Научная статья на тему 'Технология отбора клонов винограда с использованием молекулярных маркеров'

Технология отбора клонов винограда с использованием молекулярных маркеров Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
363
72
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВИНОГРАД / СОРТ / КЛОН / ИЗМЕНЧИВОСТЬ / ПОПУЛЯЦИЯ / ЛИСТ / МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ / МИКРОСАТЕЛЛИТЫ / ДНК-МАРКЕРЫ / GRAPE / VARIETY / CLONE / VARIABILITY / POPULATION / MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS / LEAVE / MICROSATELLITIES / DNA-MARKERS

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Звягин Андрей Сергеевич

Проведен анализ степени генетического родства или разнообразия между клонами чёрноягодных сортогрупп Каберне-Совиньон и Мерло, и белоягодных популяций Пино и Рислинг. Эти результаты послужили основанием для усовершенствования технологии отбора, размножения и оформления размноженных клонов четырех вышеназванных популяций в виде сортов-клонов для передачи их в гос.испытание: Кабернек, Каберне фанагорийский, Клерет темрюкский, Мерлок, Пинок белый, Рислиналк, Рислинг анапский, Рислинг фанагорийский и др.. Эти сорта-клоны, принятые Госсорткомиссией РФ, несомненно, будут способствовать обогащению виноградного сортимента Анапо-Таманской зоны Кубани, а, значит, и России

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Звягин Андрей Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TECNOLOGY OF CLONE SELECTION WITH THE USE OF MOLECULAR MARKERS

The analyze of the genetic relationship or diversity between clones was made by using the microsatellites in the groups with black berries: Cabernet-Sauvignon and Merlot, and with white berries: Riesling and Pinot. These results become the rationale for the new technology of clone selection, breeding and making registration of these clones of four above-named varieties groups in the varieties-clones for state research: Cabernek, Cabernet Fanogoriisky, Merlok, Pinot white, Rieslinalk, Riesling Anapa and Riesling Fanogoriisky. These varieties-clones are accepted by State commission of Russia, they will enrich the viticulture assortment of Anapa-Tamanskay zone of Kuban, therefore Russia

Текст научной работы на тему «Технология отбора клонов винограда с использованием молекулярных маркеров»

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

1

УДК 634.8 + 631.52 + 581.167

ТЕХНОЛОГИЯ ОТБОРА КЛОНОВ ВИНОГРАДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАРКЕРОВ

Звягин Андрей Сергеевич к.б.н., старший научный сотрудник Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия

Проведен анализ степени генетического родства или разнообразия между клонами чёрноягодных сортогрупп Каберне-Совиньон и Мерло, и белоягодных популяций Пино и Рислинг.

Эти результаты послужили основанием для усовершенствования технологии отбора, размножения и оформления размноженных клонов четырех вышеназванных популяций в виде сортов-клонов для передачи их в гос.испытание: Кабернек, Каберне фанагорийский, Клерет темрюкский, Мерлок, Пинок белый, Рислиналк, Рислинг анапский, Рислинг фанагорийский и др.. Эти сорта-клоны, принятые Госсорткомиссией РФ, несомненно, будут способствовать обогащению виноградного сортимента Анапо-Таманской зоны Кубани, а, значит, и России

Ключевые слова: ВИНОГРАД, СОРТ, КЛОН, ИЗМЕНЧИВОСТЬ, ПОПУЛЯЦИЯ, ЛИСТ, МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ, МИКРОСАТЕЛЛИТЫ, ДНК-МАРКЕРЫ

UDC 634.8 + 631.52 + 581.167

TECNOLOGY OF CLONE SELECTION WITH THE USE OF MOLECULAR MARKERS

Zvyagin Andrey Sergeevich Сапё.БюйБег, senior researcher scientists

Kuban State Agrarian University,

Krasnodar, Russia

The analyze of the genetic relationship or diversity between clones was made by using the microsatellites in the groups with black berries: Cabernet-Sauvignon and Merlot, and with white berries: Riesling and Pinot. These results become the rationale for the new technology of clone selection, breeding and making registration of these clones of four above-named varieties groups in the varieties-clones for state research: Cabernek, Cabernet Fanogoriisky, Merlok, Pinot white, Rieslinalk, Riesling Anapa and Riesling Fanogoriisky. These varieties-clones are accepted by State commission of Russia, they will enrich the viticulture assortment of Anapa-T amanskay zone of Kuban, therefore Russia

Keywords: GRAPE, VARIETY, CLONE, VARIABILITY, POPULATION, LEAVE, MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS, MICROSATELLITIES, DNA-MARKERS

Введение

Генетическая информация играет значительную роль в установлении эффективности работы во всех областях, наиболее востребованной сейчас является информация, полученная с помощью молекулярных маркеров. Они являются превосходным помощником в получении обширного количества генетической информации.

Как известно, при исследовании генетических ресурсов растений с помощью микросателлитных маркеров преследуют разнообразные цели, среди наиболее значимых выделяют следующие.

1. Сохранение растительных генетических ресурсов через описание место нахождения и описания доступного разнообразия.

2. Определение, идентификация, паспортизация и регистрация источников и доноров ценных признаков.

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

2

3. Решение спорных вопросов авторства сортов и образцов растений.

4. Определение структуры коллекции и степени родства генотипов для наиболее эффективного подбора родительских пар при гибридизации;

5. Определение, идентификация и регистрация образцов коллекции

[7].

Высокий уровень полиморфизма, выявляемый SSR-маркерами, определяет ценность этой маркерной системы и позволяет говорить о возможности ее использования для оценки генетической изменчивости между клонами и сортами винограда, и быстрой и достоверной идентификации сортов.

В данном случае идентификация и паспортизация сортов может выполняться на основании данных об аллельных состояниях использованных маркеров у каждого отдельно взятого генотипа, сорта или клона. Затем данная информация может использоваться для детального описания генотипа.

В настоящее время получение характеристик сортов связано с анализом их по комплексу количественных и качественных морфологических признаков, принятых Международной организацией винограда и вина (окраска цветка и ягоды, форма и тип опушения листовой пластинки, длина побега и др.). Однако полигенное наследование большей части этих признаков затрудняет интерпретацию полученных результатов.

По мнению большинства исследователей, проблема идентификации видов и сортов винограда останется неразрешенной до тех пор, пока не будут применены молекулярно-генетические критерии [9, 20-22, 27-28, 32, 37, 43, 54].

Традиционные методы идентификации сортов и клонов, изучение изменчивости и таксономии винограда, ампелографии и ампелометрии обычно базируются на описании морфологических различий сортов [2, 12, 13, 17]. Однако несколько ограничений накладываются на эти методы.

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

3

1. В течение вегетационного периода необходимо использование взрослых неповрежденных листьев.

2. Вызревшие черенки имеют лишь несколько (обычно 4) градаций морфологии.

3. Фенотипы растений очень сильно взаимодействуют с окружающей

средой. Различные условия внешней среды могут вызывать

морфологические изменения, касающиеся ампелографических признаков, внося свой вклад в ложную идентификацию [35, 48-49].

4. Общее количество сортов винограда в ампелографических

коллекциях насчитывается до 42 650, большинство из них является результатом мутационного процесса или рекомбиногенеза, и количество сортов постоянно увеличивается. Если даже сосредоточить все растения в идеальных условиях, будет тяжело дифференцировать все

морфологические характеристики [23-24, 46].

5. Использование ампелографических методов требует знания индивидуальных особенностей каждого сорта в отдельности, однако никто не имеет доступа и необходимых знаний о тысячах разных сортов, возделываемых по всему миру, просто из-за того, что не каждая коллекция может содержать полностью все генетические ресурсы своего региона.

Ампелографы обычно знают сорта винограда, которые используются в их регионе, и менее знакомы с сортовым составом в других регионах.

Частично недостатки традиционных методов оценки генотипов компенсируются использованием комплекса ампелографических признаков [13, 18, 52].

Вопросы идентификации генотипов винограда не менее важны и в процессе клоновой селекции. Чрезвычайно сложно дифференцировать генотипы, являющиеся модификантами в изогенной популяции сорта, фенотип которого изменчив в зависимости от влияния внешней среды и результатов взаимодействия генотип-среда. При этом ставится задача выявления генотипических вариаций среди массы фенотипически близких высокопродуктивных растений [16].

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

4

Именно развитие ДНК-маркеров позволило изменить такое состояние и дало возможность легко идентифицировать сорта до такой степени, что можно использовать людей без специальной ампелографической подготовки. Результаты не только объективны, но они также не зависят от условий окружающей среды и болезней, присутствующих в растениях. ДНК-маркеры стали одним из полезных средств, позволяющих решать во многих случаях проблемы, связанные с синонимами и неправильным названием [29, 31, 38-39, 44].

По этой причине требуются альтернативные методы сортовой и клоновой идентификации, которые бы лучше иллюстрировали различия на генетическом уровне [1, 5, 17].

Существующая технология по отбору клонов ведется по методике, утвержденной на первом Международном симпозиуме по клоновой селекции (1971, ФРГ), рассчитанной на почти 20-летнее испытание (табл.

1) [15].

Таблица 1 - Схема клоновой селекции винограда

Годы Мероприятия Этапы отбора

1 2 3

1 - 2 Изучение признаков и анализ продуктивности у не менее 1 тыс. кустов на винограднике Первичный отбор

3 Отбор не менее 100 претендентов в клоны

4 - 5 Размножение, посадка и формирование кустов

6 - 8 Испытание в одной повторности (10 — 15 кустов) каждого претендента на участке А, отбор 20 претендентов в клоны Предварительный отбор

9 - 10 Размножение, посадка и формирование кустов

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

5

Продолжение таблицы 1

11 - 13 Испытание в трех-пяти повторностях (по 10 кустов) каждого претендента на участке Б, отбор 10 кандидатов в клоны Промежуточный отбор

14 - 15 Размножение, посадка и формирование кустов

16 - 18 Испытание в разных экологических условиях и на разных подвоях (3-5 повторностей по 30 кустов в каждой) на участке В, отбор 1- 2 клонов Г лавный отбор

19 Представление клона (клонов) на государственное испытание

Как показало время, генетическое улучшение сорта более

результативно и экономически весьма выгодно при использовании этапа "ступенчатого" отбора, с использование молекулярных маркеров [статья Звягин А. С.].

Вследствие изложенных выше фактов, для исследования

генетического разнообразия и составления их ДНК-фингерпринта, были исследованы клоновые популяции сортов Мерло, Каберне-Совиньон (монография), Пино и Рислинг (статья рислинг, автореферат, монография) с использованием 8 нейтральных, т.е. не сцепленных с каким либо геном, ядерных микросателлитных маркеров, отобранных в базе данных как наиболее полиморфные: Greek Vitis Database, http://www.ncbi.uch.gr/gvd.

Цель исследования - проанализировать возможность использования молекулярных маркеров для изучения полиморфизма клонов винограда.

Задачами являлось определить, возможно ли дифференцировать клоны среди исследуемых популяций винограда с помощью

микросателлитных маркеров.

Материалы и методы

Объектами исследований являлись:

- две черноягодные популяции сортов Мерло и Каберне-Совиньон: Мерло-2 № 49 - 10 кустов, Мерло-343 - 43 куста, Мерло-181 - 46 кустов и

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

6

Мерло (контроль) - 30 кустов; Каберне-Совиньон-5А - 20 кустов, Кабернек (Каберне-Совиньон-14) - 12 кустов, Каберне-Совиньон-15А - 22 куста, Каберне-Совиньон-15Б - 10 кустов и Каберне-Совиньон (контроль)

- 43 куста (Приложение В и Г). Всего было исследовано в учхозе «Кубань» 236 учетных кустов;

- две белоягодные популяции сортов Пино и Рислинг: Пино белый -35 кустов, Пино белый 31 - 19 кустов, Пино черный - 56 кустов и Пино Белый 32 - 12 кустов; Рислинг Алькадар - 15 кустов, Рислинг Алькадар 34

- 34 куста, Рислинг Алькадар -34 А - 16 кустов, Рислинг Алькадар 34Б - 14 кустов, Рислинг 4-9-2 - 6 кустов, Рислинг 9-9-1 - 4. Всего было исследовано в учхозе «Кубань» 211 учетных кустов.

Клоны Мерло-343 и Мерло-181 были завезены из Франции, остальные отобраны профессором Трошиным Л.П. за 30 лет его работы в этом направлении.

Проводилось исследование агробиологических и технологические характеристики исследуемых сортов [5, 14].

Подготовку растительного материала и экстракцию ДНК проводили, используя СТАВ-метод, модифицированный по следующей схеме [42].

Для выделения ДНК использовали листья ранее названных генотипов, которые были собраны с кустов в разных экологических условиях (учхоз «Кубань» Кубанского госагроуниверситета, ООО «Фанагория-Агро» и ЗАО «Победа» Темрюкского района) и помещены в азот при -70° С.

Концентрацию выделенной ДНК определяли спектрофотометрически по стандартной методике, а также методом разведений полученных препаратов с последующим их электрофорезом в 2% агарозном геле, содержащем 1 мкг/мл бромистого этидия и визуализацией в ультрафиолете. При этом исходили из того, что порог чувствительности бромистого этидия в агарозных гелях составляет 10 нг ДНК [40].

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

7

Результаты исследований

Морфологическое исследование клоновых популяций винограда показали, что по совокупности агробиологических показателей все клоны отличались от контрольных сортов по определенным признакам. Отличия были обнаружены у клонов черноягодных популяций в следующем убывающем порядке:

- в популяции Каберне-Совиньон: Каберне-Совиньон-5А,

Каберне-Совиньон-15Б, Каберне-Совиньон-15А, Кабернек;

- в популяции Мерло: Мерло-343, Мерло-2 № 49, Мерло-181. При этом во второй популяции было зафиксировано превышение над контрольным сортом у всех клонов по урожайности в 1,5-2,6 раз.

По хозяйственной продуктивности у белоягодных популяций, т.е. урожаю с куста, исследованные генотипы расположились в следующем убывающем порядке:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- в первой популяции - Пино черный № 07 - 2,2 кг, Пино белый № 31 - 1,8 кг, Пино белый № 32 - 1,7 кг, при этом урожай с куста у контрольного сорта составил 1,3 кг; превышение у всех клонов по сравнению с контрольным сортом составило у клона Пино черный № 07 -65,8%, Пино белый № 31 - 35,6% и Пино белый № 32 - 30,8% (дисер Палыча);

- во второй популяции урожай с куста составил: клон Рислинг Алькадар № 34 -3,1 кг, Рислинг Алькадар № 34 А - 2,4 кг, Рислинг Алькадар № 34Б - 2,2 кг, Рислинг № 4-9-2 - 2,3 кг и Рислинг анапский -

2,7 кг при контроле 1,5 кг; превышение по сравнению с контрольным сортом составило у клонов в среднем от 40 до 98% [13].

Агробиологические показатели у сравниваемых генотипов обеих сортогрупп между собой резко различались, что доказано применением критерия Стьюдента и методом бутстрепа.

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

8

В ходе работы по ускоренному процессу отбора была определена возможность отбора клонов винограда в исследуемых популяциях с использованием 8 нейтральных, т.е. не сцепленных с каким либо геном, ядерных микросателлитных маркеров, отобранных в базе данных как наиболее полиморфные: Greek Vitis Database,

http://www.ncbi.uch.gr/gvd.

В ходе исследования было выявлено количество в сумме 24 аллеля для групп Мерло и Каберне-Совиньон, 30 аллелей для Пино и Рислинг (ссылки на Пашину работу и мою).

Таблица 1 - Количество аллелей выявленных в группах

Маркер Молекуляр ный вес (п.н.)* Число выявленных аллелей в сортогруппах

Мерло Каберне Совиньон Пино Рислинг

VVS2 141-147* 129-155** 3 3

VVS3 214-222 214-222 2 2

VrZag62 188-199 185-203 5 5

VrZag79 242-255 236-260 2 9

VVMD5 239-257 226-246 5 4

VVMD7 239-243 3 -

VVMD27 174-186 173-194 6 3

Scu10vv 205 - 4

Примечание: * - для популяций Мерло и Каберне-Совиньон. ** - для популяций Пино и Рислинг

Как видно из таблицы 2, маркеры проявили различный уровень полиморфизма: от двух (локус VVS3) до девяти (локус VrZag79) аллелей на один микросателлитный локус с максимальным полиморфизмом по

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

9

маркерам VrZag79, VVMD27, VrZag62 и VVMD5, что свидетельствует о дальнейшем использовании этих маркеров в будущей селекции винограда и определение генетической идентификации клонов. При этом видно, что маркеры показывают относительно одинаковые результаты встречаемости у обоих популяций, за исключением маркера VrZag79 и VVMD27, которые показали различающие по количеству аллелей.

По результатам анализа о наличии аллелей исследовавшихся сортов составлялись их ДНК-паспорта, содержащие информацию о номере микросателлитного маркера и его аллельном состоянии у конкретного генотипа (табл. 1, 2, 3 и 4). Нулевым аллелям принимали наименьший среди исследуемой группы.

Таблица 3 - ДНК-паспорта клонов и сортов группы Каберне-

Совиньон, составленные по данным об аллельных комбинациях микросателлитных маркеров__________________________________________________________________

Маркер *К-С (к) *К-С-5А *К-С-15А *Кабернек *К-С-217 *К-С-169

Vrzag62 *4 0 0 2 2 2

VVS2 6 6 6 6 6 6

Vvmd27 4 0 0 4 2 6

Vvmd5 6 16 16 18 16 16

Vrzag79 0 0 0 0 0 0

Vvmd7 4 0 4 4 2 2

Примечание: для каждого генотипа указаны аллели, выявленные по каждому отдельному маркеру.

В ходе анализа данных ДНК отпечатков группы Каберне-Совиньон (табл. 3) было выявлено, что исследуемые генотипы группы Каберне-Совиньон имеют отличающиеся наборы аллелей: генотип Каберне-Совиньон-5А отличается от контрольного сорта на 22 повтора, клон Каберне-Совиньон-15А - 18 аллелей, Каберне-Совиньон-169 - 16 аллелей, Кабернек - 14 аллелей, Каберне-Совиньон-217 - 14 аллелей.

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

10

Таблица 4 - ДНК-паспорта клонов и сортов группы Мерло, составленные по данным об аллельных комбинациях микросателлитных маркеров__________________

Маркер *М (к) *М- 14 *М-348 *М-343 *М-181 *М-347 *М-2 № 49 *М- 35

Vrzag62 *2 2 6 8 8 8 8 2

VVS2 2 2 2 2 2 2 2 0

Vvmd27 0 0 2 12 10 10 10 0

Vvmd5 8 6 18 8 6 0 0 0

Vrzag79 0 0 0 4 4 4 0 0

Vvmd7 2 2 0 0 0 2 2 0

^ 1 1 1 1 1 1 1 1

Примечание: для каждого генотипа указаны аллели, выявленные по

каждому отдельному маркеру.

Анализ данных ДНК-отпечатков группы Мерло (табл. 4) показал, что исследуемые формы отличаются от контрольного сорта, при этом клон Мерло-347 - 28 аллелей, Мерло-343 - 24 аллеля, Мерло-2 № 49 - 24 аллеля, Мерло-181 - 24 аллеля, Мерло-348 - 18 аллелей, Мерло-35 - 12 аллелей и Мерло-14 отличается на 2 аллеля.

Таблица 5 - ДНК-паспорта клонов и сортов группы Пино, составленные по

данным об аллельных комбинациях мик росателлитных маркеров

Маркер Пино белый (к) Пино Блан Пино черный Пино белый 31 Пино белый 32

VVS2 0 3 6 0 0

Vrzag62 14 17 17 17 19

Vvmd27 0 7 3 0 0

Vvmd5 0 5 5 0 0

Vrzag79 23 18 18 11 0

VVS3 2 0 0 0 0

Scu10 * ' 0 2 0 0 0

Примечание: для каждого генотипа указаны аллели, выявленные по каждому отдельному маркеру.

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

11

Анализ данных ДНК отпечатков группы Пино (табл. 5) показал, что исследуемые нами генотипы группы Пино имеют отличающиеся наборы аллелей: генотип Пино блан отличается от контрольного сорта на 39 аллелей, клон Пино черный - 49 аллелей, Пино белый-31 - 28 аллелей, Пино белый-32 -19 аллелей.

Таблица 6 - ДНК-паспорта клонов и сортов группы Рислинг, составленные по данным об аллельных комбинациях микросателлитных маркеров

Маркер Р-А (к) Р-34 Р-34А РА-34Б Р 4-9-2 Р 9-1-1

VVS2 3 3 к* 0 6 0

Vrzag62 17 17 0 17 21 21

Vvmd27 7 0 0 0 7 0

Vvmd5 5 2 8 0 8 0

Vrzag79 16 20 18 7 14 5

VVS3 0 2 0 0 2 0

Scu10 2 6 4 0 4 0

каждому отдельному маркеру; К - маркер VVS2 отсутствует у данного генотипа.

Анализ данных ДНК-отпечатков группы Рислинг (табл. 6) показал, что исследуемые формы отличаются от контрольного сорта, при этом клон Рислинг Алькадар 34- 50 аллелей, Рислинг Алькадар 34А -30 аллелей, Рислинг Алькадар 34Б - 24 аллеля, Рислинг 4-9-2 - 62 аллеля, Рислинг 9-11 - 26 аллелей.

В ходе использования ядерных микросателлитных маркеров было выявлено, что они позволяют различать близкородственные генотипы и являются эффективным инструментов при исследовании клонов винограда. Так при рассмотрении ДНК-отпечатков было видно, что исследуемые генотипы черноягодных популяций Каберне-Совиньон и

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

12

белоягодные популяций Пино и Рислинг несмотря на высокую степень генетического родства, имеют отличающиеся наборы аллелей.

Возможность различать генетически близкие сорта на основе полиморфизма микросателлитных маркеров подтверждает перспективность их использования в идентификации клонов винограда. Помимо этого, высокий уровень полиморфизма микросателлитных маркеров позволяет их применять для поиска ложных сортов и клонов при затруднительности проведения этой процедуры по фенотипическим признакам.

Исходя из вышеизложенных фактов, предлагается необходимо применять следующий способ отбора клонов популяций винограда позволяющий сокрашать данный процесс до 3-5 лет (табл.7).

Таблица 7 - Процесс отбора клонов

Годы Мероприятия

1 2

1-3 Отбор высокопродуктивных протоклонов винограда и их молекулярно-генетическое маркирование.

4 Размножение протоклонов in vitro.

5 Оформление лучшего клона-сорта винограда на государственное испытание в Госсорткомиссию РФ.

ВЫВОДЫ

Одним из основных видов отбора винограда является клоновая селекция, направленная на улучшение сортового состава виноградных насаждений. Она является действенным методом повышения урожайности и качества винограда.

По совокупности агробиологических показателей все клоны отличались от контрольных сортов по определенным признакам;

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

13

наибольшие отличия были обнаружены у клонов в следующем убывающем порядке:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- в популяции Каберне-Совиньон: Каберне-Совиньон-5А, Каберне-Совиньон-15Б, Каберне-Совиньон-15А, Кабернек;

- в популяции Мерло: Мерло-343, Мерло-2 № 49, Мерло-181. При этом во второй популяции было зафиксировано превышение над контрольным сортом у всех клонов по урожайности в 1,5-2,6 раза.

Использование тестирования ДНК ПЦР-анализом сокращает процесс отбора до 3-5 лет и достигается повышение хозяйственной продуктивности (урожая).

Микросателлитные маркеры проявили различный уровень полиморфизма: от двух (локус VVS3) до девяти (локус VrZag79) аллелей на один микросателлитный локус с максимальным полиморфизмом по маркерам VrZag79, VVMD27, VrZag62 и VVMD5, что свидетельствует о дальнейшем использовании этих маркеров в будущей селекции винограда и определение генетической идентификации клонов. При этом видно, что маркеры показывают относительно одинаковые результаты встречаемости у обоих популяций, за исключением маркера VrZag79 и VVMD27.

Использованные в работе по изучению генетического разнообразия популяций Каберне-Совиньон и Мерло 6 микросателлитных маркеров показали различный уровень полиморфизма: от двух до шести аллелей на один микросателлитный локус; наиболее высокий уровень полиморфизма обнаружен у маркеров VVMD27, VVMD5 и VrZag62 - 6, 5 и 5 аллелей по каждому из маркируемых локусов соответственно.

Исследованные виноградных популяции сортов Пино и Рислинг по 7 микросателлитным маркерам различались следующим генетическим полиморфизмом:

- в первой сортогруппе клон Пино черный № 07 отличался от контрольного сорта 49 аллелями, Пино блан - 52, Пино белый № 31 - 28, Пино белый № 32 - 19 аллелями;

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

14

- во второй сортогруппе также все исследуемые клоны отличались от контрольного сорта, например, клон Рислинг Алькадар № 34 50 аллелями, Рислинг Алькадар № 34А - 30, Рислинг Алькадар № 34Б - 24, Рислинг № 4-9-2 - 62, Рислинг анапский 26 аллелями.

На основании данных об аллельных комбинациях выявлено, что каждый из исследуемых генотипов винограда популяций Каберне-Совиньон, Мерло, Пино и Рислинг обладает уникальным, свойственным лишь ему набором аллелей, что свидетельствует о наличии отличий между исследуемыми клонами и о том, что микросателлитные маркеры обладают достаточным уровнем полиморфизма для использования их в клоновой идентификации.

Сорта-клоны винограда Пинок белый (А.с. № 49773), Рислиналк и Рислинг анапский, последовательно созревающие в первой половине сентября, вместе с созданными с нашим участием сортами Мерлок (патент № 4116, А.С. № 9360096) и Кабернек, последовательно созревающие во второй половине сентября, создают нужный для производства конвейер сбора урожая и организуют высокоэффективный ампелоценоз.

Список литературы

1. Барышева И.А., Тулаева М.И., Чисников В.С. Исследование внутрисортовой изменчивости ДНК винограда ПДРФ и ПЦР методами // Цитология и генетика. -2003. - Т. 37, № 6. - С. 31-38.

2. Биометрическая оценка морфологических признаков популяции Каберне-Совиньон / А.С. Звягин, Л.П. Трошин, П.П. Подваленко, В.И. Вернигоров // Критерии и принципы формирования высокопродуктивного виноградарства. - Анапа, 2007. - С. 201-172.

3. Звягин А.С., Подваленко П.П., Трошин Л.П. Исследование интродуцированных из Крыма клоновых популяций винограда // Труды КубГАУ. - Краснодар, 2009. - № 5 (20). - С. 189-192.

4. Звягин А.С., Трошин Л.П., Подваленко П.П. Использование молекулярногенетических маркеров для виноградной культуры // Нанобиотехнологии в сельском хозяйстве. - М., 2008. - С. 32-33.

5. Звягин А.С. Изучение полиморфизма черноягодных популяций винограда: дис. ... канд. биол. наук. Краснодар, 2006. 165 с.

6. Звягин А.С., Трошин Л.П. Паспортизация сортов и клонов винограда молекулярногенетическим методом // Научное обеспечение агропромышленного комплекса. -Краснодар, 2005. - С. 128-132.

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

15

7. 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.

8. Конарев В.Г. Морфогенез и молекулярно-биологический анализ растений. - Санкт-Петербург: ВИР, 1998. - 370 с.

9. Медведева Н.И., Поливара Н.В., Трошин Л.П. Особенности микроклонального размножения интродуцентов и клонов винограда // Научный журнал КубГАУ. -

2008. - № 40 (6). - 18 с. http://ej.kubagro.ru/2008/06/.

10. Остерман Л.А. Методы исследования нуклеиновых кислот. - Москва: Наука, 1981. -288 с.

11. Перспективы исследования сортотипа Каберне-Совиньон / А.С. Звягин, Л.П. Трошин, П. П. Подваленко, С. В. Копыльцов // Роль молодых ученых в реализации национального проекта “Развитие АПК”. Сборник материалов Международной научно-практической конференции. Часть 1. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2007. - С. 35.

12. Подваленко П.П. Исследования полиморфизма популяций винограда Пино и Рислинг для отбора высокопродуктивных сортов: дисс... биол. наук. К., 2009. 153 с.

13. Подваленко П.П., Звягин А.С., Трошин Л.П. Клоновая селекция - современная основа подъема продуктивности виноградников // Научный журнал КубГАУ. -

2009. - № 51 (07). - 25 с. http://ej.kubagro.ru/2009/07/.

14. Подваленко П.П., Трошин Л.П., Звягин А.С. Ампелографическое исследование сортогруппы Рислинг // Роль молодых ученых в реализации национального проекта “Развитие АПК”. Сборник материалов Международной научно- практической конференции. Часть 1. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2007. - С. 74.

15. Подваленко П.П. Исследования полиморфизма популяций винограда Пино и Рислинг для отбора высокопродуктивных сортов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Краснодар. - 2009. - С. -22.

16. Трошин Л.П. Ампелография и селекция винограда. - Краснодар: РИЦ «Вольные мастера», 1999. - 138 с.: цв. вкладка.

17. Трошин Л.П. Биометрическая оценка полиморфизма сортогрупп винограда Пино и Рислинг по морфологическим признакам листьев среднего яруса кроны / Л.П. Трошин, Е.В. Луценко, П.П. Подваленко, А.С. Звягин // Научный журнал КубГАУ. - 2009. - № 52 (08). - 14 с. http://ej.kubagro.ru/2009/08/.

18. Трошин Л.П., Звягин А.С., Подваленко П.П. Анализ генетического разнообразия клонов сортогрупп Пино и Рислинг с использованием микросателлитных маркеров // Материалы XVIII Международного научного симпозиума «Нетрадиционное растениеводство. Селекция и генетика. Эниология. Экология и здоровье». 17-26 сентября 2009 г. - Симферополь, 2009. - С. 308-313.

19. Трошин Л.П., Звягин А.С., Подваленко П.П. Проблемы идентификации винограда // Виноделие и виноградарство. - 2008. - № 1. - С. 34-35.

20. 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. 10-12.

21. Трошин Л.П., Цурканенко Н.Г. Новые технические сорта винограда // Садоводство и виноградарство. - 2007. - № 4. - С. 24-25. 19. Энциклопедия виноградарства. -Кишинев: МСЭ, 1986-1987. - Т. 1-3. 7

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

16

22. Alleveldt G., Dettweiler E. A model to differentiate grapevine cultivars with the aid of morfological characteristics // Rivista di Viticultura e di Enologia. - 1989. - V. 1. - Р. 5963.

23. Alleweldt G., Dettweiler E. The genetic resources of Vitis. - Siebeldingen / FRG, 1994. -74 s.

24. Alleweldt G., Spiegel-Roy P. and Reisch B. Grapes (Vitis). In: Moore J. N. and J. R. Ballington (Eds.): Genetic Resources of Temperate Fruit and Nut Crops // Acta Hortic. -1990. - V. 290. - P. 291-337.

25. Bellin D., Velasco R. and Grando M. S. Intravarietal DNA polymorphisms in. grapevine (Vitis vinifera L.) // Acta horticulturae. - 2001. - V. 546. - P. 343-349.

26. Botta R., Scott N.S., Eynard I., Thomas M.R. Evaluation of microsatellite sequence-tagged site markers for characterizing Vitis vinifera cultivars // Vitis. - 1995. - V. 34. - P. 99-102.

27. Bowers J.E., Dangl G.S. and Meredith C.P. Development and characterization of additional microsatellite DNA markers for grape // Am. J. Enol. Vitic. - 1999. - V. 50, № 30. - P. 243-246.

28. Bowers J.E., Dangl G.S., Vignani R. and Meredith C.P. Isolation and characterization of new polymorphic simple sequence repeat loci in grape (Vitis vinifera L.) // Genome. -1996. - V. 39. - P. 628-633.

29. Fatahi R., Ebadi A., Bassil N., Mehlenbacher S.A. and Zamani Z. Characterization of Iranian grapevine cultivars using microsatellite markers // Vitis. - 2003. - V. 42, № 4. - P. 185-192.

30. Filippetti I., Intrieri C., Cemtinari M., Bucchetti B. and Pastore C. Molecular characterization of officially registered Sangiovese clones and of other Sangiovese-like biotypes in Tuscany, Corsica and Emilia-Romagna // Vitis. - 2005. - V. 44, № 4. - P. 167-172.

31. Francois L., Marianna M., Gorislavets S.S, Risovannaya V. and Troshin L. Genetic profiling of Moldavian, Crimean and Russian cultivars of Vitis Vinifera L. with nuclear microsatellite markers // Тезисы IV международной конференции. - 2003. - С. 25.

32. Gonzalez A., Jubany S., Ponce I. De Leon., Dellacassa E., Carrau F.M., Hinrichsen P. and Gaggero C.A. Molecular diversity within clones of cv. Tannat (Vitis vinifera) // Vitis. -2004. - V. 43, № 4. - P. 179-185. 31. http://www.drmed.rus/s.php/377 html.

33. Karp A., Ingram. D.S. and Isaac P. Molecular Tools for Screening Biodiversity // Chapman and Hall. - 1998. - P. 195-201.

34. Lamboy W.F. and Alpha C.G. Using simple sequence repeats (SSRs) for DNA fingerprinting germplasm accessions of grape (Vitis L.) species // J. Am. Soc. Hort. Sci. -1998. - V. 123. - P. 182-188.

35. Lefort F. and Roubelakis-Angelakis K.A. Genetic Comparison of Greek Cultivars of Vitis vinifera L. by Nuclear Microsatellite Profiling // Am. J. Enol. Vitic. - 2001. - V. 52, № 2. - P. 101-108.

36. Lefort F., Risovannaya V., Gorislavets S., Massa V. and Troshin L. Genetic profiling of Moldavian, Crimean and Russian cultivars of Vitis Vinifera with nuclear microsatellite markers // Геном растений. Сборник тезисов IV Международной конференцию. -Одесса, 2003. - С. 25.

37. Lopes M.S., Sefc K.M., Eiras D.E., Steinkellner H., Laimer da Cвmara Machado M. and A. da Cвmara Machado. The use of microsatellites for germplasm management in a Portuguese grapevine collection // Theor. Appl. Genet. - 1999. - V. 99. - P. 733-799.

38. Maletic E., Sefc K.M., Steinkellner H., Kontic J.K. and Pejic I. Genetic characterization of Croatian grapevine cultivars and detection of synonymous cultivars in neighboring region // Vitis. - 1999. - V. 38. - P. 79-83.

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

Научный журнал КубГАУ, №68(04), 2011 года

17

39. Meredith C.P., Bowers J.E., Riaz S., Handley V., Bandman E.B. and Dangl G.S. The identity and parentage of the variety known in California as ‘Petite Sirah’ // Amer. J. Enol. Vitic. - 1999. - V. 50. - P. 236-242.

40. Moncada X., Munoz L., Merdinoglu D., Castro M.H. and Hinrichsen P. Clonal polymorphism in the red wine cultivars “Carmenere” and “Cabernet Sauvignon” // ISHS Acta Horticulture: VII International Symposium on Grapevine Physiology and Biotechnology. - 2003.

41. Murray M.G. and Thompson W.F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucleic Acids Research. - 1980. - V. 10. - P. 4321-4325.

42. Nunez Y., Fresno J. and Gallego F.J. Practical use of microsatellite markers to manage Vitis vinifera germplasm: Molecular identification of grapevine samples collected blindly in D.O. El Bierzo (Spain) // The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. -2004. - V. 79, № 3. - P. 437- 440.

43. Patrick P. and Jean B. Molecular genetic diversity of the French-American grapevine hybrids cultivated in North America // Genome/Genome. - 2003. - V. 46, № 6. - P. 1037-1048.

44. Perret M., Arnold C., Gobat J.-M. and Kupfer P. Cultivated grapevanes (Vitis vinifera L.) in central Europe based on microsatellite markers // In: Proceedings of VII International symposium on Grapevine Genetics and Breeding. - 2001. - V. 531. - P. 155-159.

45. Regner F., Sefc K., Stadlbauer A. and Steinkellner H. Genetic markers for the identification of varieties and clones as a guarantee of quality // Acta Hortic. - 1998. - V. 473. - P. 49-61.

46. Regner F., Stadlbauer A. and Eisenheld C. Molecular markers for genotyping grapevine and for identifying clones of traditional varieties // ISHS Acta Horticulturae. - 2000. -I.N. 546.

47. Sefc K.M., Regner F., Tureschek E., Glossl J. and Steinkellner. H. Identification of microsatellite sequences in Vitis riparia and their application for genotyping of different Vitis species // Genome. - 1999. - V. 42. - P. 367-373.

48. Sefc K.M., Regner F., Tureschek E., Glossl J. and Steinkellner. H. Genotyping of grapevine and rootstock cultivars using microsatellite markers // Vitis. - 1998. - V. 37. -P. 15-20.

49. Smurygin A.S., Nosulchak V.A., Troshin L.P. Creation of the Russian ampelographic collection // Report of a Working Group on Vitis. - Bioversity International, 2008. - P. 95-96.

50. Thomas M.R. and Scott N.S. Microsatellite repeats in grapevine reveal DNA polymorphism when analysed as sequence-tagged sites (STSs) // Theor. Appl. Genet. -1993. - V. 86. - P. 985-990.

51. Thomas M.R., Matsumoto S., Cain P. and Scott N.S. Repetitive DNA of grapevine: classes present and sequences suitable for cultivar identification // Theor. Appl. Genet. -1993. - V. 86. - P. 173-180.

52. Troshin L., Nosulchak V., Smurygin A. National ampelographic collection of Russia: creation and use // Plant Genetic Resources and their Exploitation in the Plant breeding for Food and Agriculture. 18th EUCARPIA Genetic Resources Section Meeting. - Piestany, Slovak Republic. 23-26 May 2007. - P. 108.

53. Troshin L.P., Zvyagin A. Clone identification of four grapevine varieties // 9th International Conference on Grape Genetics and Breeding, 2-6 July 2006. - Udine / Italy. - P. 38.

http://ej.kubagro.ru/2011/04/pdf/14.pdf

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.