ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2018-4-16-19ovoshchi-572Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙBREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДНК МАРКЕРОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МУЖСКОЙ СТЕРИЛЬНОСТИ ЛУКА РЕПЧАТОГО (Allium cepa L.)DNA MARKERS IN ONION (Allium cepa L.) CYTOPLASMIC MALE STERILITY STUDYПавловаИ. В.PavlovaI. V.

кандидат биол. наук, н.с.,

223013, Минская обл., а/г Самохваловичи, ул. Ковалева

223013, Minsk region, Samokhvalovichy, Kovaleva st., 2

hakuroshya@yahoo.comКупреенкоН. П.KupreenkoN. P.

кандидат с.-х. наук, зав. отделом холодостойких культур,

223013, Минская обл., а/г Самохваловичи, ул. Ковалева

223013, Minsk region, Samokhvalovichy, Kovaleva st., 2

БулаховаА. С.BulahovaA. S.

м.н.с.,

223013, Минская обл., а/г Самохваловичи, ул. Ковалева

223013, Minsk region, Samokhvalovichy, Kovaleva st., 2

Республиканское унитарное предприятие «Институт овощеводства»БеларусьRepublican Unitary Enterprise "Institute of Vegetable Growing"Belarus201827072018041619Copyright © Павлова И.В., Купреенко Н.П., Булахова А.С., 20182018Павлова И.В., Купреенко Н.П., Булахова А.С.Pavlova I.V., Kupreenko N.P., Bulahova A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vegetables.su/jour/article/view/572

Работа ведется в рамках селекционной программы по созданию гетерозисных гибридов F1 лука репчатого. Практической целью работы является проведение генетической селекции форм лука репчатого с использованием молекулярно-генетических маркеров мужской стерильности в ходе получения материнской линии для гетерозисной селекции гибридов F1. Опытные популяции лука репчатого выращивали в овощном севообороте РУП «Институт овощеводства» в Республике Беларусь. Научной составляющей данных исследований стало изучение популяционно-генетических основ различных типов мужской стерильности лука репчатого белорусской гермплазмы. Использовали сорта белорусской селекции Ветразь и Скарб литвинов и коллекцию сортов и гибридов. Изучали маркеры ДНК митохондриальных генов orfA501, cob и ядерных аллелей Ms и ms, косегрегирующих с генами, восстанавливающими или закрепляющими мужскую стерильность Sтипа. В результате показано, что у в популяции сорта Ветразь наблюдаются цитотипы N- или -Т, у растений с N-цитоплазмой (TN-). У белорусского сорта Скарб литвинов встречаются растения с цитотипами N-, S-, TN-, SN-, STN-. В результате сделан вывод, что мужская стерильность сорта Ветразь относится к Tтипу, а у сорта Скарб литвинов является сложной, и обусловлена цитоплазматическими аллелями S- и T-. В обоих сортах: Ветразь и Скарб литвинов выявлены источники ядерного локуса ms, закрепляющего мужскую стерильность S-типа. В мировой коллекции сортов и гибридов выявлено менее пятой части числа образцов на основе S-цитотипа. Данная величина меньше значения, приводимого в научной литературе, однако может отражать значительное распространение в мировой гермоплазме лука репчатого исходной S-цитоплазмы единичного растения короткодневного сорта Italian Red.

The work is carried out in the framework of the onion F1 breeding program. The practical purpose of the work is to carry out genetic selection of onion forms using molecular genetic markers of male sterility in the course of obtaining the maternal line for heterotic selection of F1 hybrids. The scientific component of these studies was the study of the population-genetic basis of various types of male sterility in onions of the Belarusian genmplasma. We used belarusian varieties Vetraz and Skarb litvinov and a collection of other varieties and hybrids. Markers of the mitochondrial genes orfA501, cob and the nuclear alleles Ms/ms, cosegregating with genes of fertility restorer/S-sterility maintainer genes, were studied. It has been shown that in the Vetraz variety are observed plants with the N- or T-cytotype in N-cytoplasm (TN-). The belarusian variety Scarb litvinov contains plants with the cytotypes N-, S, TN-, SN-, STN-. As a result, it was concluded that the male sterility of the Vetraz variety is T-type, and in the Scarp litvinov variety is complex, and is caused by the cytoplasmic alleles S- and T-. In both varieties: Vetraz and Scarb litvinov the sources of the ms locus causing the S-type of male sterility have been identified. Less than one-fifth of the number of world collection of varieties and hybrids was detected as Scytotype. This value is smaller than the value given in the scientific literature. However it may reflect the significant spread of the original S-cytoplasm of a single plant of the shortday Italian Red variety in the world onion germplasm.

лук репчатый (Allium cepa L.)мужская стерильностьмолекулярные маркеры ДНКS-T-цитотипыMs/ms- ядерный аллель восстановления/закрепления мужской стерильности S-типаonion (Allium cepa L.)male sterilityDNA markersS-T-cytotypesMs/ms – fertility restorer/S-sterility maintainer nuclear allelesReferencesGokcё A.F., Havey M.J./Selection at the Ms locus in open pollinated onion (Allium cepa L.) populations possessing S-cytoplasm or mixtures of N- and S-cytoplasms//Genetic Resources and Crop Evolution. – 2006. – № 53. – С.1495-1499.Gokcё A.F., Havey M.J./Selection at the Ms locus in open pollinated onion (Allium cepa L.) populations possessing S-cytoplasm or mixtures of N- and S-cytoplasms//Genetic Resources and Crop Evolution. – 2006. – № 53. – С.1495-1499.Широкий унифицированный классификатор СЭВ и международный классификатор СЭВ лука репчатого (Allium cepa L.). Оломоуц, ЧССР, 1980. – С.17.The international standard classification of the CMEA of onions (Allium cepa L.). Olomouc, ChSSR, 1980, P.17.Супрунова Т.П., Логунов А.Н., Логунова В.В., Агафонов А.Ф./Определение типа цитоплазматической мужской стерильности лука репчатого (Allium cepa L.) селекции ВНИИССОК с помощью молекулярных маркеров//Овощи России. – 2011. – №4 (13). – С.20-22.Suprunova T.P., Logunov A.N., Logunova V.V., Agafonov A.F./ Determination of cytoplasmic male sterile factors in onion plants (Allium cepa L.) of VNIISSOK's breeding //Vegetable crops of Russia. – 2011. – №4 (13). – P.20-22.Пивоваров В.Ф., Пышная О.Н., Гуркина Л.К./Краткие итоги научных исследований по селекции и семеноводству овощных культур во ВНИИССОК//Овощи России. – № 4, (21). – 2013. – С.10-15.Pivovarov V.F., Pishnaya O.N., Gurkina L.K. The summary report of the research investigations on breeding and seed production in the all-russian research institute of vegetable breeding and seed production. Vegetable crops of Russia. 2013;(4):10-15. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2013-4-10-15.Davis, E.W./The distribution of the male sterility gene in onion//Proc. Am. Soc. Hort. Sci. – 1957. – № 20. – Р.316-318.Davis, E.W./The distribution of the male sterility gene in onion//Proc. Am. Soc. Hort. Sci. – 1957. – № 20. – Р.316-318.Berninger E./Contribution a l'etude de la sterilite male de l'oignon (Allium cepa L.)//Ann Amelior Plant (Paris). – 1965. – № 23. – Р.183-199.Berninger E./Contribution a l'etude de la sterilite male de l'oignon (Allium cepa L.)//Ann Amelior Plant (Paris). – 1965. – № 23. – Р.183-199.Enkle T., Terefe, D., Tatlioglu A./PCR-based marker system monitoring CMS-(S), CMS-(T) and (N)-cytoplasm in the onion (Allium cepa L.)//Theor. Appl. Genet. – 2003. – № 107. – P.162-167.Enkle T., Terefe, D., Tatlioglu A./PCR-based marker system monitoring CMS-(S), CMS-(T) and (N)-cytoplasm in the onion (Allium cepa L.)//Theor. Appl. Genet. – 2003. – № 107. – P.162-167.Sato Y./PCR amplificacion of CMS-specific mitochondrial nucleotide sequences to identify cytoplasmic genotypes in onion (Allium cepa L.)//Theor. Appl. Genet. – 1998. – № 96. – P.367-370.Sato Y./PCR amplificacion of CMS-specific mitochondrial nucleotide sequences to identify cytoplasmic genotypes in onion (Allium cepa L.)//Theor. Appl. Genet. – 1998. – № 96. – P.367-370.Yan Yan Yang, Yu Meng Huo, Jun Miao, Bing Jiang Liu et al./Identification of two SCAR markers co-segregated with the dominant Ms and recessive ms alleles in onion (Allium cepa L.)// Euphytica. – Apr. 2013. – Vol. 190. – Is. 2. – P.267-277.Yan Yan Yang, Yu Meng Huo, Jun Miao, Bing Jiang Liu et al./Identification of two SCAR markers co-segregated with the dominant Ms and recessive ms alleles in onion (Allium cepa L.)// Euphytica. – Apr. 2013. – Vol. 190. – Is. 2. – P.267-277.Kim S., Bang H., Patl B.S./Origin of three characteristic onion (Allium cepa L.) mitochondrial genome rearrangements in Allium species//Scientia Horticulturae. – 2013. – № 157. – Р.24-31.Kim S., Bang H., Patl B.S./Origin of three characteristic onion (Allium cepa L.) mitochondrial genome rearrangements in Allium species//Scientia Horticulturae. – 2013. – № 157. – Р.24-31.Kim S., Yoon M./Comparison of mitochondrial and chloroplast genome segments from tree onion (Allium cepa L.) cytoplasm types and identification of a trans-splicing intron of cpx2//Curr. Genet. – 2010. – № 56. – Р.177-188.Kim S., Yoon M./Comparison of mitochondrial and chloroplast genome segments from tree onion (Allium cepa L.) cytoplasm types and identification of a trans-splicing intron of cpx2//Curr. Genet. – 2010. – № 56. – Р.177-188.Havey M./Cytoplasmic determinations using the polymerase chain reaction to aid in the extraction of maintainer lines from open-pollinated populations of onion//Theor. Appl. Genet. – 1995. – № 90. – Р.263-268.Havey M./Cytoplasmic determinations using the polymerase chain reaction to aid in the extraction of maintainer lines from open-pollinated populations of onion//Theor. Appl. Genet. – 1995. – № 90. – Р.263-268.Havey M./Diversity among male-sterility-inducing and male-fertile cytoplasms of onion// Theor. Appl. Genet. – 2000. – № 101. Р.778-782.Havey M./Diversity among male-sterility-inducing and male-fertile cytoplasms of onion// Theor. Appl. Genet. – 2000. – № 101. Р.778-782.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.