Генетическая паспортизация сортов яблони (Malus domestica Borkh.) из Ботанического сада им. В.М. Крутовского. C. 101-112

УДК

631.523.13

DOI:

10.37482/0536-1036-2026-2-101-112

Аннотация

Ботанический сад им. В.М. Крутовского Сибирского государственного университета им. М.Ф. Решетнёва объединяет уникальные коллекции плодовых культур. Особая роль среди них отводится коллекции яблони домашней (Malus domestica Borkh.), состоящей из 39 сортов российской и зарубежной селекции, адаптированных к сибирским условиям. Для проведения генетической паспортизации были отобраны 18 сортов яблони. ДНК сортов выделяли из свежих листьев с применением CTAB-метода. Дифференциация сортов выполнена с помощью 11-ядерных микросателлитных локусов: CH01h01, CH01h10, CH04c07, Hi02c07, GD12, CH01f02, CH01f0b, CH02c09, CH02c11, CH02d08, CH04e05. Осуществлен подбор 3 мультиплексных панелей, включающих 3–4 локуса при постановке 1 полимеразной цепной реакции (ПЦР). Фрагментный анализ позволил зарегистрировать четкий и воспроизводимый результат в виде определенного спектрального диапазона ПЦР-продуктов. Проведены анализ показателей генетической дифференциации, идентификация генотипов и оценка вероятности их случайного совпадения. Все использованные микросателлитные локусы характеризуются высоким уровнем полиморфизма. Всего в локусах выявлено от 7 (CH01h01, CH01h10, Hi02c07) до 13 (CH01f02, CH02c11) аллельных вариантов. Средние показатели генетической изменчивости составили: число аллелей на локус – 9,727; эффективное число аллелей – 5,515; наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность – 0,636 и 0,790 соответственно. Обнаружено, что все отобранные образцы имеют разный генотип. Эффективность использованного набора SSR-маркеров подтверждена низкой вероятностью случайного совпадения у особей с неродственным генотипом. На основе полиморфизма микросателлитных локусов составлены генетические паспорта 18 сортов яблони домашней, культивируемых на территории Ботанического сада им. В.М. Крутовского. Данные ДНК-паспортов могут быть использованы для подтверждения сортовой аутентичности деревьев яблони. Проведенное исследование служит началом создания базы молекулярно-генетических паспортов коллекционных сортов Malus domestica Borkh. Ботанического сада им. В.М. Крутовского.

Сведения об авторах

Т.В. Сухих*, науч. сотр.; ResearcherID: MHR-2563-2025,
ORCID: https://orcid.org/0009-0001-1148-8991
А.А. Ибе, канд. с.-х. наук, науч. сотр.; ResearcherID: JWA-2951-2024,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3534-532X
М.А. Шеллер, канд. биол. наук, науч. сотр.; ResearcherID: AAD-1288-2022,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9306-1627
Н.В. Моксина, канд. с.-х. наук, доц., гл. науч. сотр.;
ResearcherID: KGM-8849-2024, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1387-0529
Н.П. Братилова, д-р с.-х. наук, проф., гл. науч. сотр.;
ResearcherID: AAF-3074-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2918-9690

Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика
М.Ф. Решетнёва, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», д. 31, г. Красноярск, Россия, 660037; cherkesova-tv@yandex.ru*, aaibis@mail.ru, maralexsheller@mail.ru, n.moksina2010@yandex.ru, nbratilova@yandex.ru

Ключевые слова

яблоня, сорт, генетический полиморфизм, генотип, микросателлиты, генетическая паспортизация, Ботанический сад им. В.М. Крутовского

Для цитирования

Сухих Т.В., Ибе А.А., Шеллер М.А., Моксина Н.В., Братилова Н.П. Генетическая паспортизация сортов яблони (Malus domestica Borkh.) из Ботанического сада им. В.М. Крутовского // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 2. С. 101–112. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-2-101-112

Литература

1. Братилова Н.П., Герасимова О.А., Моксина Н.В. Биологическая продуктивность крупноплодных сортов яблони, выращиваемой в открытой и стелющейся форме в ботаническом саду им. Вс.М. Крутовского: моногр. 2-е изд., доп. и перераб. Красноярск: СибГУ им. М.Ф. Решетнёва, 2024. 148 с.
2. Волков В.А. Использование микросателлитных маркеров для установления фактов незаконной рубки основных хвойных лесообразователей Северо-Запада России // Синергия Наук. 2018. № 30. С. 2211–2219.
3. Григорьева С.О., Матвеева Р.Н., Моксина Н.В., Коломыцев М.В. Плодоношение маточных деревьев яблони, использованных для гибридизации в ботаническом саду им. Вс.М. Крутовского // Хвойные бореал. зоны. 2024. Т. XLII, № 6. С. 65–70.
4. Козловская З.А., Леонович И.С., Гашенко Т.А., Кондратенок Ю.Г. Молекулярно-генетическая паспортизация национальной коллекции яблони в Беларуси // Сб. науч. тр. ГНБС. 2017. Т. 144. Ч. I. С. 134–138.
5. Куликов И.М., Кудрявцев А.М., Марченко Л.А., Морозова Н.Г., Борис К.В., Трифонова А.А., Дедова Л.В. Полиморфизм микросателлитных локусов сортов яблони (Malus domestica Borkh.) современной селекции ФГБНУ ВСТИСП // Садоводство и виноградарство. 2018. № 1. С. 6–10. https://doi.org/10.25556/VSTISP.2018.1.10495
6. Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф., Моксина Н.В., Репях М.В. Селекция яблони в ботаническом саду им. Вс.М. Крутовского. Красноярск: СибГТУ, 2006. 357 с.
7. Мельникова М.Н., Петров Н.Б., Ломов А.А., La Porta N., Политов Д.В. Тестирование микросателлитных праймеров на разных популяциях евразийских елей Picea abies (L.) Karst и Picea obovata Ledeb. // Генетика. 2012. Т. 48, № 5. С. 660–665.
8. Омашева М.Е., Пожарский А.С., Смайлов Б.Б., Галиакпаров Н.Н. Молекулярно-генетическая паспортизация сортов яблони: научно-методические рекомендации. Алматы, 2017. 50 с.
9. Орешкова Н.В., Белоконь М.М., Жамъянсурен С. Генетическое разнообразие, популяционная структура и дифференциация лиственниц сибирской, Гмелина и Каяндера по данным SSR маркеров // Генетика. 2013. Т. 49, № 2. С. 204–213. https://doi.org/10.7868/S0016675812120090
10. Падутов В.Е., Баранов О.Ю., Воропаев Е.В. Методы молекулярно-генетического анализа. Минск: Юнипол, 2007. 176 с.
11. Перепечина И.О., Гришечкин С.А. Вероятностные расчеты в ДНК-дактилоскопии: Методические рекомендации. М.: ЭКЦМВД России, 1996. 16 с.
12. Попова А.А., Гродецкая Т.А., Молчанов В.В., Евлаков П.М. Подбор и оптимизация методов экстракции ДНК из различного растительного материала // Вестн. Поволж. гос. технол. ун-та. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2022. № 1(53). С. 69–77. https://doi.org/10.25686/2306-2827.2022.1.69
13. Урбанович О.Ю. Молекулярные методы идентификации и генотипирования яблони и груши. Минск: Право и экономика, 2013. 208 с.
14. Янковская А.А., Князева И.В., Упадышев М.Т. Молекулярное маркирование и генетическая паспортизация: использование в селекции, биотехнологии и идентификации садовых культур // Садоводство и виноградарство. 2019. № 5. С. 5–11. https://doi.org/10.31676/0235-2591-2019-5-11
15. Devey M.E., Bell J.C., Smith D.N., Neale D.B., Moran G.F. A Genetic Linkage Map for Pinus radiata Based on RFLP, RAPD, and Microsatellite Markers. Theoretical and Applied Genetics, 1996, vol. 92, no. 6, pp. 673–679. https://doi.org/10.1007/BF00226088
16. Doyle J.J., Doyle J.L. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, 1990, vol. 12, no. 1, pp. 3–5.
17. DNA Fragment Analysis by Capillary Electrophoresis. Thermo Fisher Scientific Inc., 2014. Available at: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/LSG/manuals/4474504.pdf. (accessed 21.01.26).
18. Gross B.L., Henk A.D., Richards C.M., Fazio G., Volk G.M. Genetic Diversity in Malus×domestica (Rosaceae) Through Time in Response to Domestication. American Journal of Botany, 2014, vol. 101, no. 10, pp. 1770–1779. https://doi.org/10.3732/ajb.1400297
19. Gross B.L., Kellogg E.A., Miller A.J. Speaking of Food: Connecting Basic and Applied Plant Science. American Journal of Botany, 2014, vol. 101, no. 10, pp. 1597–1600. https://doi.org/10.3732/ajb.1400409
20. Hokanson S.C., Szewc-McFadden A.K., Lamboy W.F., McFerson J.R. Microsatellite (SSR) Markers Reveal Genetic Identities, Genetic Diversity and Relationships in a Malus×domestica Borkh. Core Subset Collection. Theoretical and Applied Genetics, 1998, no. 94, pp. 671–683. https://doi.org/10.1007/s001220050943
21. Liebhard R., Gianfranceschi L., Koller B., et al. Development and Characterization of 140 New Microsatellites in Apple (Malus×domestica Borkh.). Molecular Breeding, 2002, vol. 10, no. 4, pp. 217–241. https://doi.org/10.1023/A:1020525906332
22. Liebhard R., Koller B., Gianffranceschi L., Gessler C. Creating a Saturated Reference Map for the Apple (Malus domestica Borkh.) Genome. Theoretical and Applied Genetics, 2003, vol. 106, pp. 1497–1508. https://doi.org/10.1007/s00122-003-1209-0
23. Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx V6: Genetic Analysis in Excel. Population Genetic Software for Teaching and Research. Molecular Ecology Notes, 2006, vol. 6, no. 1, pp. 288–295. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
24. Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6.5: Genetic Analysis in Excel. Population Genetic Software for Teaching and Research – an Update. Bioinformatics, 2012, vol. 28, iss. 19, pp. 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460
25. Silfverberg-Dilworth E., Matasei C.L.,Van de Weg W.E., et al. Microsatellite Markers Spainning the apple (Malus×domestica Borkh.) Genome. Tree Genetics and Genomes, 2006, vol. 2, pp. 202–224. https://doi.org/10.1007/s11295-006-0045-1
26. Van Oosterhout C., Hutchinson W.F., Wills D.P., Shipley P. MICRO-CHECKER: Software for Identifying and Correcting Genotyping Errors in Microsatellite Data. Mol. Ecol. Notes, 2004, vol. 4, iss. 3, pp. 535–538. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2004.00684.x
27. Velasco R., Zharkikh A., Affourtit J., et al. The Genome of the Domesticated Apple (Malus×domestica Borkh.). Nature genetics, 2010, vol. 42, no. 10, pp. 833–839. https://doi.org/10.1038/ng.654
28. Zhang L., Hu J., Han X. A High-quality Apple Genome Assembly Reveals the Association of a Retrotransposon and Red Fruit Colour. Nature Communications, 2019, vol. 10, no. 1, p. 1494. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09518-x