Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Особенности идентификации некоторых количественных признаков у томата
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство
Автореферат диссертации по теме "Особенности идентификации некоторых количественных признаков у томата"
На правах рукописи
УДК 631.524:635.64
АНТОШКИН Александр Александрович
ОСОБЕННОСТИ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕКОТОРЫХ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ У ТОМАТА
Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук
МОСКВА -2005
Работа выполнена в 2003-2005 гг. во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур РАСХН.
Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, ст. н. с. Т.С. Науменко
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, чл.-корр. АН РМ Н.Н. Балашова
доктор биологических наук, с. н. с. С.К. Темирбекова
Ведущее учреждение: Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева
Защита состоится "27й декабря 2005 г. в 12 час на заседании диссертационного совета Д 220.019.01 при ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур по адресу: 143080, Московская обл., Одинцовский р-н, п/о Лесной городок, пос. ВНИИССОК.
Факс (095) 599-22-77 E-mail: vniissok@mail. ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.
Автореферат разослан j А ноября 2005 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Е.Г. Добруцкая
__¿'¿:~4S7J>
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. При использовании разнообразных адаптивных структур имеются реальные возможности повысить адагггивность и экономичность накопления урожайных свойств путем совмещения коадагпивных блоков генов и обеспечить весьма высокие уровни потенциальной продуктивности и экологической устойчивости в одном генотипе, в частности в гибриде F,. Генетический анализ сложных хозяйственно ценных прюнаков и биологических свойств растений остается одной из важных проблем селекции. Решить ее возможно на основе фундаментальных знаний генетической и морфогенетической сущности этих признаков.
Перспективы селекции неразрывно связаны не только с расшифровкой и познанием механизмов контроля решмбинационных процессов, факторов, определяющих элиминацию нетрадиционных рекомбинашов, но и решением ряда биологических проблем, весьма существенных с практической точки зрения. К их числу следует отнести выявление взаимодействия в системе «геисггип-среда», взаимосвязи конкурентоспособности, гетерозисносги и рекомбинации, выяснение генетической природы специфической и общей устойчивости к абиотическим и биотическим стрессам, картирование количественных, в том числе хозяйственно ценных признакоа Мало работ посвящено точной идентификации локализации генетических факторов, отвечающих за проявление количественных признакоа Большое число количественных признаке® изучено недостаточно (Rick, 1982). Выявление генетических различий между контрастными по адаптивности формами томата, маркирование локусов, контролирующих различия по количественным признакам, возможно на сегодняшний день, с применением иэоферментных и ДНК-маркеров. Использование маркерных физиологобиохимических показателей представляется актуальным, так как проведение комплексных исследований дает возможность объективно оценивать генетически детерминированные биохимические особенности линий или сортов, сравнивать их между собой, контролировать и сокращать сроки селекционного процесса. Однако, несмотря на достигнутые успехи в исследовании сложных процессов регуляции генной экспрессии, до сих пор остаются неясными основные механизмы становления такого полигенного количественного признака, как продуктивность (Титок, 2002). Одним из возможных путей в решении этой проблемы является анализ связей "у'^чу и
РОС. НАЦИОНАЛЬНА* БИБЛИОТЕКА
фенотипической изменчивостью, основанный на применении молекулярных и иэоферментных методов исследований.
Целью работы является идентификация молекулярных и изоферменгных маркеров, выявляющих достоверную разницу количественного признака между аллелями контрастных по продуктивности форм томата.
Для достижения посгавлидюй цепи решали следующие задачи:
1. Оценка генотипов томагга и выявление наиболее информативных признаков.
а) Подбор, идентификация исходного материала как компонентов для афешивания, проведение межвидовьк скрещиваний родительских линий томата в пленочной теплице для получения межвидовых гибридов.
б) Оценка линий, отбор трансгрессий из Р2 межвидовых гибридов томата по некоторым количественным признакам для их дальнейшего насыщгния по признаку "продуктивность" в пленочной теплице, выявление наиболее информативных признаков для проведения генетического анализа
в) Оценка параметров адаптивной способности и стабильности отобранных межвидовых трансгрессий.
2. Проведение насыщающих скрещиваний трансгрессий, отобранных ш Р2 межвидовых гибридов, выделенными по продуктивности сортами.
3. Селекционно-генетическая оценка и идентификация генотипов полученных гибридов томата посредством молекулярных и юоферментных маркеров.
4. Выделение маркеров, выявляющих достоверную разницу изучаемых количественных признаков.
Научная новизна В ходе исследований на культуре томата была апробирована методика ДВ. Политова, ЕА Салменкшой (1998), испытано двадцать юоферменгов и четыре ИАРБ -маркера Сравнительный анализ средних величин количественного признака в группах трансгрессивных генотипов Р2 томата, объединенных по каждому отдельно взятому ферментному локусу, выявил 17 случаев достоверных различий, причем в 16-ти тестах значение признака в гетерозиготе было больше, чем в гомозитге. При этом максимальное увеличение значения признака "продуктавноспГ наблюдали пригетерозиготостполокусам Ск* 3, Рёш 2,б-Р^2, расположенным в 4 и 7 хромосомах, и данные блоки генов отвечают за
существенную долю генотипической изменчивости исследуемых признаков. Проведена идентификация линий, полученных межвидовых гибридов и отобранных трансгрессий с использованием метода по определению полиморфизма длин рестрикционных фрагментов амплификации ДНК с праймерами (RAPD), основанного на полимеразной цепной реакции (PCR). На праймерах OPA 8 и ОРАЮ выявлен полиморфизм уникальных RAPD-фрагментов (OPA 8#800, OPA 8#900, ОРА8#450, OPA 10#400, OPA 10Я450). Фрагменты OPA 8#800, OPA 8#900 являются доминантными и наследуются в соответствии с законами Менделя.
Практическая значимость работы. На основе проведенных исследований показана возможность подбора родительских пар при скрещивании на культуре томата на основе анализа исходного материала по выявленным изоферментным и ДНК - маркерам для определения генотипов не только на фенотипическом, но и генетическом уровне. При использовании маркерных физиолого-биохимических показателей получена возможность объективно оценивать генетически детерминированные биохимические особенности линий или сортов, сравнивать их между собой, контролировать и сокращать сроки селекционного процесса.
Определена возможность изучения основных механизмов становления такого полигенного количественного признака, как продуктивность, при помощи анализа связей между генотипическими особенностями и фенотипической изменчивостью, основанная на применении молекулярных и изоферментных методов исследований. На основе межвидовой гибридизации получен перспективный исходный материал томата (20 образцов).
Положения, выносимые на защиту:
- научное обоснование способа подбора родительских компонентов, контрастных по некоторым количественным признакам у межвидовых гибридов с целью ускорения селекционного процесса, повышения его эффективности и качества исходного материала для селекции;
- экспериментальное обоснование использования изоферментов в качестве генетических маркеров при оценке исходного материала на проявление фенотипических особенностей;
- использование молекулярных маркеров для генетического маркирования хозяйственно ценных признаков контрастных по продуктивности форм томата.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научно-практической конференции плодоовощного факультета, посвященной 90-летию кафедры овощеводства и плодоводства и 60 -летаю кафедры виноградарства и виноделия (МСХА им. К.А. Тимирязева, М„ 2004); Международном симпозиуме: "Современное состояние и перспективы развития селекции и семеноводства овощных культур" (ВНИИССОК, М., 2005); Международной научно-практической конференции. "Приоритетные направления генетики, селекции и биотехнологии семейства пасленовых" (Харьков, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на $5 страницах и состоит из: введения, обзора литературы, глав: материалы и методы, результаты и обсуждение, выводы, предложения и рекомендации, список литературы и приложения. Библиография включает в себя источников, в том числе иностранных языках. Работа проиллюстрирована 12 таблицами, £ рисунками и фотографиями. В приложении приведено таблиц и .... графиков.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Объектом исследования работы служила культура томат. В качестве материала использовали: линии томата из коллекции Института генетики АН РМ с контрастным проявлением количественных признаков (Нистру №21, Радуга Молдовы №29), репродуцированные во ВНИИССОК; одна из форм дикого вида томата Ьусорегеюоп Ыгеипип уаг. §1аЬгаШт №66, маркированная изоферментными маркерами - АсШ-1 (хромосома 4), Аа1-2 (хромосома 7), АаМ (хромосома 8); образцы коллекции ВИР (Нистру №4284, Радуга Молдовы №4337, Ь. ЫгеиШш уаг. glabratum №5038); образцы ВНИИССОК (Нистру, Радуга Молдовы), репродуцированные в Термезе; сорта томата селекции ВНИИССОК
(Патрис, Золушка, Грот), предоставленные лабораторией пасленовых культур. В качестве контроля в открытом грунте использовали сорт Дубрава. Родительские формы выращивали в 2 экологических средах:
а) умеренной зоне средней полосы России (ВНИИССОК, минская теплина),
б) умеренной зоне средней полосы России (ВНИИССОК, стеклянная зимняя теплица). Сорта для проведения насчщения _/ отобранных межвидовых трансгрессий выращивали в открытом грунте. Томат выращивали по общепринятой агротехнике. Нумерация исходных линий приведена согласно номенклатуре Института генетики АН РМ (Бочарникова, Козлова, 1992) и каталогу ВИР.
Оценку исходного материала проводили по признакам: "высота растения" (главный стебель), "количество листьев", "сумма длин первого и второго настоящих листьев", "количество кистей", "количество цветков на каждой кисти", "количество плодов на растении", "средняя масса плода, продуктивность".
Параметры адаптивной способности определяли по методике, разработанной A.B. Кильчевским и JI.B. Хотылевой (1985) на ПЭВМ в ППП "Sona". Гибридизацию исходного материала проводили в пленочной теплице ВНИИССОК по общепринятой методике (Йорданов, 1987). Выделение геномной ДНК из растительной ткани проводили микрометодом, разработанным Д.Б. Дороховым и Э. Клоке (1997).
При изоферментном анализе использовали методику электрофореза в крахмальном геле (Полетов, Салменкова, 1998). Разделение ферментов проводили в 13,5% крахмальном геле в трех универсальных буферных системах: трис-цитрат, трис-ЭДТА-борат, морфолин-цитрат. Выявление ферментов в гелях проводили гистохимическими методами (Левитес, 1986). Электрофоретическую подвижность ферментов идентифицировали на основании данных, приведенных в работе Rick (1983), а также собственного анализа линий, Fi, F2 и популяций F3. Определение генотипа растения (гомо- или гетерозигота) по изучаемым ферментным локусам проводили путем электрофоретического анализа не менее десяти семян и проростков самоопыленного потомства F2. С
вероятностью 1-0,5" , где п - число семян или проростков, можно было утверждать, что исследуемый вариант гомозиготен по данному локусу.
Для полимеразной цепной реакции использовали наборы реактивов производства "Helicon" и "Biocom" (Москва). Полимеразную цепную реакцию проводили в амплификаторе "Терцик" ("ДНК-Технология", Россия). Электрофорез продуктов амплификации ДНК проводили в 1,5% агарозном геле с использованием 0,5 X трис-боратного буфера. Гели окрашивали в растворе бромистого этидия (5мкг/мл) и просматривали в УФ свете.
Статистическую обработку данных выполняли на ПЭВМ с использованием ill III "Биостат", MS Exell 97, кластерный анализ проводили с помощью компьютерной программы "STATISTICA" невзвешенным парногрупповым методом с арифметическим усреднением (UPGMA) по Ней и Ли (1976). Рассчитаны степени трансгрессии, подтверждающие наличие в поколении F2 трансгрессивных форм, а также коэффициенты вариации и определены соответствующие лимиты родительских форм. Степени трансгрессии рассчитывали по формулам: 1) (Мр-Мр)/Мр*100%, Mf - max значение количественного признака в поколении F2; Мр - шах значение количественного признака у лучшей родительской формы; 2) (ml,-mp)/mp* 100%, mF - min значение количественного признака в поколении F2; mp - min значение количественного признака у худшей родительской формы.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 1. Оценка генотипов томата и выявление наиболее информативных признаков.
а) Подбор, идентификация исходного материала как компонентов для скрещивания, проведение межвидовых скрещиваний родительских линий томата в пленочной теплице для получения межвидовых гибридов
Для проведения данных исследований были взяты контрастные по комплексу морфо-биологических признаков линии томата, изученные ранее, и при скрещиваниях которых были получены межвидовые гибриды Fi по ряду количественных признаков (Урсул, 1992; Урсул, Жученко, Денисова, Левитес,
1993; Урсул, Науменко, 2002). Проведенный изоферментный анализ подтвердил отличия между линиями Нистру, Радуга Молдовы, Lycopersicon hirsutum var. glabratum №66 по изозимным маркерам Adh-1, Pgm-2, Pgi, 6-Pdg, Mdh-4, Got-1, Got-3 на изучаемых количественных признаках.
Также была проведена идентификация линий Радуга Молдовы, Lycopersicon hirsutum var. glabratum №66 с использованием метода по определению полиморфизма длин рестрикционных фрагментов амплификации ДНК с праймерами (RAPD), основанного на полимеразной цепной реакции (PCR).
Растения были проанализированы с 4 праймерами (OPA 8, OPA 10, OPN 1, OPN 13), что выявило в общей сложности 48 локусов, 26 из которых оказались полиморфными (рис.1).
OPA 8 OPA 10
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Рис. 1. Оценка родительских линий томата молекулярными маркерами (RAPD-анализ) по праймерам OPA 8, OPA 10, где: 1 - маркер молекулярных масс; 2,3 - Радуга Моддовы; 4,5 -Lycopersicon hirsutum var. glabratun №66
Таким образом, была подтверждена контрастность взятого для исследований материала не только на фенотипическом, но и на генетическом уровне, что дает возможность использовать этот исходный материал в качестве компонентов для проведения межвидовых скрещиваний и эффективного отбора полученных трансгрессий.
б) Оценка тиний и отбор трансгрессий томата по некоторым количественным признакам, выя&тение наибатее информативных признаков для проведения генетического анализа
В сегрегирующих популяциях количественные признаки, как правило, характеризуются непрерывным (часто нормальным) распределением. Причем
наиболее информативными являются крайние варианты распределения (представленные особями с минимальным и максимальным значением величины, характеризующей признак), так как в них ожидается ассоциация однонаправленно действующих аллелей (уменьшающих или увеличивающих выражение признака). Индивидуумы из крайних вариантов распределения (положительные и отрицательные трансгрессии), учитывая отсутствие селекции по другим признакам, будут отличаться только по последовательностям геномов, отвечающих за формирование количественных признаков и по районам, непосредственно прилегающим к этим генам.
Изучение и оценку образцов томата проводили на основе морфологических маркеров по некоторым количественным признакам, представленным в таблице 1. Определены существенные различия почти по всем признакам, между родительскими формами и гибридами первого поколения, а также между гибридами, полученными от одних родителей из экологически разнокачественных семян. Для установления степени трансгрессии, подтверждающей наличие в поколении Р2 трансгрессивных форм, были рассчитаны коэффициенты вариации и определены соответствующие лимиты родительских форм (табл. 1). На основании полученных данных были отобраны трансгрессии томата из поколения Р2 №1 межвидовых гибридов, полученных при скрещивании родительских форм: Радуга Молдовы (Москва, поле) х Ьусорегасоп ЫгеиШт уаг. ^аЬгаШт №66 (пленочная теплица); из поколения Р2№24 (Радуга Молдовы (остекленная теплица) х Ьусорегасоп ЫгеиШт уаг. ^аЬгаШт №66 (пленочная теплица).
В поколении Р2 №1 по каждому признаку в отдельности были выделены некоторые трансгрессии, однако для дальнейшего использования в селекционной работе были выбраны трансгрессии, выделенные одновременно по нескольким признакам: №№1, 8, 10, 23 (табл. 2). При отборе трансгрессий подбирали как положительные, так и отрицательные трансгрессивные формы, что было необходимо для проведения генетического анализа, чтобы максимально широко охватить исследуемое потомство (крайние растения из исследуемых популяций).
В поколении Р2 №24 также по каждому признаку в отдельности были выделены некоторые трансгрессии, однако для дальнейшей селекционной работы были отобраны только те трансгрессии, которые были выделены одновременно по нескольким признакам: №№3, 6, 7, 12, 15, 23 (табл. 3) и являлись положительными. Было определено, что положительных трансгрессий было выделено больше, чем отрицательных в том поколении, которое было получено из семян межвидовых гибридов с большими экологическими различиями (Р2№1: открытый грунт, теплица), чем в поколении Р2№24 (родители получены в условиях теплицы), т.е. проявлялись средовые различия полученные семянами родительских форм.
Таким образом, на основе морфологической оценки исходных родительских форм и полученных поколений Б] и Р2, включая расчет степеней трансгрессий, были выделены трансгрессии по наиболее информативным признакам ("высота растения", "количество плодов", "количество листьев", "масса плодов на растении") для проведения генетического анализа. Использование морфологических маркеров, как способа для получения исходного материала, требует значительных затрат времени, которое снижается при использовании молекулярных и изоферментных маркеров.
в) Оценка параметров адаптивной способности и стабильности отобранных межвидовых трансгрессий
Для определения вклада внешней среды на проявление количественных признаков отобранных межвидовых трансгрессий были определены параметры адаптивной способности и стабильности положительных и отрицательных трансгрессий по трем годам исследований (таблица 4). По всем признакам выявлено, что по параметру СЦП значения положительных и отрицательных трансгрессий контрастны по проявлению признака. Исключение составляет Р2№24 тах (СЦГ=0,12), что объясняется большим значением стабильности генотипов (8^=14,7). Таким образом, можно сказать, что отобранные нами положительные трансгрессии, сочетающие стабильность признака и
продуктивность, представляют интерес для включения в селекционный процесс на адаптивность.
Кроме того, проводили оценку параметров среды. Одним из важных параметров среды является ее продуктивность, которая оценивается по среднему значению всех генотипов в конкретных условиях среды. Продуктивность среды значительно отличалась по годам исследования, в связи с чем менялся ее показатель (¿0 от низкопродуктивной (Москва, защищ. гр., 2004) до высокопродуктивной (Москва, защищ. гр., 2003).
Взаимодействие генотип-среда по-разному отразилось на выровненности количественных признаков. Анализ полиморфизма гибридных популяций наиболее затруднен в условиях среды защищенного грунта по признакам "количество листьев" и "сумма 1+2 настоящих листьев", для которых фон все три года был стабилизирующим. Только один раз из трех лет испытания формируется анализирующий фон для оценки по признакам: "количество кистей", "количество цветков". Константно дестабилизирующий эффект среды проявлялся относительно признаков (в возрастающем порядке): "высота растения", "количество плодов", "продуктивность", "средняя масса 1 плода".
Типичность среды по всем годам исследований почти по всем признакам отличалась незначительно. Тем не менее, по признакам проявились некоторые особенности: типичность среды практически не менялась для признаков: "количество кистей", "продуктивность". В большей степени типичность меняется для признаков: "количество листьев" и "количество плодов".
Таким образом, испытания в условиях закрытого грунта Москвы в течение трех лет позволяют получить информацию о полиморфизме межвидовых гибридных популяций по основным количественным признакам. Потенциал признаков проявляется реже: один раз в три года, т.е. испытания должны проводиться не менее трех лет. Незначительная изменчивость параметра типичности среды позволяет сокращать длительность испытания на заключительных этапах селекции до двух лет.
Сравнительная характеристика по варьированию количественных признаков у линий и гибридных комбинаций
Радуга Молдовы х Ь. ЫгеиЦип уаг. §1аЬпЛит №66 при отборе трансгрессий, 2003г.
Вариант Высота растения, см Количество листьев, шт Сумма 1+2 наст, листьев, см Количество шт.
Кистей на растении Цветков на растении Плодов на растении
Х± вх Су, % пиитах Х± Бх Су, % ПШ1- шах Х± Бх Су, % тш-тах Х± Бх Су, % Ш№ шах Х± вх Су, % гшп-тах Х± вх Су,% шт-тях
Радуга Молдовы 54,60 ± 1,65 11,7 4464 15,3± 0,57 14,5 12-20 31,0 ±0,56 7,0 28-35 5,1± 0,32 24,1 2-7 5,3 ± 0,27 19,6 3,87,2 4,1 ± 0,33 40,2 2-7
Ьусорег-йсоп Ыгеи-Шт№66 76,15 ± 2,4 9,04 6591 13,7 ±03 7,33 12-15 34,55 ±1,71 14,2 24-43 4,0 ±0,3 22,1 3-5 12,7 ± 0,87 29,7 5,616,8 18,1 ± 0,83 17,8 16-25
№ 1 135,9 ± 1,81 7,31 121155 20,0 ±0,24 6,49 18-23 43,4± 0,91 11,5 29-57 5,57± 0,16 15,4 3-6 11,3 ± 0,26 12,4 8,714,5 29,4 ± 1,40 26,0 16-45
Р] № 24 103,0 ± 1,91 10,0 87,5 -125 17,1± 0,22 7,05 15-19 39,57 ±0,72 9,77 30-50 5,38± 0,17 16,8 3-7 8,83 ± 0,35 21,1 5,512,4 23,9 ± 1,05 23,8 12-34
Примечание: Р]№1-гибридное поколение от скрещивания (Радуга Молдовы №29 (поле, Москва) х Ь. Ыгеийип уаг.
§1аЬпйшп №66 (пленочная теплица)); р! №24 - гибридное поколение от скрещивания (Радуга Молдовы №29 (остекленная теплица) х Ь. ЫгеиШт уаг. ^аЬгаШт №66 (пленочная теплица))
Степень трансгрессии Р2№1, %
№п.п. растения Высота растения, см Количество листьев, шт Сумма длин 1+2 наст, листьев, см Количество шт.
Кистей на растении Цветков на растении Плодов на растении
Радуга Молдовы (поле, Москва) х Ь. Ыгеийдт уаг. й1аЬгаШш №66 (остекл. тепл.)
1 413 -5 -14,0 -14 -40,5 157
8 -18,7 -20 21 0 31,5 -25
10 -9 -25 17 0 -57,9 -75
17 29,5 -15 -18,6 50 -50,6 -44
18 24,2 0 33,3 50 -40,5 -32
22 18,7 5 37,5 50 31,5 100
23 20,9 -10 29,2 -14 -39,3 144
Примечание: отбор трансгрессий на основе морфологических маркеров; выделены положительные и отрицательные трансгрессии из поколения Рг№1 (Радуга Молдовы №29 (поле, Москва) х Ь. ЫгаиЬпп уаг. 01аЬгаЬш №66 (остекленная теплица))
Таблица 3
Степень трансгрессии ¥2 №24, %
№ п.п. растения Высота растения, см Количество листьев, шт Сумма длин 1+2 наст, листьев, см Количество шт.
Кистей на растении Цветков на растении Плодов на растении
Г2 № 24 (Рад. Молдовы (Гол. Теп.) х Ь. Ыгаийип уаг. ¿аЬгаШт №66 (Мин. т.)
1 27,5 -20 -9,3 -28,6 100 -28
2 14,3 -25 -16,3 100 57,9 -16
3 50 0 -4,7 0 97,4 200
6 19,8 5 -3,6 -14,3 -13,7 200
7 42,9 -10 -7,1 100 18,4 150
10 1,1 -15 -11,6 -14,3 39,5 8
11 -23,1 0 21,4 50 -52,4 -12
12 54,5 8,3 3,6 50 -50,6 150
15 13,7 -5 0 0 -31,5 180
16 -17,6 -25 4,7 100 -49,4 200
18 -9,9 -15 -11,6 0 -34,5 -32
23 4,5 -9а 14,3 50 71,1 -60
30 43,2 8,3 21,4 -28,6 -53 -16
Примечание: отбор трансгрессий на основе морфологических маркеров; выделены положительные и отрицательные трансгрессии из поколения Р2 №24 (Радуга Молдовы №29 (остекленная теплица) х Ь. Ыгеишт уаг. ^аЬгаШт №66 (пленочная теплица)).
Параметры адаптивной способности и стабильности трансгрессий _ томата в закрытом грунте _^_
Трансгрессии Среднее значение Общая адаптивная способность Специфическая адаптивная способность Стабильность Пластичность (Ы) Селекционная ценность генотипа
Высота растения, см
Р2№1 Мах 116,77 32,78 17,61 3,59 3,16 84,58
Р2№1 Мя1 53,83 -30,15 11,08 6,18 0,92 28,30
Р2№24 Мах 113,0 29,02 57,0 6,68 -0,22 55,10
Р?№24 Мш 52,33 -31,65 25,33 9,62 0,15 13,73
Количество листьев, игг
Р2№1 Мах 18,0 2,42 1,00 5,56 0,74 11,22
Р2№1 Мт 11,43 -4,15 0,56 6,56 0,66 6,34
Р2№24 Мах 20,10 4,52 8,68 14,66 2,46 0,12
И2№24 МШ 12,80 -2,78 0,12 2,71 0,14 10,45
Сумма длин 1+2 настоящих листьев, см
Р2№1 Мах 41,60 7,82 8,68 7,08 1,41 25,48
Р2№1 Мш 26,0 -7,78 17,44 16,06 1,82 3,16
Р2№24 Мах 41,67 7,88 7,58 6,61 0,34 26,60
Рг№24 Мш 25,87 -7,92 3,10 6,81 0,43 16,23
Количество кистей, шт
Р2№1 Мах 5,67 1,37 0,33 10,19 0,91 3,75
Р2№1 Мт 2,50 -1,80 0,03 6,93 -0,01 1,92
Р2№24 Мах 6,10 1,80 1,03 16,64 1,79 2,73
Р2№24 Мт 2,93 -1,37 0,60 26,48 1,32 0,35
Количество цветков на 1 кисти, шт
Рг№1 Мах 11,70 3,52 1,17 9,25 1,87 6,26
Р2№1 Мт 4,53 -3,65 0,41 14,18 1,25 1,30
Р2№24 Мах 12,03 3,85 1,04 8,49 1,07 6,90
Р2№24 Мш 4,47 -3,72 0,12 7,86 -0,19 2,70
Количество плодов, шт
Р2№1 Мах 30,17 11,03 265,58 54,02 1,79 6,12
Р2№1 Мт 4,70 -14,43 0,13 7,67 -0,04 4,17
Р2№24 Мах 37,67 18,53 386,33 52,18 2,17 8,66
Р2№24 МЬ 4,00 -15,13 0,75 21,65 0,08 2,72
Примечание: Р2 №1 (Радуга Молдовы №29 (поле, Москва) х Ь. ЫгеиШт уаг. ^аЬгайип №66 (пленочная теплица)); Р2 №24 (Радуга Молдовы №29 (остекленная теплица) х Ь. ЫгеиШт уаг. ^аЬгаШт №66 (пленочная теплица)).
2. Отбор сортов по признаку "продуктивность" для насыщения межвидовых трансгрессий
Для проведения насыщающих скрещиваний с целью увеличения продуктивности (количества плодов на растении или массы одного плода) отобранных трансгрессивных форм, мы изучили крупноплодные и высокоурожайные сорта томата селекции ВНИИССОК, представленные в таблице 5. Для насыщающих скрещиваний по итогам исследований в течение 2003-2005 гг. были выделены крупноплодные сорта Дубрава и Грот.
Таблица 5
Подбор материала для насыщения межвидовых трансгрессий, 2003-2005 гг.
Образец ПРОДУКТИВНОСТЬ
Кол-во плодов, шт/раст. Масса плодов, г/раст. Средняя масса 1 плода, г
Дубрава (контроль) 34,4±0,35 1802,1±72,9 57,8±1,19
Грот 33,0±0,83 1942,4±116,6 59,5±1,27
Патрис 35,5±0,84 1540,9±52,0 44,3±0,39
"^'З&Рпса 36,3±0,69 16з£,4±67/7' 45,3±1,32
НСР05 2,39 276,10 3,80
Таким образом, на основании трехлетних данных отобраны крупноплодные сорта селекции ВНИИССОК для насыщения межвидовых трансгрессий.
Были отобраны межвидовые трансгрессии по признаку "количество плодов" и проведены насыщающие скрещивания выделенными сортами Дубрава и Грот по схеме, представленной в таблице 6. Была получена гибридная комбинация Г (трансгрессия №15.6 из поколения Рз№24 х Дубрава), в которой средняя масса плода на растении достигала 22,5 граммов; по другим комбинациям значение этого признака значительно ниже. Однако почти во всех комбинациях были получены отдельные плоды, достигающие 25 граммов, что является значительным, так как они получены на основе скрещивания с Ьусорегасоп ЫтЛшп уаг. §1аЬгаШт №66, имеющего мелкие плоды.
Таблица 6
Оценка гибридов томата, полученных на основе {асмщаюшихфещиваний, 2005 г.
Комбинация скрещивания Кол-во плодов, шт/раст. Кол-во плодов в их общем количестве с массой более 20 г, шт Масса плодов, г/расг. Средняя масса 1 плода, г
Г 1 (15.6 х Дубрава) 16 9 404,4 22,5
Г 2(15.6 х Грот) 15 5 214,2 13,4
Г 3 (20.15 х Дубрава) 16 5 212,4 13,3
Г 4 (20.15 х Грот) 10 2 121,2 12,1
Г 5 (18.1 х Дубрава) 6 1 67,5 11,3
Г 6 (18.1 х Грот) 13 4 186,3 14,3
Г 7(18.3 х Дубрава) 11 3 147,0 13,4
Г 8 (18.3 х Грот) 12 3 158,5 13,2
Г 9 (13.15 х Дубрава) 10 3 84,5 8,5
Г 10(13.15 х Грот) 6 1 73,4 12,2
Примечание: Р3№1 (№№15.6,20.15 - трансгрессии из ¥2 №1); Р3 №24 (№№18.1,
18.3,13.15-трансгрессии из ¥г №24).
В результате мсыщаюшдл скрещивания были выделены , ;,1и ,ли(Г 1, Г
2, Г 3), которые могут быть использованы для дальнейшей селекционной работы
(табл. 6). Количество плодов массой более 20г говорит о том, что вероятность
прохождения процесса рекомбинации выше у перечисленных трансгрессий, так как
они более выровнены по массе плодов.
3. Идентификация генотипов полученных гибридов посредством изоферментных маркеров При анализе этаарофорегических различий, особенно в потомстве межвидовых гибридов, обнаруживаются генотипы с новыми компонентами в бетювом спектре, не наблюдаемыми ни у родительских форм (Р1 или Р2), ни в Р^ Выделяются особи, в спектре которых отсутствуют полосы, характерные для обоих родителей и р!. Таким образом, метод электрофореза позволяет выявить рекомбинанты с качествен» новыми спектрами белков, которые нельзя спрогнозировать, так как их образование не является результатом простого комбинирования полос спектров Р1, Р2, Рь Не влияя на качественный состав белков, определяемых структурными
генами, модификаторы изменяют активность последних и тем самым количественные соотношения фракций. Учет этих соотношений, которые можно рассматривать как обычные количественные признаки, позволяет дать более полную характеристику генотипа. Индуцирование рекомбинаций за счет воздействия на гибридный материал и расширения спектра изменчивости потомства путем перераспределения обменов в те зоны генома, где кроссинговер в норме не происходит, имеет исключительное значение д-га селекции. Дтя семи из десяти изученных изоферметных систем был выявлен полиморфизм Показаны четкие межлинейные различия, их зимограммы легко интерпретируются на основании данных литературы, характеризующих эти ферменты. Они удобны дтя генетического анализа (рис. 2). Из потомства ?2 высокогегерозисных гибридов Р, были отобраны трансгрессивные генотипы по изучаемым количественным признакам и получены семена поколения Г',. Изоферментный анализ семян позволил установить генотип (гомо- и гетерозигота) отобранных трансгрессий Р^ по семи тестируемым ферментным системам (табл. 7).
А<1Ь
» пни ¿ 1- М;м
1 3 4 5 6 7 8 II 1213 1516 18 192021 22 12 3 4 6 7 8 9 10 1112 14 15 16171819 20 212223
Рис 2 Оценка по локусам Adh-I (аева) и Pgm (справа) популяции F: , полученной при межвидовом скрещивании исходных линий томата
Adh-I - Ni1 - Радуга Молдовы (Москва, поле), №3 - L. hirsutum var. glabratum №66. NeN»4-H -Fi №1 (Радуга Молдовы №29 (поле, Москва) х L. hirsutum var glabratum №66 (пленочная теплица)); N°N°I l-l7 - F2 №24 (Радуга Молдовы №29 (остекленная теплица)) х I hirsutum var glabratum №66 (пленочная теплица)); №№¡8-22 - F2 №21 (Нистру №21 (поле, Москва) х L hirsutum var glabratum №66 (пленочная теплица)).
Pgm-2 - NsI-6 - F3 №1 (Радуга Молдовы №29 (поле. Москва) х L. hirsutum var glabratum №66 (пленочная теплица), трансгрессия №18 14), №№7-Ю - Fj№1 (Рад>га Молдовы №29 (поле, Москва) х L hirsutum var glabratum №¡66 (пленочная теплица), трансгрессия S«lSA5).NeNsl 1-15 -F3 №1 (Раду1а Молдовы №29 (note. Москва) х L. hirsutum var glabratum №66 (пленочная теплица), трансгрессия №13 4); NsNsl6-20 - Fi№24 (Радуга Молдовы №29 (остекленная теплица)) х L. hirsutum var glabratum №66 (пленочная теплица), трансгрессия №15 5): №N«21-23 - Fj №24 (Радуга Молдовы №29 (остекленная теплица)) х L. hirsutum var glabratum №66 (пленочная теплица), трансгрессия №20.8).
Все проанализированные растения были сгруппированы в 7 классов гетерозиготное™, где первый класс - гомозигота, а последний - гетерозигота по всем локусам. Далее по каждому классу рассчитывали средние величины количественных признаков. Для выяснения "вклада" каждого ферментного локуса или сцепленных с ними генов-модификаторов на величину количественного признака, все генотипы разделили на группы гомо- и гетерозигот по изозимам. В каждой группе определили средние величины по каждому количественному * признаку (табл. 8). Сравнительный анализ средних величин количественного
признака в группах трансгрессивных генотипов Р2 томата, объединенных по каждому отдельно взятому ферментному локусу, выявил 17 случаев достоверных различий, причем в 16-и тестах значение признака в гетерозиготе было больше, чем в гомозиготе. При этом максимальное увеличение значения признака "масса плодов с растения" наблюдали при гетерозиготности по локусу во^З, Рцт-2, 6-Р§<! -1. Менее выраженные, но также значимые отличия получены по признакам: "высота растения", "количество плодов на растении" при гетерозиготности по локусам СгоЫ, ОкЛ-З, А<йь1. Обнаруженные взаимосвязи не случайны, что подтверждается и литературными данными (Потокина , Чесноков, 2005). Можно предположить, что локусы во^З, Р§р1-2, 6-Р§«1-1 расположены в 4 хромосоме (Левитес Е.М., 1986), сцеплено наследуются с генетическим локусом (<2ТЬ), который при любых условиях привносит свой вклад в формирование г продуктивности.
Таким образом, можно выделить для дальнейшего использования в (« селекции на получение продуктивных и адаптивных сортов в одном генотипе
трансгрессию №20.8 по нескольким признакам, поскольку по большинству ферментных систем она гомозиготна по данному локусу (табл. 7). Перспективной является трансгрессия №18.15, но отбор трансгрессивных форм на ее основе необходимо продолжить.
Таблица 7
Отбор исходных форм для характеристики селекционного материала томата
Генотип Аллельное состояние ферментных локусов Высота растения, см Количество листьев на растении, шт. Количество плодов на растении, шт. Продуктивность, г/растения
Pgi Pgm2 Adh 6Pgd Mdh Gotl Got3
F,№1 2 2 2 - 2 2 - 123,9 16,3 19,5 87,0
F,№24 2 2 2 2 2 2 - 108,2 15,5 11,1 57,1
№18.14 2 1 1 2 2 2 2 162,0 20,0 9,0 86,0
№18.15 2 - 1 2 2 2 2 172,0 19,0 41,0 114,0
№13.4 1 1 - 1 2 1 1 98,0 16,0 6,0 25,0
№15.5 2 1 1 2 1 2 1 106,0 15,0 7,0 32,0
№20.8 1 - 2 2 1 1 1 158,0 20,0 35,0 101,0
Примечание: 1 — гомозигота по данному локусу, 2 — гетерозигота;
№№ 13.4, 18.14; 18.15 - трансгрессии, отобранные из популяции F2 №1 (Радуга Молдовы (Москва, пале) х L. hirsutum var.glabratum №66 (пленочная теплица)); №№¡5.5; 20.8 - трансгрессии, отобранные из популяции F? №24 (Радуга Молдовы (остекленная теплица) х L. hirsutum vor. glabratum Ms66 (пленочная теплица)). Проводился изоферментный анализ их потомства (семян и проростков F
Таблица 8
Средняя величина количественного признака у групп трансгрессивных генотипов Р2
Ферментный локус Аллельно е состояние яокуса Номер генотипа Высота растения Количество листьев Количество плодов/рас т. Продуктивно сть, г/раст.
Фосфоглю-коизомераза № 1 13.4; 20.8 128,ftt 30,0 18,0±2,0 20,5±14,5 63,0±38,0
2 F, №1; Fi№24; 18.14; 18.15; 15.5 134,4± 13,8 17,2±0,99 17,5±6,2 75,2±14,1
Фосфоглю- комутаза (Pgm2) 1 18.14; 13.4; 15.5 122,0 ±20,0 17,0±1,5 7,3±0,9 47,7±19,3
2 F,№1; F,№24 116,1±7,9 15,9±0,4 15,3±4,2 72,1±15,0 *
Алкогольде-гидрогеназа (Adh) 1 18.14; 18,15; 15.5 146,7±2Q,5 ' 18,0±1,5 19,0±11,0 77,3±24,1
2 Fi№l; F,Xo24; 20.8 130,0 ±14,7 17,3±1,4 21,9±7,0 81,7±12,9
6-Фосфо-глюконатде-гндрогеназа (6 Pgd) 1 13.4 98,0 16,0 6,0 25,0
2 F|№24; 18.14; 18.15; 15.5; 20.8 141Д±14,1 ♦ 17,9±1,1 20,6±7,2 78,0±14,9 *
Малатде- гидрогеназа (Mdh) 1 15.5; 20.8 132,0*26,0 17,5±+2,5 21,0±14,0 66,5±34,5
2 FiJfel; F,№24; 18.14; 18.15; 13.4 132,8±14,6 * 17,4±0,9 17,3±6,3 73,8±15,2
Глутамат-оксалотранс-аминаза 1 (Gotl) 1 13.4; 20.8 128,0±30,0 18,0±2,0 20,5±14,5 63,0±38,0
2 Fi Jfel; Fi№24; 18.14; 18.15; 15.5 134,4±13,7 17,2±0,99 17,5±6Д 75Д±14,1
глутаматок-салотранс-аминаза 3 (Got3) 1 13.4; 15.5; 20.8 120,7±18,8 17,0±1,5 16,0±9,5 52,7±24,3
2 18.14; 18.15 167,0±5,0 * 19,5±0,5 25,0±16,0 | 100,0±14,0 *
Примечание: 1 - гомозигота по данному локусу, 2 - гетерозигота; *- среднее значение признака гомозигот значимо отличается от гетерозигот при Р < 0,05. №№ 13. 4, 18.14; 18.15 - трансгрессии, отобранные из популяции F2 №1 (Радуга Молдовы (Москва, поле) х L. hirsutum var glabratum №66 (пленочная теплица)); №№15 5, 20.8 - трансгрессии, отобранные из популяции F} №24 (Радуга Молдовы (остекленная теплица) х L. hirsutum var. glabratum №66 (пленочная теплица)).
4. Идентификация генотипов полученных гибридов с использованием молекулярных маркеров
Применение методов молекулярно-генетического маркирования (RATO, RFLP) позволюю сделать генетическую каргу томата одной го самых насыщенных карг. Насыщенность любой генетической карпы зависит от полиморфизма между родительскими фермами, которые используются для ее создания. Генетические карты томата основаны, главным образом, на межвидовых гибридах, так как внутривидовой полиморфизм L. esculentum не достаточен для этих целей. Наибольший полиморфизм генома томата был выявлен с помощью RAFD-технолопш. Была проведена идентификация линий, полученных гибридов и отобранных трансгрессий с использованием метода по определению псшиморфгамадлтрестрикционнькфратенговамготфик (RATO),
основанного на псетимеразной цепной реакции (FCR). Растения были проанализированы по 4 праймерам (OPA 8, OPA 10, OPN 1, OPN 13). На праймерах OPA 8, OPA 10 был выявлен полиморфизм, элекгрофореграммы с использованием других маркеров показывали мономорфносп. материала Был проведет кластерный анализ, рассчитаны генетические расстояния по Ней и Ли (1976), по результатам которых построены девдргараммы по праймерам ОРА8 и OPA 10, напгадно отражающие степень различий между ИАРВспектрами. Использование RAPD-PCRc праймером ОРА8 позволило идентифицировать межвидовой гибрид Fb полученный при скрещивании видов L. esculentum (Радуга Молдовы) hL. hnsutum. Применение праймера ОРАЮ не всегда позволяло проводить четкую идентификацию гибрида, а праймеры - QPN1 и QPN13 - не выявляли полиморфизма. Это было связано с тем, что некоторые праймеры не выявляли генетический материал L. hirsutum в RAPD-профилях Fb а иногда их применение приводило к появлению фрагментов, не выявлявшихся ни у дикой формы, ни у Радуги Молдовы. Подобный результат, вероятно связан с гетерогенностью L. Ыгайит, поэтому в ходе эволюции происходит накопление генетических изменений.
Для изучения наследуемости некоторых полиморфных RAPD-фрагменгов ((DPA8#800, ОРА8#9(Ю, ОРА10МХ),ОРА10#450) (Рис. 3223, 322.4) были исследованы родительские формы, габрцаы Fb F2 и популяции F> Фрагмент QPA8#800 присутствовал во всех образцах родителей, Fb в F2 расщепление по наличию данного фрагмента достоверно не оглича.'юсь от соотношения 3:1 = 1,07; 0,25<РО,5). Фрагмент ОРА8#9(Ю присутствовал во всех образцах
2Ъ
гибридов Fj; bF2 - 3:1 (X2 = 1,03; 0,25<Р<0,5). Фрагмент ОРА10#400 присутствовал во всех образцах Радуги Молдовы и гибридов F(.
Фрагмент ОРА10#450 присутствовал у образцов L. hirsutum, в популяции F* (№13,4). Таким образом, проведенные исследования показали, что фрагменты ОРА8#800; 900 являются доминантными и наследуются в соответствии с законами Менделя.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
Рис.3. Оценка исходных линий и потомков томата по праймеру ОРА8
Примечание: №№1 - маркер молекулярных масс, №№2-3 - Радуга Молдовы (Москва, поле); №№4-7 - L. hirsutum var. glabratum №66, №№8-12 - Fi №1 (Радуга Молдовы (Москва, поле) х L. hirsutum var.glabratum №66 (пленочная теплица)); №№13-17 - F2 №1; №№18-25 -отобранные трансгрессии F3 №1 (№13.4); №№26-32 - F3 №1 (№18.14); №№33-40 - F3 №1 (№18.15); 41 - контроль (Н20).
Характеристика родительских форм и потомков свидетельствует о том, что в качестве маркеров могут быть использованы фрагменты ОРА8#800 и 900, которые являются доминантными и наследуются по законам Менделя.
выводы
1. Наибольшая частота отбора положительных трансгрессивных форм возможна в гибридных популяциях, полученных от скрещивания родительских пар, выращенных из семян межвидовых гибридов с резкими эколого-генетическими различиями. Малые экололо-тенетические их различия ведут к большему формированию отрицательных трансгрессий в поколении Р2. Выделен целый рад положительных трансгрессий по наиболее информативным признакам (высота растений, количество листьев, количество плоде» и продуктивность) для проведения генетического анализа с целью ускорения процесса селекции.
2. С целью интенсификации селекционного процесса подготовлен селекционный материал для изучения взаимодействия генотип-чреда с помощью изоферментных и молекулярных маркеров.
3. Ферментные системы, определенные на основе юоферментного анализа (СгаС-З, Р^п-2, 6-р^1, Ск*-1, АсЗЫ), выявляют достоверную разницу количественного признака Максимальное значение признака "продуктивности" наблюдается при гетерозиготности по локусу Схх-З, которые расположены в 4 хромосоме. Локусы СЗсЯ-З, Р§р1-2,6-Р§сИ сцеплено наследуются с генетическим локусом (ОПД который при любых условиях привносит свой вклад в формирование признака продуктивности.
4. ПАРЕ>-анализ ДНК разных генотипов томата позволяет обнаружить полиморфные ЯАРО -фрагменты, определить наследуемость полиморфных КАРО-фрагменгов (ОРА8#800, С)РА8#900, ОРАШ50, ОРАКШО, ОРА 10#450). Фрагмент ОРА8#450 присутствовал только в ЯАР1>спек1рах образце» с минимальным значением признака. Подготовлен материал для анализа генетических дистанций с целью его использования при построении генетических карг.
5. Продуктивность среды защищенного грунта в Московской области по среднему значению всех генотипе» за исследуемые годы значительно меняется по годам от низкопродуктивной (Москва, закр, тр., 2004) до высокофодукшвной (Москва, закр, тр., 2003).
6. Взаимодействие генотип-среда по-разному отражается на выровненное™ количественных признаков. Анализ полиморфизма гибридных популяций наиболее затруднен в условиях среды защищенного грунта по признакам: "количество листьев" и "сумма диин
3 5
первого и второго настоящих листьев", для которых фон три года га трех - был стабилизирующий.
7. Параметры типичности среды изменчивы незначительно, что позволяет сократить длительность испытания на заключительных этапах селекции до двух лет.
Рекомендации
1. Для ускорения селекции на продуктивность применять анализ исходных форм томата с помощью иэоферменшого метода при оценке линий на проявление фенсггипических особенностей, используемых селекционером; проводил, идентификацию сортов и гибридов томата.
2. Для обоснованного подбора родительских пар при скрещиваниях применял, информативный метод по определению полиморфизма длин фрагментов амплификации Д НК с првймерами (RATO).
3. Для создания перспективных сортов, сочетающих устойчивость к абиотическим факторам среды с гфодуктивностыо использовать в качестве исходного материала отобранные, на основе скрещиваний с дикой формой томата, трансгрессии.
Список публикаций потеме диссертации
1). Антошкин АА, Науменко Т.С. Особенности идентификации некоторых количественных признаков у томата // Докл. ТСХА - Выл277. - М.: МСХА, 2004. - С.436-440.
2). Антошкин АА, Науменко Т.С., Полшов ДВ. Июферменгный анализ некоторых количественных признаков тсмата//Межд. симпозиум: Современное состояние и перспективы развитая селекции и семеноводства овощных культур.- М, 2005.-72. - С.389-396.
3). Антошкин АА, Науменко Т.С. Характеристика линий и гибриде® томата на основе молекулярных форм ферментов // Межд. науч. пракг. конф.: Приоритетные направления генетики, селекции и биотехнологии семейства пасленовых,- Харьков, 2005 (находится в печати).
Типография ООО «Телер» 127299 Москва, ул. Космонавта Волкова, 12 тел.: 937-86-64,156-40-84
Подписано в печать 23.11.2005 г. Формат 60x90 1/16. Тираж 100 экз. Бумага «Снегурочка» 1,5 печ.л. Заказ № П 844
№25 5 52
РНБ Русский фонд
2006-4 28368
Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Антошкин, Александр Александрович
ВВЕДЕНИЕ.
1 Обзор литературы.
1.1. Направления селекции томата, модель организации количественных признаков.
1.2. Современные методы исследования генома растений.
1.2.1. Морфологические и биохимические методы.
1.2.2. Молекулярно-генетические методы исследования генома растений.
1.2.2.1. Подход, основанный на полиморфизме длин рестрикционных фрагментов.
1.2.2.2. Использование метода ПЦР для молекулярно- генетического исследования генома растений.
1.2.2.3. RAPD-анализ.
1.2.2.4. Диаллельный анализ.
1.2.2.5. Микросателлиты и их типы.
2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Цель, задачи, актуальность, научная новизна и практическая значимость работы.
2.2. Место и условия проведения исследований.
2.2.1. Агроклиматическая характеристика условий выращивания.
2.2.2. Погодные условия в зоне проведения исследований.
2.3. Материал и методика исследований.
2.3.1. Морфо-биологическая характеристика линейного, гибридного и сортового материала томата, использованного в экспериментах.
2.3.2. Методика оценки параметров адаптивности и стабильности генотипов томата и параметров среды.
2.3.3. Методика изоферментных исследований.
2.3.4. Методика исследования генотипов родительских линий и межвидовых гибридов томата при помощи RAPD- анализа.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Оценка генотипов томата и выявление наиболее информативных признаков.
3.1.1. Репрезентативность оценки параметров адаптивности и стабильности отобранных межвидовых трансгрессий в различных средах.
3.1.2. Оценка параметров адаптивной способности и стабильности отобранных межвидовых трансгрессий.
3.1.3. Подбор, идентификация исходного материала как компонентов для скрещивания, проведение межвидовых скрещиваний родительских линий томата в теплице для получения межвидовых гибридов.
3.1.4. Оценка линии и отбор межвидовых трансгрессий томата по некоторым количественным признакам, выявление наиболее информативных признаков для проведения генетического анализа.
3.2. Отбор выделенных по "продуктивности" сортов, проведение насыщения отобранных межвидовых трансгрессий.
3.3.1. Идентификация генотипов полученных межвидовых гибридов посредством изоферментных маркеров.
3.3.2. Идентификация генотипов полученных межвидовых гибридов с использованием молекулярных маркеров.
ВЫВОДЫ.
РЕКОМЕНДАЦИИ.
Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Особенности идентификации некоторых количественных признаков у томата"
Успехи селекции и перспективы ее развития определяются различными факторами. Независимо от методов селекции одна из сложнейших частей работы - выявление генетической изменчивости в исходном и селекционном материале, отбор желаемых генотипов. Генетический анализ сложных хозяйственно ценных признаков и биологических свойств растений остается одной из важных проблем селекции. Решить ее возможно на основе фундаментальных знаний генетической и морфогенетической сущности этих признаков. Одной из важных проблем в селекции растений является разработка методов и приемов, позволяющих интенсифицировать селекционный процесс для ускоренного создания высокопродуктивных сортов и гибридов. Особое значение при разработке этих методов приобретает поиск и изучение новых маркерных признаков, облегчающих не только проведение генетического анализа исходного материала, но и ускоряющих работу по его созданию. На сегодняшний день известны три основные группы маркеров: морфологические, белковые и ДНК. В селекции томата используют в основном морфологические признаки, применение которых позволило создать большое количество исходного материала, сортов и гибридов. Однако возможность использования этих признаков ограничена временем и четкостью генетического проявления. Набор их в сравнении с числом генов и генетических систем в организме весьма ограничен.
Принципиально новые возможности использования генетических маркеров в генетике и селекции появились с открытием полиморфизма белков, в особенности изоферментов. Кодоминантный тип наследования, позволяющий оценить гомо- и гетерозиготность растения и простота анализа делает их надежными метчиками в процессе селекции. Преимущество белковых маркеров по сравнению с морфологическими связано с тем, что они являются прямыми продуктами активности генов, менее подвержены воздействию внешней среды и поэтому более надежны (Конарев, 1983; Левитес, 1986; Политов, Салменкова, 1998; Федулова, 2005).
Вместе с тем, вопросы использования молекулярно - генетических маркеров в практической селекции томата изучены недостаточно и требуют углубления и расширения.
Применение нового класса молекулярных маркеров - фрагментов ДНК для томата в России пока ограничено, так как этот метод является дорогостоящим и недостаточно разработанным. Однако метод ДНК - анализа позволит ускорить перенос хозяйственно ценных генов и локусов количественных признаков в процессе селекции и обеспечить создание новых сортов с целым комплексом заданных свойств, а также конструирование новых генотипов растений методами генетической инженерии (Кочиева, 1999). В связи с этим большую актуальность приобретает разработка методов молекулярно-генетического маркирования для практического использования в селекционном процессе томата, включая отборы при создании исходного материала и оценку при гибридизации.
Перспективы селекции неразрывно связаны не только с расшифровкой и познанием механизмов контроля рекомбинационных процессов, факторов, определяющих элиминацию нетрадиционных рекомбинантов, но и решением ряда биологических проблем, весьма существенных с практической точки зрения. К их числу следует отнести выявление взаимодействия в системе «генотип-среда», взаимосвязи конкурентоспособности, гетерозисности, гетерозиготности и рекомбинации, выяснение генетической природы специфической и общей устойчивости к абиотическим и биотическим стрессам, картирование количественных, в том числе хозяйственно ценных признаков. Получая результаты, отражающие реальную суть взаимодействий и взаимосвязей между отмеченными процессами, разрабатывают новые подходы и методы, обеспечивающие ускоренное создание сортов и гибридов, сочетающих потенциальную урожайность с высокой экологической устойчивостью (Методические указания., 1992). При использовании разнообразных адаптивных структур имеются реальные возможности повысить адаптивность и экономичность накопления урожайных свойств путем совмещения коадаптивных блоков генов и обеспечить весьма высокие уровни потенциальной продуктивности и экологической устойчивости в одном генотипе, в частности в гибриде Fj.
Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Антошкин, Александр Александрович
ВЫВОДЫ
1. Наибольшая частота отбора положительных трансгрессивных форм возможна в межвидовых гибридных популяциях, полученных от скрещивания родительских пар, выращенных из семян с резкими эколого-генетическими различиями. Малые эколого-генетические их различия ведут к большему формированию отрицательных трансгрессий в поколении F2. Выделен целый ряд положительных трансгрессий по наиболее информативным признакам ("высота растений", "количество листьев", "количество плодов" и "продуктивность") для проведения генетического анализа с целью ускорения процесса селекции.
2. С целью интенсификации селекционного процесса подготовлен селекционный материал для изучения взаимодействия "генотип-среда" с помощью изоферментных и молекулярных маркеров.
3. Ферментные системы, определенные на основе изоферментного анализа (Got-3, Pgm-2, 6-pgd-l, Got-1, Adh-1), выявляют достоверную разницу количественного признака. Максимальное значение признака "продуктивности" наблюдается при гетерозиготности по локусу Got-3, Pgm-2, 6-pgd-l, которые расположены в 4 хромосоме. Локусы Got-3, Pgm-2, 6-Pgd-l сцепленно наследуются с генетическим локусом (QTL), который при любых условиях привносит свой вклад в формирование признака "продуктивность".
4. RAPD-анализ ДНК разных генотипов томата позволяет обнаружить полиморфные RAPD -фрагменты, определить наследуемость полиморфных RAPD-фрагментов (ОРА8#800, ОРА8#900, ОРА8#450, ОРА10#400, ОРА 10#450). Фрагмент ОРА8#450 присутствовал только в RAPD-спектрах образцов с минимальным значением признака. Подготовлен материал для анализа генетических дистанций с целью его использования при построении генетических карт.
5. Продуктивность среды защищенного грунта в Московской области по среднему значению всех генотипов за исследуемые годы значительно меняется по годам от низкопродуктивной (Москва, защищен., гр., 2004) до высокопродуктивной (Москва, защищен., гр., 2003).
6. Взаимодействие "генотип-среда" по-разному отражается на выровненности количественных признаков. Анализ полиморфизма гибридных популяций наиболее затруднен в условиях среды защищенного грунта по признакам: "количество листьев" и "сумма длин первого и второго настоящих листьев", для которых фон три года из трех - был стабилизирующий.
7. Параметры типичности среды изменчивы незначительно, что позволяет сократить длительность испытания на заключительных этапах селекции до двух лет.
8. Для селекции на адаптивность большую ценность представляют положительные трансгрессии, сочетающие, как правило, значительную экологическую устойчивость и, особенно, высокий потенциал признака. Поиск стабильных форм среди отрицательных трансгрессий возможен по признакам: "количество листьев", "количество кистей", и особенно, "количество плодов".
РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Для ускорения селекции на продуктивность применять анализ исходных форм томата с помощью изоферментного метода при оценке линий на проявление фенотипических особенностей, используемых селекционером; проводить идентификацию сортов и гибридов томата.
2. Для обоснованного подбора родительских пар при скрещиваниях применять информативный метод по определению полиморфизма длин фрагментов амплификации ДНК с праймерами (RAPD).
3. Для создания перспективных сортов, сочетающих устойчивость к абиотическим факторам среды с продуктивностью, использовать в качестве исходного материала трансгрессии, отобранные на основе скрещиваний с дикой формой томата.
Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Антошкин, Александр Александрович, Москва
1. Авдеев Ю.И. Селекция томатов. Кишинев: "Штиинца". 1982. -282с.
2. Агроклиматический справочник по Московской области. — М.: Московский рабочий. 1967. - 135с.
3. Алпатьев А.В., Хренова В.В. Гетерозисные гибриды томата для открытого грунта Нечерноземной зоны РСФСР // Тр. по селекции и семеноводству овощных к-р. / ВНИИССОК. 1976. - Т.4. - С.3-11.
4. Айала Ф. Введение в популяционную генетику. М.: Мир. 1984. -132с.
5. Алтухов Ю.П., Рычков Ю.Г. Генетический мономорфизм видов и его возможное биологическое значение. Журн. общ. Биологии. -1972. -Т.ЗЗ. -С.281-300.
6. Балашова Н.Н. Фитифтороустойчивость рода Lycopersicon Tourn. и методы использования в селекции томата. Автореф. дисс. доктора с.-х. наук. М. 1976. -36с.
7. Бочарникова Н.И., Козлова В.М. Мутантные формы томатов. -Кишинев: Штиинца. 1992. -85с.
8. Брежнев Д. Д. Гетерозис овощных культур // Гетерозис в овощеводстве. JI. -1966. -С. 11-13.
9. Бузовкина И.С., Войлоков А.В., Карпинская Л.И., Смирнова О.А. Характеристика линий и гибридов редиса по спектрам множественных молекулярных форм ферментов // Генетика. 2003. -Т.39, №12. -С.1644-1650.
10. Глазко В.И., Созинов И.А. Генетика изоферментов животных и растений. Киев. - 1993. -65с.
11. Данилова Т.В., Данилов С.С., Карлов Г.И. Исследование молекулярно генетического полиморфизма сортов хмеля обыкновенного (Humulus lupulus) с использованием IS SR ПЦР анализа. Генетика. 2003.-39 (11): 1484-1489.
12. Даскалов X., Михов А., Минков И. и др. Гетерозис и его использование в овощеводстве. — М.: Колос. 1978. -309с.
13. Джинчарадзе А.Г., Иванов П.Л., Рысков А.П. Геномная «дактилоскопия»: характеристика клонированной последовательности генома человека, обладающей в составе вектора М13 свойствами высокополиморфного маркера ДНК // Докл. АН СССР. 1987. - 295: 230233.
14. Добруцкая Е.Г., Пивоваров В.Ф. Характер изменчивости овощных культур при выращивании их в различных эколого-географических условиях // Сб. научн. тр. ТСХА. М. - 1992. - С.41-47.
15. Добруцкая Е.Г., Тареев А.И., Федорова М.И. Оптимизация сочетания сред испытания при оценке генотипов редиса на адаптивность // Сб. научн. тр. ВНИИССОК "Селекция овощных культур". 1998. - Вып.35. - С.53-61.
16. Дорохов Д.Б., Клоке Э. Быстрая и экономичная технология RAPD -анализа растительных геномов. // Генетика. 1997. - Т.ЗЗ, №4. - С.443-450.
17. Драгавцев В.А., Аверьянова А.Ф. Переопределение генетических формул количественных признаков пшеницы в разных условиях среды // Генетика,- 1983. -Т. 19, № 11. С.1811 - 1817.
18. Драгавцев В.А., Литун П.П., Шкель И.М. Модель эколого-генетического контроля количественных признаков растений. // Докл. АН СССР. 1984. - Т.274, №3. - С.720-723.
19. Драгавцев В.А. К проблеме генетического анализа полигенных количественных признаков растений / СПб.: ВИР. 2003. -35с.
20. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат. -1985. -351 с.
21. Журавлев Ю.Н., Артюкова Е.В., Козыренко М.М., Реунова Г.Д. Изучение генетических связей между дальневосточными видами семейства Araliaceae методом RAPD. Генетика. 2003. - 39 (1): 57-63.
22. Журавлев Ю.Н., Реунова Г.Д., Артюкова Е.В. и др. Изучение генетической изменчивости дикорастущего женьшеня (RAPD анализ) // Молек. Биол. - 1998. - 32(6): 1075-1079.
23. Жученко А. А. Генетика томатов. Кишинев: Штиинца. - 1973. -662с.
24. Жученко А. А. Экологическая генетика культурных растений. -Кишинев: Штиинца. 1980. -587с.
25. Жученко А.А. Дискуссия. Современные проблемы биотехнологии и безопасность // Сельхоз. Биология. 2003, №1. - С.6-12.
26. Использование ПЦР-анализа в генетико-селекционных исследованиях / Под ред. Ю.М. Сиволапа. Киев: СГИ. - 1998.-156 с.
27. Йорданов М. Гетерозис томата // Гетерозис. М.: Агропромиздат. -1987. - С.239-271.
28. Кильчевский А.В. Взаимодействие генотипа и среды в селекции растений (на примере овощных культур и картофеля). Автореф. дисс. доктора биол. наук. С. Петербург. - 1993. - 49с.
29. Кильчевский А.В., Хотылева JI.B. Метод оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды. Сообщ.2. Обоснование метода // Генетика. 1985. - Т.21, № 9. -С.1481-1490.
30. Ковеза О.В., Кокаева З.Г., Коновалов Ф.А., Гостимский С.А. Выявление и картирование полиморфных RAPD-маркеров генома гороха (Pisum sativum L.) // Генетика.- 2005.-Т.41, №3. С.341-348.
31. Конарев В.Г. Белки растений как генетические маркеры. М.: Колос. - 1983.-320с.
32. Конарев В.Г., Гаврилюк И.П., Губарева Н.К. и др. Молекулярно-биологические аспекты прикладной ботаники, генетики и селекции
33. Теоретические основы селекции) / Под ред. В.Г. Конарева. М.: Колос. -1993.-Т.1.-447с.
34. Конарев А.В., Конарев В.Г., Губарева Н.К. и др. Белки семян как маркеры в решении проблем генетических ресурсов растений, селекции и семеноводства // Цит. и ген. 2000. - 34(2): 91-104.
35. Корочкин ЛИ,, Серов О.В., Пудовкин А.И., и др. Генетика изоферментов. М. Наука. - 1977. - С. 15-19.
36. Кочиева Е. 3., Супрунова Т.П. Идентификация видового и сортового полиморфизма у томатов // Генетика. — 1999. Т. 35, №10. - 1386 - 1389.
37. Кочиева Е. 3., Супрунова Т. П., Семёнова С.К. Использование RAPD-анализа для идентификации сортов баклажанов (Solarium melongena L.) II Генетика. 1999. - Т. 35, №8. -С.1165 - 1168.
38. Кудрякова Н.В., Гасанова Н.Д., Крючков А.В. Электрофоретический анализ генетической чистоты гибридов F. белокочанной капусты // Научн. техн. бюлл. ВИР.-1990. - Вып.202.- С.65-69.
39. Левитес Е. В. Генетика изоферментов растений. Новосибирск. -1986.-144с.
40. Науменко Т.С. Генетический анализ эффекта гетерозиса по некоторым количественным признакам у гибридов F. томата. Автореф. диссер. канд. с.-х. наук. М. 2000.-21с.
41. Оганисян А. С., Кочиева Е. 3., Рысков А.П. Маркирование видов и сортов картофеля с помощью метода RAPD-PCR // Генетика. 1996. - Т. 32.-С. 448-451.
42. Пивоваров В.Ф., Арамов М.Х. Экологическая селекция томата. М. -1996. 232с.
43. Политов Д.В., Салменкова Е.А. // Практическое руководство по электрофорезу изоферментов. М. - 1998. - 22с.
44. Потокина Е.К., Чесноков Ю.В. Современные методы геномного анализа в исследованиях генетики количественных признаков у растений // Сельскох. биология. 2005, №3. - С.3-18.
45. Прогноз уровня и спектра генотипической изменчивости в F2 на основе оценки гетерозигот Fi по степени онтогенетической приспособленности (Методические указания для культуры томата). Кишинев. 1992. -31с.
46. Серебровский А. С. Генетический анализ. М.: Наука. - 1970. - 341с.
47. Сиволап Ю.М., Балашова И.А., Трошин Л.П. Исследование генетического полиморфизма винограда при помощи RAPD-анализа. Цитология и генетика. 1996. - 30(6): 33-37.
48. Сиволап Ю.М., Вербицкая Т.Г., Тулаева М.И., Барышева И.А. Анализ генетических дистанций методом ПДРФ у винограда // Цитология и Генетика. 1993. - 27(6): 24-28.
49. Сиволап Ю.М., Календарь Р.Н., Нецветаев В.П. Использование продуктов полимеразной цепной реакции для картирования генома ячменя // Генетика. 1997. - 33(1): 53-60.
50. Сиволап Ю.М., Куцевич Л.И., Паламарчук А.И., Тоцкий В.Н. Молекулярно-генетический полиморфизм озимой твердой пшеницы, определяемый ПЦР с произвольными праймерами // Доклады РАСХН. -1997.- 1: С.6-8.
51. Сиволап Ю.М., Солоденко А.Е., Бурлов В.В. RAPD анализ молекулярно - генетического полиморфизма подсолнечника {Helianthus annuus) // Генетика. - 1998. - 34(2): 266-271.
52. Сиволап Ю.М., Топчиева Е.А., Чеботарь С.В. Идентификация и паспортизация сортов мягкой пшеницы методами RAPD и SSRP анализа // Генетика. - 2000. - 36(1): 44-51.
53. Сиволап Ю.М., Чеботарь С.В., Топчиева Е.А., Корзун В.Н., Тоцкий В.Н. Исследование молекулярно-генетического полиморфизма сортов Triticum aestivum L. с помощью RAPD и SSRP - анализа // Генетика. -1999.-35(12): 1665-1673.
54. Сулимова Г.Е. Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов ДНК сельскохозяйственных животных: методология, результаты и перспективы // Успехи совр. Генет. 1993. - Вып. 18: 3-35.
55. Титок В.В. Биоэнергетические основы формирования гетерозиса у сельскохозяйственных растений. Автореф. дисс. докт. с.-х. наук. Минск. -2002. -22с.
56. Урсул С.В., Жученко А.А. и др. Эффекты гомо- и гетерозигогности по ферментным локусам на частоту кросинговера у томата // Генетика. -1993. Т.29, №3. - С.468-475.
57. Федулова Т.П. Теоретические и практические аспекты молекулярно-генетического маркирования в селекции сахарной свеклы. Автореф. дисс. докт. биол. наук. Рамонь. - 2005. -43 с.
58. Фортэ А.В., Игнатов А.Н., Пономаренко В.В., Дорохов Д.Б., Савельев Н.И. Филогения видов яблони рода Malus на основе оценки морфологических признаков и молекулярного анализа ДНК // Генетика. -2002. 38(10): 1357-1369.
59. Чернов А.А., Михайлов М.Э., Урсул С.В. Изменчивость количественных признаков кукурузы в зависимости от гомо- или гетерозиготности по изоферментным маркерам Adh 1, Sod 2 и условий года// Сельскохозяйственная биология. -1997. С.67-97.
60. Adams W.T. Joly R.J. Genetics of allozyme variants in loblolly pine // J. Heredity. 1980. - Vol. 71. - P.33-40.
61. Agwanda CO., Lashermes P., Trouslot P. et al. Identification of RAPD markers for resistance to coffee berry disease, Colletotrichum kahawae. in arabica coffee // Euphytica. 1997. - 97: 241-248.
62. Ajibade S. R., Weeden N. F., Chite S. M. Inter simple sequence repeat analysis of genetic relationships in the genus Vigna // Euphytica. 2000. -Ill: 47-55.
63. Alpert K.B., Tanksley S.D. High -resolution mapping and isolation of a yeast artificial chromosome contig containing fw2.2\ a major fruit weightquantitative trait locus in tomato // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. - 93: 15503-15507.
64. Arcade A., Anselin F., Faivre-Rampant P., Lesage, M.C., Paques & Prat. Application of AFLP, RAPD and ISSR markers to genetic mapping of European and Japanese Larch // Theor. Appl. Genet. 2000. 100: 299 - 307.
65. Areshchenkova T. & Ganal M.W. Long tomato microsatellites are predominantly associated with centromeric regions // Genome. 1999. - 42: 536 -544.
66. Becker, J. & Heun M. Barley microstellites: allele variation and mapping // Plant Molecular Biology. 1995a. - 27: 835-845.
67. Bretting P.K., Widrlechner M.P. Genetic markers and plant genetic resource management // Plant. Breed. Rev. 1995. - 13: 11-86.
68. Broun, P. & Tanksley S.D. Characterization and genetic mapping in simple sequence repeats in the tomato genome // Mol. Gen. Genet. — 1996. -250:39-49.
69. Burr В., Burr F.A. Recombinant inbreds for molecular mapping in maize: theoretical and practical considerations // Trends Genetics. 1991. - 7: 55-60.
70. Butler L. The linkage map of tomato // Heredity. -1952. -V.43. -P.25-35.
71. Cekic C., Battey N. H. and Wilkinson M.J. The potencial of ISSR-PCR primer-pair combination for genetic linkage analysis using the seasonal flowering locus in Fragaria as a model // Theor. Appl. Genet. 2001. - 103: 540-564.
72. Chalmers К., Barua U., Hacket C., Thomas W., Waugh R., Powell W. Identification of RAPD markers linked to genetic factors controlling the milling energy requirement of barley // Theor. Appl. Genet. -1993. -V. -87. -P.314-320.
73. Charlesworth В., Morgan M.T., Charlesworth D. The effect of deleterious mutations on neutral molecular variation // Genetics. 1993. - 134: 1289-1303.
74. Coletta Filho H.D., Machado M.A., Targon M.L. Analysis of the genetic diversity among mandarins (Citrus ssp.) using RAPD markers // Euphytica. -1998.- 102: 133-139.
75. Dahleen L.S., Hoffman D.L., Dohrmann J., Gruber R. and Franckowiak J. Use of a subset of doubled haploid lines for RAPD interval mapping in barley // Genome. - 1997. - 40: 626-632.
76. De Vicente M.C., Tanksley S.D. QTL analysis of transgressive segregation in an interspecific tomato cross // Genetics. 1993. - Vol.134. - №2. -P.585 - 596.
77. Du J.-K., Yao Y.-Y., Ni Z.-F, Peng H.-R, Sun Q.-X. Genetic diversity revealed by ISSR molecular marker in common wheat, spelt; compactum and progeny of recurrent selection // Acta genet. Sinica. 2002. - 29(5): 445-452.
78. Dudley J.W. Molecular markers in plant improvement manipulation of genes affecting quantitative traits // Crop Sci. - 1993. - 33: 660-668.
79. Dunemann F., Kahnau R., Schmidt H. Genetic relation ships in Mains evaluated by RAPD "fingerprinting" of cultivars and wild species // Plant Breeding. 1994. - 113: 150-159.
80. Echt C. S., May-Marquardt P., Hseih M. & Zahorchak R. Charactrization of microsatellite markers in eastern white pine // Genome. 1996. - 39: 1102 -1108.
81. Echt, C.S. & May-Marquardt P. Survey of microsatellite DNA in pine // Genome. 1997. - 40: 9-17.
82. Edwards K., Johnstone C., Thompson C. A simple and rapid method for the preparating of plant genomic DNA for PCR analysis // Nucleic Acids Res. 1991.-V.19, №6. P.1349.
83. Edwards M., Johnson L. RFLPs for rapid recurrent selection // Proc. of Symposium on Analysis of Molecular Marker Data. Am. Soc. Hort. Sci. and Crop Sci. Soc. Am. Corvallis. OR. - 1994. -P.33-40.
84. Egashira H., Ishihara H., Takashina Т., Imanishi S. Genetic diversity of the "peruvianum-complex" (Licopersicon peruvianum (L.) Mill, and L. chilense Dun.) revealed by RAPD analysis // Euphitica. 2000. - Vol. 116. - P.23-31.
85. Fanizza G., Colonna G., Resta P., Ferrara G. The effect of the number of RAPD markers on the evaluation of genotypic distances in Vitis vinifera // Euphytica. 1999. - 107: 45-50.
86. Fiedler J., Bufler G., Bangerth F. Genetic relationships of avocado (Persea americana Mill.) using RAPD markers // Euphytica. 1998. - 101: 249-255.
87. Frary A., Nesbitt Т., Grandillo S. e.a. Fw2.2: a quantitative trait locus key to the evolution of tomato fruit size // Science. 2000. - 289:85-88.
88. Giese H., Holm Jensen A.G., Mathiassen H., Kjaer В., Rasmussen S.K., Bay H. and Jensen J. Distribution of RAPD markers on a linkage map of barley //Hereditas. - 1994. - 120: 267-273.
89. Goldman I.L., Paran I., Zamir D. Quantitative trait locu analysis of a recombinante inbred line population derived from a Lycopersicon esculentum x Lycopersicon Cheesmanii cross // Theor.Appl.Genet. -1995. V.90. -P.925-932.
90. Gortner G., Nerino M, Weising R., Zink D., Nagi W. & Kahl G. Chromosomal localization and distribution of simple sequence repeats and the Arabidopsis-type telomere sequence in the genome of Cicer arietinum L. // Chrom Res. 1998. - 6: 97-104.
91. Graham. J., Mc Nicol R.J., Greig. K. and Van de Ven W.T. Identficiation of red raspberry cultivars and an assessment of their relatedness using fingerprints produced by random primers // Journal of Horticultural Science. 1994.-69: 123-130.
92. Graham J., Squire В., Marshall B. and Harrison R.E. Spatially dependent genetic diversity within and between colonies of wild raspberry Rubus idaeus detected using RAPD markers // Molecular Ecology. — 1997. 6: 1001-1008.
93. Gratapaglia D., Bertolucci F.L., Sederoff R.R. Genetic mapping of QTLs cjntrolling vegetative propagation in Eucaliptus grandis and E.Urofilla using a pseudo-testcross strategy and RFLP mapping // Theor. and Appl. Genet. -1995.-V.90, №7-8. -P.933-947.
94. Grodzicker Т., Williams J., Sharp P., Sambrook J. Physical mapping of temperature-sensitive mutations of adenoviruses, cold spring harbor symp. // Quant. Biol. 1974. - 39: 439-446.
95. Gupta P. K. and Varshney R.K. The development and use of microsatellite markers for genetic analyses and plant breeding with emphasis on bread wheat // Euphytica. 2000. - 113:163-185.
96. Hayes P., Blake Т., Chen Т., Tragonrung S., Chen F., Pan A., Liu B. Quantative trait loci on barley (Hordeum vulgare L.) chromosome 7 associated with components of winterhardiness // Genome. -1993. -V.36. -P.66-71.
97. Hayes P.M., Liu B.H., Knapp S.J. Quantitative trait locus effects and environmental interaction in a sample of North American barley germplasm // Theor. Appl. Genetics. 1995. - 7: 277-318.
98. Hood D. W., Deadman M. E., Jennings M.P., Bisercic M., Fleischmann, R. D. DNA repeats identify novel virulence genes in Haemophilus influenzae II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. - 93: 11121 - 11125.
99. Iqbal Javed M. & Rayburn Lane A. Stability of RAPD markers for determinig cultivar specific DNA profiles in rye (Secale cereale L.) // Euphytica. 1994. - 75: 215-220.
100. Jeffreys A.J., Brookfield J.F.Y., Semeonoff R. Positive identification test-case using human DNA fingerprint. -1985. 317: 818-819.
101. Jensen J. Estimation of recombination parametrs between a quantative trait locus (QTL) and two marker gene loci. // Theor. Appl. Genet. 1989. -V.78. -P.613-618.
102. Jones D.F. Linkage in Lycopersicum // Ann.Nat. 1917. -V.51. - P.608-621.
103. Kashi Y., Soller M. Functional roles of microsatellites and minisatellites in: Goldstein DB, Schlotterer С (eds) Microsatellites: evolution and applications // Oxford University Press, Oxford. 1999. - P. 10-23.
104. Kaundun S.S., Zhyvoloup A., Park Y.-G. Evaluation of the genetic diversity among elite tea (Camellia sinensis van sinensis) accessions using RAPD markers // Euphytica. 2000. - 115:7-16.
105. Kearsey M.J., Farquhar A.G. QTL analysis in plants: where are we now? // Heredity. 1998. - 80: 137-142.
106. Kelly J.D. Use of random amplified polymorphic DNA markers in breeding for major gene resistance to plant pathogens // Hort. Sci. 1995. - 30 (3): 461-465.
107. Kojima, Т., Nagaoka, Т., Noda K. & Ogihara Y. Genetic linkage map of ISSR and RAPD markers in einkorn wheat in relation to that of RFLP markers // Theor. Appl. Genet. 1998. - 96: 37 - 45.
108. Kolodinska A. Genetic diversity importance and future prospective a study of barley in Nordic Baltic region // Sver. Utsadesforen. Tidskr. Arg. III. -2001. - (4): 192-195.
109. Lagercrantz U, Ellegren H, Andersson L. The abundance of various polymorphic microsatellite motifs differs between plants and vertebrates // Nucleic Acids Res. 1993. - 21: 1111-1115.
110. LanhamP.G. Estimation of heterozigosity in Ribes nigrum L. using RAPD markers // Genetica. 1996. - 98: 193-197.
111. Lanham P.G., Brennan R.M. Genetic characterization of gooseberry (Ribes grossularia, subgenus Grossularia) germplasm using RAPD, ISSR and AFLP markers // J. hortic. Sc. Biotechnology. 1999. - 74 (3): 361-366.
112. Lee M. DNA markers and plant breeding programs // Adv. Agron. 1995. -55:265-344.
113. Leroy X. J., Leon K., Hily J. M., Chaumeil P. & Branchard M. Detection of in vitro culture-induced instability through inter-simple sequence repeats analysis 11 Theor. Appl. Genet. 2001. - 102: 885 - 891.
114. Levin I., Gilboa N., Yeselson E., Shen S. & Schaffer A.A. Fgr, a major locus that modulates the fructose to glucose ratio in mature tomato fruits // Theor. Appl. Genet. 2000. - 100: 256 - 262.
115. Lewontin R.C., Hubby J.L. A molecular approach to the study of genetic heterozygozity in natural populations amount of variation and degree of heterozygozity in natural populations of Drosophila pseudoobscura // Genetics. 1966. - 54: 595-609.
116. Lindhout P. , Van Heusden S., Pet G., Van Ooijen J.W., Sandbrink H., Verkerk R., Vrielink R., Zabel P. Perspectives of molecular marker assisted breeding for earliness in tomato // Euphytica. -1994. - V.79. - P.279-286.
117. Machado M.A., Coletta Filho H.D., Targon M.L., Pompeu J.J. Genetic relationship of Mediterranean mandarins (Citrus deliciosa Tenore) using RAPD markers // Euphytica. 1996. - 92: 321-326.
118. Marczewski W. Inter simple sequens repeat (ISSR) markers for the Ns resistance gene in potato (Solanum tuberosum L.) I I J. Appl. Genet. - 2001. -42(2): 139-144.
119. Martelli G., Sunseri F., Greco I., Sabina M.R., Porreca P., Levi A. Strawberry cultivars genetic relationship using randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis // Adv. Hort. Sci. 1999 - 13: 99-104.
120. Martin В., Tanksley D. High-Resolution Linkage Analysis and Physical Characterization of the PTO Bacterial Resistance Locus in tomato // Molec. Plant Microbe Interact. - 1993. - Vol.6. - №1. - P.26-34.
121. Mc Gregor C.E., Lambert C.A., Greyling M.M., Louw J.M., Warnich L. A comparative assessment of DNA fingerprinting techniques (RAPD, ISSR,
122. AFLP and SSR) in tetraploid potato (Solarium tuberosum L.) germplasm // Euphytica. 2000. - 113(2): 135-144.
123. Messeguer R., Ganal M., de Vicente M. C., Young N. D. High resolution RFLP map around the root knot nematode resistance gene (Mi) in tomato // Theor. Appl. Genet. 1991. - V.82. - P.529-536.
124. Metzgar, D., Bytof J. & Wills C. Selection against frameshift mutations limits microsatellite expantion in coding DNA // Genome Res. 2000. - 10: 72 -80.
125. Miller J.C. and Tanksley S.D. RFLP analysis of phylogenetic relationships and genetic variation in the genus Lycopersicon 11 Theor. Appl. Genet. 1990. - V. 80. - P.437-448.
126. Morgante M., Rafalski A., Biddle P., Tingey S. & Oliveri X.M. Genetic mapping and variability of seven soybean simple sequence repeat loci // Genome. -1993. 37: 763-769.
127. Morgante, M., Salamini F. From plant genomics to breeding practice // Current Opinion in Biotechnology. 2003. - 14:214-219.
128. Morton N.E. Sequential test for the detection of linkage // Am. J. Hum. Genetics. 1955. - 7: 277-318.
129. Mullis K.B., Faloona F.A. Methods in Enzymology // Academic Press. -1982.
130. Nagaoka Т., Ogihara Y. Applicability of inter simple sequence repeat polymorphisms in wheat for use as DNA markers in comparison to RFLP and RAPD markers // Theor. Appl. Genet. - 1997. - 94: 597-602.
131. Nei M., Li W.-H. Mathematical model for studing genetic variation in terms of restriction endonucleases // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1979. - V.76. -P.9828-9832.
132. Nicolosi E., Deng Z.N., Gentile A. et al. Cytrus phylogeny and genetic origin of important species as investigated by molecular markers // Theor. Appl. Genet. 2000. - 100: 1155-1166.
133. Nilsson N.-O., Hallden C., Hansen M., Hjerdin A. and Sail T. Comparing the distribution of RAPD and RFLP markers in a high density linkage map of sugar beet // Genome. 1997. - 40: 644-651.
134. Noli Enrico, Salvi Silvio and Tuberosa Roberto. Comparative analysis of genetic relationships in barley based on RFLP and RAPD markers // Genome. — 1997. 40: 607-616.
135. Pamfil D., Zimmerman R.H., Naess. S.K. and Swartz. H.J. Taxonomic relationships in Ritbus based on RAPD and hybridization analysis // Hort. Science. 1996. - V.31. - P.620.
136. Paran I., Goldman I., Tanksley S.P., Zamir D. Recombinant inbred lines for genetic mapping in tomato // Theor.Appl.Genet. -1995. V.90. -P.542-548.
137. Parsons B. J., Newbury H. J., Jackson M. T. and В. V. Ford-Lloyd. Contrasting genetic diversity relationship are revealed in rice {Oriza sativa L.) using different marker types // Mol. Breeding. 1,997. - 3:115-125.
138. Paterson A. H., Damon S., Zamir D., and Tanksley S. D. Mendelian factors underlying quantitative traits in tomato: Comparison across species, generations, and environments // Genetics. 1991. - 127. - P.181-197.
139. Paterson A. H. Molecular dissection of quantitative traits: progress and prospects // Genome Res. -1995.-5: 321-333.
140. Plaschlce J., Ganal M.W., Roder M.S. Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers // Theor. Appl. Genet. -1995. -V.91. -P.1001-1007.
141. Powell, W., Machray G.C. & Provan J. Polymorphism revealed by simple sequence repeats // Trends Plant. Sci. 1996a. - 1: 215-222.
142. Powell W., Morgante M., Andre C., Hanafey M., Vogel J., Tingey S. & Rafalaski J.A. The comparison of RFLP, RAPD, AFLP and SSR (microsatellite) markers for germplasm analysis // Molecular Breeding. -1996b. 2: 225-238.
143. Prasad M., Varshney R.K., Roy J.K., Balyan H.S. & Gupta P.K. The use of microsatellites for detecting DNA polymorphism, genotype identification and genetic diversity in wheat // Theor. Appl. Genet. 2000. - 100: 584 - 592.
144. Rick С. M. Genetic relationships between self-incompatibility and floral traits in the tomato species // Biol. Zentabl. 1982. - 101. - P. 185-198.
145. Rick С. M., Tanksley S.D., Orton T.J. Tomato (Lycopersicon), in Isozymes in Plant Genetics and Breeding // Eisevier. Amsterdam. 1983. -P.147-165.
146. Rick C.M. and Fobes J.F. Allozyme variation in the cutivated tomato and closely related species // Bull. Torrey Bot. Club. 1975. - V.102. - P.376-386.
147. Roder M.S., Plaschke J., Konig S.U., Bomer A., Sorells M.E., Tanksley S.D. & Canal M.W. Abundance, variability and chromosomal location of microsatellites in wheat // Mol. Gen. Genet. 1995. - 246: 327-333.
148. Rongven J., Akkaya M., Bhagwat A., Lavi U., Cregan P. The use of microsatellite DNA markers for soybean genotype identification. // Theor. Appl. Genet. -1995. -V.90. -P.43-48.
149. Saiki R.K., Gelfand D., Staffel S. et al. Primer directed enzymatic amplification of with a thermosteble DNA polymerase // Scince. - 1988. - 239: 487-491.
150. Saiki R.K., Scharf F., Faloona F. et al. Enzymatic amplification of (3 -globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia // Ibid. 1985. - 230: 1350-1354.
151. Saliba-Colombam V., Cousse M., Gervais L., Philouz J. Efficiency of RFLP, RAPD and AFLP markers for the construction of interspecific map of the tomato genome // Genome. -2000. -V.43. -P.29-40.
152. Sax К. The association of size differences with seed coat pattern and pigmentation in Phaseolus vulgaris L. // Genetics. 1923. - 8: 552-560.
153. Schulz В., Westphal L. & Wricke G. Linkage groups of isozymes, RFLP and RAPD markers in carrot (Daucus carota L. sativus) II Euphytica. 1994. -74: 67-76.
154. Schmidt, T. & Heslop-Harrison J.S. The physical and genomic organization of microsatellites in sugar beet // Proc. Nati. Acad. Sci. USA. -1996.- 93: 8761-8765.
155. Schwartz D., Endo T. Alcohol dehydrogenaze polymorphism in maize: simple and compound loci // Genetics. 1966. - Vol.53, №4. - P.709-715.
156. Shimada Т., Hayama H., Haji Т., et al. Genetic diversity of plums characterized by random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis // Euphytica. 1999. - 109: 143-147.
157. Shimada Т., Hayama H., Nishimura K, et al. The genetic diversities of 4 species of subg. Luthocerasus (Prunus. Rosaceae) revealed by RAPD analysis // Euphytica. 2001. - 117: 85-90.
158. Simpson S.P. Delection of linkage between quantative trait loci and restriction fragment length polimorphisms using inbred lines. // Theor. Appl. Genet. -1989. -V.77. -P.815-819.
159. Smith J.S.C., Smith O.S. Fingerprinting crop varieties // Adv. Agron. -1992.-47: 85-140.
160. Somers D.J., Zhou Z., Bebeli P.J. et al. Repetitive, genome specific probes in wheat (Triticum aestivum) L-Em Thell amplified with minisatellite core sequences 11 Theor. Appl. Genet. - 1996. - 93(5-6): 982-989.
161. Staniaszek M., Marczewski W., Kozik E. Evaluation of genetic purity of tomato Fi hybrids using RAPD method // Vegetable crops research bull. 2002. -Vol.56.-P. 17-23.
162. Stuber C.W. Marker-Based Selection for quantitative Traits II Vortr. Pflanzenzuchtg. -1989. -V.16. P.31-49.
163. Stuber С. Breeding multigenic traits / Eds. R.L. Phillips, I.K. Vasil. DNA-based markers in plants // Dordrecht, the Netherlands. 2001.-5:115-137.
164. Tanksley S. D., Medina Filho H., Rick C.H. The effect of isozime selection on metric characters in an interspecific backcross of tomato basis of an early screening procedure // Theor. Appl. Genet. - 1981. -Vol. 60, №5. - P.291 -296.
165. Tanksley S. D., Jones R.A. Application of alcohol dehydrogenase allozymes in testing the genetic purity of F. hibrids of tomato // Hort. Sciense. -1981.-Vol.16.-P.179-181.
166. Tanksley S.D., Rick C.M. Genetic of esterasesin species of Licopersicon // Theor. Appl. Genet. 1980a. - Vol.56. - P.209-219.
167. Tanksley S.D., Meding-Filho H., Rick C.M. Use of naturally-occuring enzyme variation to detect and map genes controlling quantitative traits in an interspecific backross of tomato // Heredity. 1982. - 49: 11-25.
168. Tanksley S.D. Mapping poligenes // Ann. Rev. Genet. 1993. - 27: 205233.
169. Tautz D. Hypervariability of simple sequences as a general source for polymorphic DNA markers // Nucl. Acids Res. 1989. - 17: 6463-6471.
170. Thoday J.M. Location of polygenes //Nature. 1961.- 191: 368-370.
171. Tikunov Y.M., Khrustaleva L.I. & Karlov G.I. Application of ISSR markers in the genus Lycopersicon // Euphytica. 2003.- 131:71 -80.
172. Van Wordragen M.F., Weide R.L., Coppoolse E.M., Koornneef & Zabel P. Tomato chromosome 6: a hidh resolution map of the long arm and construction of a composite integrated marker-order map // Thepr.Appl.Gen.-1996. V.92. -P. 1065-1072.
173. Vassart G., Georges M., Monsier et al. F sequence in M13 phage detects hypervariable minisatellites in human and animal DNA // Scince. 1987. - 235: 683-684.
174. Vidal J.R., Coarer M., Defontaine A. Genetic relationships among grapevine varieties grown in different French and Spanish regions based on RAPD markers // Euphytica. 1999. - 109: 161-172.
175. Vosman, B. & Arens P. Molecular characterization of GATA/GACA microsatellite repeats in tomato // Genome. 1997. - 40: 25 - 33.
176. Wang G., Mahalingam R. & Karp H.T. (C-A) and (G-A) anchored simple sequence repeats (ASSRs) generated polymorphism in soybean, Glycine max L. // Theor. Appl. Genet. -1998. 96: 1086-1096.
177. Wang Y.-H., Thomas C.E., and Dean R.A. A genetic map of melon (Cucumis melo L) based on amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers // Theor. Appl. Genet. -1997. 95: 791-798.
178. Wang Z., Weber J.L., Zhong G. & Tanksley S.D. Survey of plant short tandem repeats // Theor. Appl. Genet. 1994. - 88: 1-6.
179. Welsch J., Mc Clelland M. Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers // Nucl. Acid. Res. -1990. V.19. - P.303-306.
180. Williams J.G., Kubelik A.R., Livak K.J., Rafalski J.A. & Tingey S.V. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers // Nuc. Acids Res. 1990. - 18: 6531-6535.
181. Wu Y.-T., Zhang T.Z., Yin J.-M. Genetic diversity detected by DNA markers and phenotypes in upland cotton // Acta. Genet. Sinica. 2001. -28(11): 1040-1050.
182. Yang Hongyu and Kruger Jutta. Identification of an RAPD Marker Linked to the VF Gene for Scab Resistance in Apples // Plant Breeding. 1994. - 112: 323-329.
183. Yano M., Sasaki T. Genetic and molecular dissectionof quantitative traits in rice // Plant Molecular Biology. 1997. - 35: 145-153.
184. Zhou Z.Q., Li Y.N. The RAPD evidence for the phylogenetic relationship of the closely related species of cultivated apple // Genet. Res. Crop Evolut. 2000. - 47: 353-357.108
-
Антошкин, Александр Александрович
-
кандидата сельскохозяйственных наук
-
Москва, 2005
-
ВАК 06.01.05
- Создание и использование исходных форм томата при селекции на пригодность для цельноплодного консервирования
- Селекция и испытание сортов томатов для индивидуальных и коллективных хозяйств Нижнего Поволжья
- Особенности функционирования репродуктивной системы видов рода Lycopersicon Tourn
- Использование идентифицированной генетической коллекции мутантных форм томата для создания исходного селекционного материала по признаку холодостойкости
- Подбор исходного материала томата при селекции скороспелых гетерозисных гибридов для открытого грунта в условиях Ростовской области
