CC BY
42УДК 577.21:575.22:581.6 https://doi.Org/10.21498/2518-1017.13.4.2017.117740
Типування сорлв coi культурно! (Glycine max (L.) Merr.) за мжросателггним маркером Satt100 гена Е7 фотопершдично! чутливосл
Н. Е. Волкова1, Н. А. Мизерна2
1Селекцтйно-генетичний институт - Нац'ональний центр нааннезнавства та сортовивчення,
вул. Ов^дюпольська дорога, 3, м. Одеса, 65036, Укра)на, e-maií: natavotki@ukr.net
2Укра'1нський институт експертизи сортов рослин, вул. Генерала Родимцева, 15, м. Ки)в, 03041, Украина
Мета. Провести типування сорлв coi культурно!' (Glycine max (L.) Merr.) укра!'нсько!' та закордонно!' селекф!' за м1'кросател1'тним маркером Satt100 гена Е7 фотоперюдично!' чутливосл. Методи. Вид1'лення ДНК з проростов на колонках 1з сорбуючою мембраною; пол1'меразна ланцюгова реакц'я; горизонтальний гель-електрофорез; визначення розм1р1в продуклв ампл1'ф1'кац1'1' за програмою «GeLAnaLyzer 2010a». Результати. За допомогою анал1зу мжросател1т-ного локусу Satt100, який е маркером гена Е7, проведено типування 15 сорлв со!'. Встановлено наявт'сть продуклв ампл1'ф1'кац1'1' розм1ром 133, 149 та 168 п.н., що маркують рецесивний та дом1нантний алел1 гена Е7 в1дпов1дно. Ус1 досл1'джен1 сорти, кр1м сорту 'Одеська 150А', були гомогенними за мжросател1тним локусом Satt100. Генотипи восьми сорлв мали рецесивний алель е7, шести - дом1нантний алель Е7. Пор1вняли наявнкть певного алеля гена Е7 у генотип] сорту з належт'стю до групи стиглосл. В1дм1чено зв'язок для сорлв з вегетац1йним пер1одом до 100 дтб: усп чотири сорти цие!' групи мали алель е7та для сорлв 1з вегетац1йним пер1одом понад 110 д1б: для вс1х чотирьох сорлв ф'е!' групи характерн фрагменти ампл1фжацй локусу Satt100, що маркують дом1нантний алель. 1з семи середньо-рант'х сорлв чотири мали рецесивний алель е7, а три - дом1нантний Е7. Наведено 1нформац1ю про отримання р1з-ними науковцями фрагменлв ампл1фжацй неоднакових розм1р1в, але при цьому виявлено тенденцш щодо зв'язку б1'льш високомолекулярних фрагменлв з дом1нантним, а низькомолекулярних - з рецесивним алелем. Висновки. За результатами типування за мжросател1тним маркером Satt100 гена Е7 фотопер1одично!' чутливосл для 15 сорлв со!' визначено наявт'сть рецесивного або дом1нантного алеля гена Е7. Для б1'льшосл зразк'в встановлено в1'дпов1'днкть наявносл певного алеля гена Е7 та тривалосл вегетац1йного перюду. Наявнкть фрагменлв ампл1ф1кац11' р1зного розм1ру, характерних для рецесивного алеля, св1дчить про необх1дтсть сиквенування та бЫнформатичного анал1зу фрагменлв ампл1ф1кац11' локусу Satt100.
Ключов! слова: сорти со¿ культурно)', вегетац!йний перюд, маркер, ген, полтмеразна ланцюгова реакция, гаплотип.
Вступ
Соя культурна (Glycine max (L.) Merr.) мае велике економ1чне та еколог1чне значення. Як одну з поширених культур 11 вирощують по всьому свггу - в1д екватора до 50°N та 35°S широти. У Державному реестр! сорив рослин, придатних для поширення в Укра1-ш, станом на 02.10.2017 р. нал1чуеться 209 сорив со1 р1зних груп стиглост! для культи-вування в ус1х областях [1].
Nataíiia Voíkova
http://orcid.org/0000-0002-9333-4872 Nataíiia Mizerna
http://orcid.org/0000-0001-6213-5216
На швидксть nepe6iry вегетативно! фазн онтогенезу (час м:1ж сходами i початком d;bí-тшня Ve-R1) та переход до генеративно! фазн (R1-R8) найб^ьше впливае такий чин-ник довылля, як фотоперюд. Сою ввдносять до рослин короткого дня. Вона прийшла до нас Í3 Сх:дноаз:атського центру походження культурних рослин. Тривалий день суттево ввдтермшовуе цвгтшня со!, рослини форму-ють значну наземну масу i здеб^ьшого не дозр:вають. Тому площа вирощування кожного сорту обмежена надто вузьким д:апазо-ном широти.
Соя адаптувалася до р:зних широт через природне вартвання множинних гешв i ло-куив, що контролюють час цвгтшня та до-
зрЬвання. Щ гени й локуси взаемодЬють i реа-гують на змшу умов навколишнього середо-вища, що великою мiрою впливае не пльки на цвiтiння та дозрiвання, а й на морфологiю рослин, урожайшсть i стресостiйкiсть.
У культури со! визначено 10 основних гешв, що контролюють час цвiтiння та дозрiвання: Е-гени (early) El, E2, E3, E4, E5, E6, E7, E8, E9 та ген J [2]. Вплив цих гешв на цвггшня со'1 i роль у фотореакщях рiзнi. Чотири з ло-кусiв iдентифiковано методами молекуляр-но-генетичного аналiзу: E1 кодуе соеспеци-фiчний потенцiальний фактор транскрипци, E2 - гомолог GIGANTEA GmGIa, E3 i E4 ко-дують фiтохроми GmPhyA3 та GmPhyA2 вЬд-повiдно [3]. Молекулярна основа локусу Е7 неведома. Щ гени контролюють тривалiсть фаз «сходи-цвишня» та «цвишня-дозрЬван-ня», сприймаючи неiндуктивний фотоперiод, тому !х можна назвати генами фотоперю-дично'1 чутливостЬ. Домiнантнi алелi затри-мують час цвтння, тобто обумовлюють шз-ш цвiтiння та дозрiвання. Hечутливiсть або слабка чутливЬсть до тривалостi фотоперюду обумовлюеться рецесивними алелями [4, 5].
Розумшня молекулярних основ цих гешв i локусiв та !х прояву за рiзних умов навколишнього середовища важливе для виз-начення генотипових комбшацш, що забез-печать больший або стабiльнiший урожай у певному репою..
Вважають, що у поясЬ помiрного клiмату (територiя Украши розташована в межах Пiвнiчного помiрного поясу) ранне цвтн-ня в поеднанш з тривалою репродуктивною стадieю найкраще для щс! культури. 3 огля-ду на це ген E7, за результатами експреси якого вегетативна фаза подовжуеться, а цвЬ-тiння - затримуеться на 4-5 дiб, е найкра-щим з-помiж усiх вiдомих генiв саме через слабкий вплив на шдукщю цвтння. Сут-тево пiдвищити врожайнiсть насшня со! у разi подовження вегетаци лише на 4-5 дiб можливо пiрамiдуванням гена Е7 у генотипах скоростиглих сорив [6].
Таким чином, визначення наявностЬ гена E7 у генофондi со! й оцшювання його агро-номiчного значення е актуальним завданням. Пошук джерел гена E7 з використанням гЬб-ридолоичного аналiзу ускладнюеться через його слабкий ефект. Тому для такого пошуку сл1д використовувати молекулярнi маркери.
Локус Е7, досл1джений на iзолiнiях 'Haro-soy', тiсно пов'язаний з El i T (pubescence color, колiр опушення) [7] та картований у 22,2 сМ-iнтервалi на групi зчеплення С2 мiж мiкросателiтними локусами Satt100 i Satt460, який також мЬстить мiкросателiтний локус
Satt319 [8]. Отже, в межах регiону E1-T-E7 визначено мiкросателiтнi маркери Satt460, Satt319 i Satt100 гена Е7.
Мета дослгджепь - провести типування сорив со! культурноi (Glycine max (L.) Merr.) украiнськоi та закордонно'1' селекци за мЬкро-сателiтним маркером Satt100 гена Е7 фото-^р^дично! чутливостi.
Материали та методика досл1*джень
Матерiалом дослЬджень були 15 сортiв укра'1'нсько'1 та закордонно'1 селекци: 'Ана-толивка', 'Антарес', 'Аполон', 'Валюта', 'Ва-силькiвська', 'Кшвська 98', 'Мельпомена', 'Одеська 150А', 'Орiя', 'Proteinka' (Сербiя), 'Сяйво', 'Устя', 'Фарватер', 'Юг 30', насшня яких надано вЬддЬлом селекци, генетики та насшництва бобових культур Селекцшно-генетичного шституту - Hацiонального центру насiннeзнавства та сортовивчення, 'Williams 82' (США) отримано з колек-ци Soybean Germplasm Collection (United States Department of Agriculture, USDA, Agricultural Research Service, ARS, США).
1з сумiшi 10 проросткЬв (п'ятидобових, ети-льованих) одержували ДНК з використанням набору для видЬлення рослинно! геном-но!' ДНК «Thermo Scientific GeneJET Plant Genomic DNA Purification Mini Kit» (Thermo Scientific, США) зг1дно з шструкщею.
Полiмеразну ланцюгову реакцiю (ПЛР) проводили на термоциклерi Т100ТМ Thermal Cycler (BioRad, США) у такому режима 94 °C - 4 хв; 35 циклЬв - 94 °C - 40 сек., 58 °C - 1 хв, 72 °C - 1 хв 20 сек.; 72 °C - 2 хв. РеакцЬй-на сумЬш мЬстила: 30 нг ДНК, 0,3 мкМ кожного праймера, 250 мкМ кожного дНТФ, 1,5 мМ MgCl2, 0,75 од. Taq ДНК-полЬмерази, 1ЧПЛР буфер. ПЛР-аналЬз су-проводжували негативним (безматричним) контролем. ПослЬдовнЬсть (5'-3') праймерЬв: прямого - acctcattttggcataaa, зворотного -ttggaaaacaagtaataataaca [9].
Для розподЬлу продуктЬв амплЬфшаци використали метод горизонтального гель-електрофорезу в 3% агарозному гелЬ. РозмЬр продуктЬв амплЬфшаци визначали за програ-мою «GelAnalyzer 2010a» (лщензЬя не потрЬбна).
Результати дост'джень
3 використанням ПЛР-аналЬзу мЬкроса-телЬтного локусу Satt100, що е маркером гена Е7, провели типування 15 сортЬв со! (рисунок).
Отримано продукти амплЬфшаци локусу Satt100 розмЬрами 133, 149 та 168 п.н. (таб-лиця). УсЬ сорти, крЬм сорту 'Одеська 150А', були гомогенними за геном Е7.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 M 10 11 К Рис. Електрофореграма розпод1'лу продукп'в ампл1'фжаф1 м1*кросател1*тного локусу Satt100 у сортах со! 'Васильм'вська' (1), 'Устя' (2), 'Сяйво' (3), 'Анатоллвка' (4), 'Одеська 150А' (5), 'Ки!вська 98' (6), 'Ор1я' (7), 'Фарватер' (8), 'Валюта' (9), 'Антарес' (l0), 'Юг 30' (11) Примика. M - маркер молекулярно'1 маси M29 (СибЭнзим, РФ) (фрагменти 250, 500, 750, 1000 ... п.н.). К - негативний (безматричний) контроль ПЛР. Строками вказано (зверху донизу) фрагменти ампл1ф1кац11 розм1'рами 168, 149, 133 п.н. в1'дпов1'дно.
За результатами молекулярно-генетичних дослвджень [10] лшш coi сорту 'Harovoy', 1зогенних за Е-генами (лшя ОТ 94-47 мае генотип е1е2Е3е4е5Е7, лш1я ОТ 89-5 -е1е2е3е4е5Е7, лш1я ОТ 94-41 - е1е2е3е4е5Е7), встановлено, що продукт ампл1ф1каци мшро-сателггного локусу Satt100 розм1ром 168 п.н. маркуе домшантний алель Е7 нечутливосп до фотоперюду, а розм1ром 133 п.н. - реце-сивний алель е7. Також шд час тестування 86 сорпв coi отримано фрагменти ампл1ф1-кацй шших розм1р1в - 115, 116, 143, 149 п.н. Фрагменти 143 i 149 п.н. розглядали як ввд-поввдш е7, тoдi як вдентифшащя алельно'1' форми з 115 i 116-п.н.-продуктами потребуе додаткових дocлiджень.
У таблищ сорти розташовано за групами стиглосп. Пoрiвнювали наявнicть певного алеля гена Е7 у генотиш сорту з належ-нicтю до групи стиглосп. Зв'язок вiдмiченo для сорпв iз вегетацiйним перioдoм до 100 i понад 110 дiб: для цих сорпв характернi фрагменти амплiфiкацii локусу Satt100, що маркують рецесивний та домшантний алелi вiдпoвiднo. Серед семи середньораншх сор-тiв чотири мали рецесивний алель е7. Таким чином, спостерп'али загальну тенденцiю змши в генотипах coртiв рецесивного алеля е7 на дoмiнантний алель Е7 iз подовженням вегетацiйнoгo перioду.
Результата типування двох сорпв - 'Устя' i 'Юг 30', що досл1джено Rozenzweig iз сшвав-
торами [10] й нами, збплися щодо встанов-лення е7-генотипу. Проте рoзмiри амплiфiка-цй' локусу Satt100 були рiзними: 133 i 143 п.н. у дослвдженш V. Rozenzweig iз сшвавтора-ми [10] та 149 п.н. у нашому для обох сор-тiв: 'Устя' i 'Юг 30'. Аналомчш дocлiдження проведено п1д час типування 15 селекцшних лiнiй coi 1нституту кoрмiв та ciльcькoгo гос-подарства Пoдiлля НААН Украши [11, 12] та 23 батьшвських сорпв i вiдпoвiдних лiнiй [13]. Авторами отримано фрагменти амплiфi-кацй' локусу Satt100 рoзмiрами 143, 149, 152, 168 п.н. та 145, 149, 182 п.н. в1дповвдно.
Отже, в рiзних дослщженнях гена Е7 iз використанням маркера Satt100 (i те!" ж пари праймерiв) отримано продукти амплiфiкацii рiзнoгo рoзмiру. Але при цьому виявлено тенденщю до зв'язку б^ьш високомолекулярного фрагмента з домшантним алелем, а низькомолекуляр-них фрагменив - iз рецесивним. Можливо, делещя в лoкуci Satt100, що призводить до зменшення рoзмiру фрагмента амплiфi-кацп й, вiдпoвiднo, зв'язку з рецесивним алелем, е функцioнальним маркером гена Е7. Дощльно сиквенувати фрагменти амп-лiфiкацii i провести бюшформатичш дос-лiдження пoлiмoрфiзму локусу Satt100 та гена Е7.
Спд зазначити, що у вищезгаданому дос-лвдженш [10] алельний стан гена Е7 вста-новлювали за гаплотипом за двома мшроса-
Примпка. Сорт СКС - скоростиглий, PC - ранньостиглий, CP - середньорант'й, СС - середньостиглий, ПС - тзньостиглий зп'дно 1з: * [1]; ** даними В1дд1лу селекц'', генетики та нас1'нництва бобових культур СГ1-НЦНС; *** супров1'дним документом Soybean GermpLasm Collection (USDA, ARS, США).
Таблиця
Дант мжросателпного аналтзу сорп'в coi' за локусом Satt100
Сорт Розм1'р фрагмента амплпфшацй' локусу Satt100, п.н. Алель гена Е7 / е7 Група стиглосп' Тривалкть вегетац'йного переду, д''б
'Устя' 149 е7 СКС* до 90
'Ки'1'вська 98' 149 е7 РС*
'Юг 30' 149 е7 РС** 91-100
'Аполон' 133 е7 РС*
'Валюта' 149 е7 СР*
'Васильк1'вська' 149 е7 СР*
'Фарватер' 'Антарес' 168 149 Е7 е7 СР* СР* 101-110
'0р1'я' 'Сяйво' 168 168 Е7 Е7 СР* СР*
'Proteinka' 133 е7 СР**
'Анатоллвка' 168 Е7 СС*
'Одеська 150А' 149, 168 Е7 + е7 СС* 111-120
'Мельпомена' 168 Е7 СС*
'Williams 82' 168 Е7 ПС (III)*** понад 130-140
телгтними локусами Satt100 i Satt319, який також зчеплений з геном Е7. Це KopeKTHime для висновку щодо алельного стану гена Е7. Для шдвищення прогнозуючого пoтeнцiалу системи маpкepiв Е-гeнiв також нeoбxiднo встановити гаплотипи за вима генами фото-перюдично! чутливoстi.
Отже, наступними етапами дослвдження мають бути бioiнфopматичний аналiз гешв фoтoпepioдичнoi' чутливoстi, сиквенування фpагмeнтiв амплiфiкацii piзнoгo poзмipу та пopiвняння ix з iснуючими у базах даних ну-клеотидних посл1довностей, типування зpаз-кiв со' за маpкepами шших гeнiв фотопе-pioдичнoi чутливoстi, пopiвняння з iншими ознаками (пoсуxoтoлepантнiсть, уpoжайнiсть та iн.) i poзpoблeння надшно'1' маpкepнoi системи. Moлeкуляpнo-маpкepна селекщя за геном Е7 й шшими, що кoнтpoлюють час цвiтiння i дoзpiвання poслин, та пipамiду-вання певних алeлiв в одному генотиш poз-глядаються як нeoбxiдний етап селекци со' на пiдвищeння вpoжайнoстi.
Висновки
За peзультатами типування за мiкpoсатe-лiтним локусом Satt100, що е маpкepoм гена Е7 фoтoпepioдичнoi чутливoстi, для 15 ^p-пв со'1 визначено наявнiсть peцeсивнoгo або домшантного алеля гена Е7. Для б1льшоси. зpазкiв встановлено вiдпoвiднiсть наявносп певного алеля гена Е7 та тpивалoстi вегета-цiйнoгo пepioду. Пopiвняння з peзультатами дoслiджeнь iншиx науковщв свiдчить пpo нeoбxiднiсть сиквенування та бioiнфopма-тичного аналiзу фpагмeнтiв амплiфiкацii' локусу Satt100.
BMKopwcTaHa ^iTepaTypa
1. flepwaBHMM peccTp copTiB poc.MH, npwflaTHMX fl.fl nowiMpeHHfl b yKpa'iHi Ha 2017 piK (hmhhmm cTaHOM Ha 02.10.2017 p.). Kmib : A.e^a, 2017. C. 208-216.
2. Gupta S., Bhatia V., Kumawat G. et al. Genetic analyses for deciphering the status and role of photoperiodic and maturity genes in major Indian soybean cultivars. J. Genet. 2017. Vol. 96, Iss. 1. P. 147-154. doi: 10.1007/s12041-016-0730-2
3. Jia H., Jiang B., Wu C. et al. Maturity group classification and maturity locus genotyping of early-maturing soybean varieties from high-latitude cold regions. PLoS ONE. 2014. Vol. 9, Iss. 4. e94139. doi: 10.1371/journal.pone.0094139
4. Watanabe S., Harada K., Abe J. Genetic and molecular bases of photoperiod responses of flowering in soybean. Breed. Sci. 2012. Vol. 61, Iss. 5. P. 531-543. doi: 10.1270/jsbbs.61.531
5. Kong F., Nan H., Cao D. et al. A new dominant gene E9 conditions early flowering and maturity in soybean. Crop Sci. 2014. Vol. 54, Iss. 6. P. 2529-2535. doi: 10.2135/cropsci2014.03.0228
6. Rosenzweig V., Goloenko D., Davydenko O., Shablinskaya 0. Breeding strategies for early soybeans in Belarus. Plant Breed. 2003. Vol. 122, Iss. 5. P. 456-458. doi: 10.1046/j.1439-0523. 2003.00874.x
7. Cober E. R., Voldeng H. D. A new soybean maturity and photo-period-sensitivity locus linked to E1 and T. Crop. Sci. 2001. Vol. 41, No. 3. P. 698-701. doi: 10.2135/cropsci2001.413698x
8. Molnar S. J., Rai S., Charette M., Cober E. R. Simple sequence repeat (SSR) markers linked to E1, E3, E4, and E7maturity genes in soybean. Genome. 2003. Vol. 46, No. 6. P. 1024-1036. doi: 10.1139/g03-079
9. SoyBase and the soybean breeder's toolbox. Integrating genetics and molecular biology for soybean researchers. URL: http://soybase.org
10. Rozenzweig V., Aksyonova E., Milash S. et al. Prospects of exploiting of photoperiod sensitivity gene E7 in early soybean breeding and revealing of its sources with SSR-markers. Soybean Gen. Newsl. 2008. Vol. 35. 7 p. URL: https://www. soybase.org/sgn/articleFiles/61Rosenzweig081712%20-%20 12-22-08%20-%20PDF%20-%20FINAL.pdf
11. WapiKOBa fl., BoMTKOBa B., He6oTap C. Ta iH. ilo.niMop(£i3M ce^eK^'MHMX .'hi'm coi BM3HaneHMM 3a Mo.eKynflpHMM MapKe-poM Satt100 flo reHa E7 $oTonepioflMHHoi HyT.MBocii. ilideu-lyeHHX erfieKmuBHOcmi ^yHK^'oHyeaHH^ cwbcbuoeo locnodap-cmea e yrnoeax 3MiHu Knirnamy : MaTep. BceyKp. HayK.-npaKT.
lHTepHeT-KOH^. (m. XepcoH, 9 rpyflHA 2016 p.). XepcoH, 2016. C. 52-54.
12. Zharikova D. Polymorphism of soybean cultivars and breeding lines revealed by marker Satt100 associated with the E7 locus, that involved in determination of time to flowering / Flash presentations. Breeding Grasses and Protein Crops in the Era of Genomics. A Joint Meeting of EUCARPIA Fodder Crops and Amenity Grasses Section and Protein Crops Working Group of Oil and Protein Crops Section (Vilnius, 11-14 sept. 2017). Vilnius, Lithuania. URL: https://www.eucarpia2017.lt/wp-content/ uploads/2017/10/48-zharikova-01-report-12.09.17.pdf
13. Zharikova D., Ivanyuk S., Chebotar G. et al. Polymorphism of soybean cultivars and breeding lines revealed by marker Satt100 associated with the E7 locus. Breeding Grasses and Protein Crops in the Era of Genomics. Book of Abstracts of the Joint Meeting of EUCARPIA Fodder Crops and Amenity Grasses Section and Protein Crops Working Group of Oil and Protein Crops Section. (Vilnius, 11-14 sept. 2017). Vilnius, Lithuania, 2017. P. 60.
References
1. State register of plant varieties suitable for dissemination in Ukraine in 2017. (2017). (pp. 208-216). Kyiv: Alefa. [in Ukrainian]
2. Gupta, S., Bhatia, V., Kumawat, G., Thakur, D., Singh, G., Tripathi, R., ... Chand, S. (2017). Genetic analyses for deciphering the status and role of photoperiodic and maturity genes in major Indian soybean cultivars. J. Genet., 96(1), 147-154. doi: 10.1007/s12041-016-0730-2
3. Jia, H., Jiang, B., Wu, C., Lu, W., Hou, W., Sun, S., Yan, H., & Han, T. (2014). Maturity group classification and maturity locus genotyping of early-maturing soybean varieties from high-latitude cold regions. PLoS ONE, 9(4): e94139. doi: 10.1371/ journal.pone.0094139
4. Watanabe, S., Harada, K., & Abe, J. (2012). Genetic and molecular bases of photoperiod responses of flowering in soybean. Breed. Sci., 61(5), 531-543. doi: 10.1270/jsbbs.61.531
5. Kong, F., Nan, H., Cao, D., Li, Y., Wu, F., Wang, J., ... Liu, B. (2014). A new dominant gene E9 conditions early flowering and maturity in soybean. Crop Sci., 54(6), 2529-2535. doi: 10.2135/crop-sci2014.03.0228
6. Rosenzweig, V., Goloenko, D., Davydenko, O., & Shablinskaya, 0. (2003). Breeding strategies for early soybeans in Belarus. Plant Breed., 122(5), 456-458.
doi: 10.1046/j.1439-0523.2003.00874.x
7. Cober, E. R., & Voldeng, H. D. (2001). A new soybean maturity and photoperiod-sensitivity locus linked to E1 and T. Crop Sci., 41(3), 698-701. doi: 10.2135/cropsci2001.413698x
8. Molnar, S. J., Rai, S., Charette, M., & Cober, E. R. (2003). Simple sequence repeat (SSR) markers linked to E1, E3, E4, and E7 maturity genes in soybean. Genome, 46(6), 1024-1036. doi: 10.1139/g03-079
9. SoyBase and the soybean breeder's toolbox. Integrating genetics and molecular biology for soybean researchers. Retrieved from http://soybase.org
10. Rozenzweig, V., Aksyonova, E., Milash, S., Goloenko, D. V., & Davydenko, 0. G. (2008). Prospects of exploiting of photoperiod sensitivity gene E7 in early soybean breeding and revealing of its sources with SSR-markers. Soybean Gen. Newsl., 35, 1-7. Retrieved from https://www.soybase.org/sgn/article-Files/61Rosenzweig081712%20-%2012-22-08%20-%20 PDF%20-%20FINAL.pdf
11. Zharikova, D., Voytkova, V., Chebotar, S., Ivanyuk, S., & Kor-niychuk, 0. (2016). Polymorphism of soybean breeding lines revealed by molecular marker Satt100 for E7 gene of photo-period sensitivity. In Pidvyshchennia efektyvnosti funktsionu-vannia silskoho hospodarstva v umovakh zminy klimatu: ma-terialy Vseukr. nauk.-prakt. internet-konferentcii [Increasing the efficiency of agricultural operations under conditions of climate change: materials of All-Ukrainian Sci Internet Conf.] (pp. 52-54). Dec. 09, 2016, Kherson, Ukraine. [in Ukrainian]
12. Zharikova, D. (2017). Polymorphism of soybean cultivars and breeding lines revealed by marker Satt100 associated with the E7 locus, that involved in determination of time to flowering / Flash presentations. In Breeding Grasses and Protein Crops in the Era of Genomics. A Joint Meeting of EUCARPIA Fodder Crops and Amenity Grasses Section and Protein Crops Working Group of Oil and Protein Crops Section. Sept. 11-14, 2017, Vilnius, Lithuania. URL: https://www.eucarpia2017.lt/ wp-content/uploads/2017/10/48-zharikova-01-report -12.09.17.pdf
13. Zharikova, D., Ivanyuk, S., Chebotar, G., Korniychuk, 0., & Chebotar, S. (2017). Polymorphism of soybean cultivars and breeding lines revealed by marker Satt100 associated with the E7 locus. Breeding Grasses and Protein Crops in the Era of Genomics. Book of Abstracts of the Joint Meeting of EUCARPIA Fodder Crops and Amenity Grasses Section and Protein Crops Working Group of Oil and Protein Crops Section (p. 60). Sept. 11-14, 2017, Vilnius, Lithuania.
УДК 577.21:575.22:581.6
Волкова H. Э.1, Мизерная Н. А.2 Типирование сортов сои культурной (Glycine max (L.) Merr.) по микроса-теллитному маркеру Satt100 гена Е7 фотопериодической чувствительности // Plant Varieties Studying and Protection. 2017. Т. 13, № 4. С. 373-378. https://doi.Org/10.21498/2518-1017.13.4.2017.117740
Селекционно-генетический институт - Национальный центр семеноводства и сортоизучения, ул. Овидиопольская дорога, 3, г. Одесса, 65036, Украина, e-mail: natavolki@ukr.net
2Украинский институт экспертизы сортов растений, ул. Генерала Родимцева, 15, г. Киев, 03041, Украина
Цель. Осуществить типирование сортов сои культур- та 'Одесская 150А', были гомогенными по микросателлит-
ной (Glycine max (L.) Merr.) украинской и зарубежной селекции по микросателлитному маркеру Satt100 гена Е7 фотопериодической чувствительности. Методы. Выделение ДНК из ростков на колонках с сорбирующей мембраной; полимеразная цепная реакция; горизонтальный гель-электрофорез; определение размеров продуктов амплификации с использованием программы «GelAnalyzer 2010a». Результаты. С помощью анализа микросателлит-ного локуса Satt100, являющегося маркером гена Е7, проведено типирование 15 сортов сои. Установлено наличие продуктов амплификации размером 133, 149 и 168 п.н., которые маркируют рецессивный и доминантный аллели гена Е7 соответственно. Все исследуемые сорта, кроме сор-
ному локусу Satt100. Генотипы восьми исследованных сортов имели рецессивный аллель е7, шести - доминантный аллель Е7. Сравнили наличие определенного аллеля гена Е7 в генотипе сорта с принадлежностью к группе спелости. Отмечено связь для сортов с вегетационным периодом до 100 суток: все четыре сорта этой группы имели аллель е7, и для сортов с вегетационным периодом более 110 суток: для всех четырех сортов этой группы характерны фрагменты амплификации локуса Satt100, которые маркируют доминантный аллель. Среди семи среднеранних сортов четыре имели рецессивный аллель е7, а три - доминантный Е7. Представлено информацию о получении разными учеными фрагментов амплификации неодинаковых
размеров, но при этом выявлено тенденцию связи более высокомолекулярного фрагмента с доминантным геном, а низкомолекулярных - с рецессивным геном. Выводы. По результатам типирования по микросателлитному маркеру Satt100 гена Е7 фотопериодической чувствительности для 15 сортов сои определено наличие рецессивного или доминантного аллеля гена Е7. Для большинства образцов установлено соответствие наличия определенного алле-
ля гена Е7 и продолжительности вегетационного периода. Наличие фрагментов амплификации разного размера, характерных для рецессивного аллеля, свидетельствует о необходимости секвенирования и биоинформатичного анализа фрагментов амплификации локуса Satt100.
Ключевые слова: сорта сои культурной, вегетационный период, маркер, ген, полимеразная цепная реакция, гаплотип.
UDC 577.21:575.22:581.6
Volkova, N. E.1, & Mizerna, N. A.2 (2017). Soybean cultivars (Glycine max (L.) Merr.) typing for Satt100 microsatellite marker of E7 gene of photoperiod sensitivity. Plant Varieties Studying and Protection, 13(4), 373-378. https://doi.Org/10.21498/2518-1017.13.4.2017.117740
1Plant Breeding and Genetics Institute - National Center of Seed and Cultivar Investigation, 3 Ovidiopolska doroga Str., Odesa, 65036, Ukraine, e-mail: natavolki@ukr.net
2Ukraine Institute for Plant Variety Examination, 15 Henerala Rodymtseva Str., Kyiv, 03041, Ukraine
Purpose. Typing soybean (Glycine max (L.) Merr.) culti- group the Satt100 locus amplification fragments that mark
vars of Ukrainian and foreign breeding for microsatellite marker Satt100 of E7 gene of photoperiod sensitivity. Methods. DNA recover from seedlings on columns with sorbing membrane; polymerase chain reaction (PCR); horizontal gel electrophoresis; amplification products size determination using "GelAnalyzer 2010a" program. Results. PCR analysis of the microsatellite locus Satt100 to be the marker of the E7 gene was used for typing 15 soybean cultivars. Availability of the 133, 149 and 168 bp amplification products has been established that marked recessive and dominant alleles of E7 gene correspondingly. All varieties, except 'Odeska 150A', were homogeneous for the microsatellite locus Satt100. Genotypes of eight varieties has the recessive allele e7, six ones - the dominant allele E7. Availability of the certain allele of the E7 gene was compared in variety genotype with belonging to the maturity group. The association was found for varieties with vegetation period up to 100 days: all four varieties of this group had the e7 allele, for varieties with vegetation period more than 110 days: for all four varieties of this
the dominant allele are specific. Among seven middle-aged varieties, four of them had the recessive allele e7, three of them - dominant allele Е7. According to the presented information, some scientists obtained amplification fragments of different size, but the tendency was revealed concerning the association of the higher molecular fragments with the dominant gene, and the low molecular fragments with the recessive gene. Conclusions. Based on the results of typing of 15 soybean varieties for the microsatellite marker Satt100 of E7 gene of photoperiod sensitivity, it was determined availability of recessive or dominant allele of E7 gene. For most samples, the concordance of availability of the certain allele of E7 gene and the duration of the vegetation period was established. Availability of amplification fragments of different size to be specific for recessive allele testified the need for sequencing and bioinformatic analysis of the Satt100 locus amplification fragments.
Keywords: soybean cultivars, vegetative period, marker, polymerase chain reaction, haplotype.
Hадiйшла / Received 16.10.2017 Погоджено до друку/ Accepted 14.11.2017
