall. -1998. - Р. 402-412.
11. Weising K. A set of conserved PCR primers for the analysis of simple sequence repeat polymorphism in chloroplast genomes of dicotyledonous angiosperms / K. Weising and R. Gardner // Genome. - 1999. - № 42. - Р. 9-19.
