ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2018-5-9-12ovoshchi-618Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙBREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSКЛАССИФИКАЦИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СОРТОВ КАПУСТЫ BRASSICA OLERACEA L. C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ SSR МАРКЕРОВCLASSIFICATION OF NATIONAL VARIETY ACCESSIONS OF CABBAGE BRASSICA OLERACEA L. WITH THE USE OF SSR MARKERShttps://orcid.org/0000-0002-5617-9498ДомблидесА. С.DomblidesA. S.

кандидат с.-х наук, зав. лабораторией генетики и цитологии

143072, Россия, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14

Ph.D. in Agriculture, Head of Laboratory of Genetics and Cytology 

arthurdom@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2695-190XДомблидесЕ. А.DomblidesE. A.

кандидат с.-х. наук, зав. лабораторией биотехнологии

143072, Россия, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14

Ph.D. in Agriculture, Head of Laboratory of Biotechnology

Selectionaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo region, Moscow oblast, 143072, Russia

БондареваЛ. Л.BondarevaL. L.

доктор с.-х. наук, зав. лабораторией селекции и семеноводства капустных культур

143072, Россия, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14

Doctor of Science in Agriculture, Head of Laboratory of Cole Crop Breeding and Seed Production

Selectionaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo region, Moscow oblast, 143072, Russia

ПивоваровВ. Ф.PivovarovV. F.

академик РАН, доктор с.-х. наук, заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии и премии Правительства РФ, профессор

143072, Россия, Московская обл., Одинцовский р-н, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14

Academician of RAS, Doctor of Science in Agriculture, Professor, Laureate of State Prize, Scientific Director

Selectionaya St. 14, VNIISSOK, Odintsovo region, Moscow oblast, 143072, Russia

ФГБНУ «Федеральный центр овощеводства»РоссияFSBSI Federal Scientific Vegetable CentreRussian Federation20180412201805912Copyright © Домблидес А.С., Домблидес Е.А., Бондарева Л.Л., Пивоваров В.Ф., 20182018Домблидес А.С., Домблидес Е.А., Бондарева Л.Л., Пивоваров В.Ф.Domblides A.S., Domblides E.A., Bondareva L.L., Pivovarov V.F.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/618

Для получения новых селекционных форм среди разнообразных представителей вида Brassica oleracea L. (CC, 2n = 18) необходимо знать генетическую основу используемого селекционного материала. Традиционные сорта и новые сорта, гибриды, появляющиеся в последнее время, составляют основные генетические ресурсы. Классификация коллекций с использованием ДНК маркеров позволяет выделить ценные генотипы и установить родословные селекционного материала, с тем, чтобы в дальнейшем получать новые формы с набором ценных признаков. Использование микросателлитных маркеров (SSR) в виде B. oleracea L. показало высокую эффективность по выявлению полиморфизма между разновидностями, между сортами и внутри сортов. В данной работе было взято 16 пар праймеров для амплификации микросателлитных локусов геномной ДНК 24 отечественных селекционных образцов капусты. Все оцененные локусы характеризовались высокой информативностью: 14 из 16 имели уровень PIC > 0,5. На основе полученных данных была построена дендрограмма на основе коэффициента Джаккарда. В результате оценку генетического разнообразия проводили по 91 полученной микросателлитной аллели, где уровень наблюдаемого полиморфизма составил 85,7%. Большой кластер кочанных капуст состоял из трех подкластеров: в первом – среднеспелые и скороспелые образцы капусты белокочанной, во втором – краснокочанная и савойская капуста, в третьем – позднеспелые и среднеспелые образцы капусты белокочанной. Максимальное генетическое расстояние в кластере кочанных капуст с генетической схожестью всего 44,7% было обнаружено между капустой белокочанной Слава 231 и капустой савойской Вертю 1340. Два сорта капусты краснокочанной: Гако 741 и Каменная головка были генетически сходны между собой на 71,1%. Hевысокая степень генетической схожести этих образцов подтверждается тем, что эти сорта принадлежат к разным сортотипам. Наиболее генетически близкими оказались сорта капусты белокочанной Зимовка 1474 и Подарок с генетической схожестью 86,5%. Информация о топологической дифференциации коллекции капусты, полученная в результате кластерного анализа, является основой для селекционного отбора генетически ценного материала с использованием ДНК (т.е. маркер вспомогательной селекции).

It is important to reveal the genetic base of breeding genetic material used for development of new breeding accessions among diverse Brassica oleracea L. (CC, 2n = 18). Traditional varieties, hybrids and new ones recently developed are the main genetic resources.Classification of a collection with DNA markers enables to reveal valuable genotypes and establish the breeding accession pedigree that allows developing the new accessions with sustainable economically valuable traits. The use of microsatellite markers (SSR) in B.oleracea L. has shown high efficiency in discovering genetic polymorphism between varieties and within varieties as well. In this study, 16 primer pairs have been taken to amplify microsatellite loci of genomic DNA in national 24 breeding accessions of cabbage. On the basis of the data obtained the dendrogram has been constructed with use of Jaccard’s coefficient. All locistudied were high informative, where 14 out of 16 had a PIC > 0.5. As a result, the level of genetic polymorphism has reached 85.7%. The large cluster of head cabbages consists of three subclusters: mid-maturing and early-maturing accessions of white head cabbage, red head and savoy cabbages, late-maturing and midmaturing accessions of white head cabbage, respectively. Maximum genetic distance in the cluster of head cabbages was obtained between head cabbage ‘Slava 231’ and ‘Vertu 1340’ with genetic similarity 44.7%. The two varieties of red head cabbage ‘Gako 741’ and ‘Kamennaya Golovka 447’ were genetically similar at 71.1%. The relatively low genetic similarity of these varieties can be explained by that they belong to different varietal groups. The most genetically closest varieties were ‘Zimovka 1474’ and ‘Podarok‘ with genetic similarity 86,5%. Information on topologic differentiation obtained from cluster analysis can be the basis for selection of genetically valuable breeding material with the use of DNA markers (Marker Assisted Selection).

капустаBrassica oleraceae L.SSR маркерыгенетические расстояниямикросателлитные локусыполиморфизмcabbageBrassica oleracea L.SSR markersgenetic distancemicrosatellite locipolymorphismReferencesАртемьева А.М., Клоке Э., Чесноков Ю.В. Анализ филогенетических связей вида Brassica oleracea L. (Капуста огородная) // Вестник ВОГиС. – 2009. – Т.13. – No4. – С.759-771.Artemyeva A.M., Klocke E., Chesnokov Yu.V. Molecular analysis of phylogenetic relationships of cabbage (Brassica oleracea L.) // Vestnik VOGIS. 2009. V.13. P.759-771.Шаптуренко М.Н., Печковская Т.В., Вакула С.И., Якимович А.В., Забара Ю.М., Хотылева Л.В. Информативные EST-SSR-маркеры для типирования и внутривидовой дифференциации Brassica oleracea var. capitata L. // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2016. – Т.20. – No1. – С.51-56. 10.18699/VJ16.133.Shapturenko M.N., Pechkovskaya T.V., Vakula S.I., Jakimovich A.V., Zabara Yu.M., Khotyleva L.V. Informative EST-SSR markers for genotyping and intraspecific differentiation of Brassica oleracea var. capitata L.// Russ J Genet Appl Res. 2017. V.7. Р.14-20.Formisano G., Roig C., Esteras C., Ercolano M.R., Nuez F., Monforte A.J., Picoґ M.B. Genetic diversity of Spanish Cucurbita pepo landraces: an unexploited resource for summer squash breeding // Genet. Resour. Crop Evol. 2012. V. 59, N6. P.1169–1184.Formisano G., Roig C., Esteras C., Ercolano M.R., Nuez F., Monforte A.J., Picoґ M.B. Genetic diversity of Spanish Cucurbita pepo landraces: an unexploited resource for summer squash breeding // Genet. Resour. Crop Evol. 2012. V. 59, N6. P.1169-1184.Izzah N.K., Lee J., Perumal, S., Park J.Y., Ahn K., Fu D., Kim G-B., Nam Y-W., Yang T-J. Microsatellite-based analysis of genetic diversity in 91 commercial Brassica oleracea L. cultivars belonging to six varietal groups // Genetic Resources and Crop Evolution. 2013. V.60. 10.1007/s10722-013-9966-3.Izzah N.K., Lee J., Perumal, S., Park J.Y., Ahn K., Fu D., Kim G-B., Nam Y-W., Yang T-J. Microsatellite-based analysis of genetic diversity in 91 commercial Brassica oleracea L. cultivars belonging to six varietal groups // Genetic Resources and Crop Evolution. 2013. V.60. 10.1007/s10722-013-9966-3.Jaccard P. Nouvelle recherches sur la distribution florale // Bull. Soc. Vandoise Sci. Nat. 1908. V.44, P.223-270.Jaccard P. Nouvelle recherches sur la distribution florale // Bull. Soc. Vandoise Sci. Nat. 1908. V.44. P.223-270.Kumar A., Mishra P., Singh S.C., Sundaresan V. Efficiency of ISSR and RAPD markers in genetic divergence analysis and conservation management of Justicia adhatoda L., a medicinal plant // Plant Syst. Evol. – 2014. – V.300:1409-1420. 10.1007/s00606-013-0970-z.Kumar A., Mishra P., Singh S.C., Sundaresan V. Efficiency of ISSR and RAPD markers in genetic divergence analysis and conservation management of Justicia adhatoda L., a medicinal plant // Plant Syst. Evol. 2014. V.300:1409-1420. 10.1007/s00606-013-0970-z.Louarn S., Torp A.M., Holme I.B., Andersen S.B., Jensen B.D. Database derived microsatellite markers (SSRs) for cultivar differentiation in Brassica oleracea. // Genet. Resour. Crop. Evol. 2007. V.54, P.1717–1725.Louarn S., Torp A.M., Holme I.B., Andersen S.B., Jensen B.D. Database derived microsatellite markers (SSRs) for cultivar differentiation in Brassica oleracea // Genet. Resour. Crop. Evol. 2007. V.54. P.1717-1725.Lowe, A.J., C. Moule, M. Trick, and K.J. Edwards. Efficient large-scale development of microsatellites for marker and mapping applications in Brassica crop species // Theor. Appl. Genet. 2004. V.108, P. 1103–1112.Lowe, A.J., C. Moule, M. Trick, and K.J. Edwards. Efficient large-scale development of microsatellites for marker and mapping applications in Brassica crop species // Theor. Appl. Genet. 2004. V.108. P.1103-1112.Paterson A.H., Lan T-h, Amasino R., Osborn T.C. Quiros C Brassica genomics: a complement to, and early beneficiary of the Arabidopsis sequence. Genome Biology 2001. V.2, P.1011. 1011–1011.1014.Paterson A.H., Lan T-h, Amasino R., Osborn T.C., Quiros C. Brassica genomics: a complement to, and early beneficiary of the Arabidopsis sequence. Genome Biology. 2001. V.2. P.1011. 1011-1011. 1014.Powel W., Machray G.C., Povan J. Polymorphism revealed by simple sequence repeats // Trends Plant Sci. 1996. V.1, P.215–222.Powel W., Machray G.C., Povan J. Polymorphism revealed by simple sequence repeats // Trends Plant Sci. 1996. V.1. P.215-222.Tonguc M., Griffiths P.D. Genetic relationships of Brassica vegetables determined using database derived sequence repeats // Euphytica 2004. V.137:193–201.Tonguc M., Griffiths P.D. Genetic relationships of Brassica vegetables determined using database derived sequence repeats // Euphytica. 2004. V.137:193-201.

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