Алельний стан SNP-маркерів, характерний для ліній кукурудзи плазми ланкастер
Анотація
Мета. Ідентифікувати алелі SNP-маркерів, специфічні для ліній кукурудзи зародкової плазми Ланкастер порівняно з лініями інших зародкових плазм. Методи. Аналіз однонуклеотидного поліморфізму ДНК за 384 SNP-маркерами панелі BDI-IIIа з використанням GoldenGate-тесту та системи зчитування результатів Illumina VeraCode. Результати. Найбільша різниця між частотами однойменних алелей в двох групах ліній, на рівні D = 0,74, була зафіксована для SNP-маркера BDI-IIIа-332. Для маркерів, обраних за результатами ранжування при D = 0,53 – 0,74, діапазон частот мажорних алелей в групі неланкастерівських ліній склав 0,57 – 0,84. У групі ліній плазми Ланкастер частоти цих же алелей знизилися до 0,03 – 0,10. Ідентифіковано пропущені в групі ліній Ланкастер та унікальні для неланкастерівських ліній алелі за 16 SNP маркерами. Висновки. Набір алелей SNP-маркерів панелі BDI-IIIа, специфічних для ліній плазми Ланкастер, встановлено як BDI-IIIа-332Г, BDI-IIIа-151А, BDI-IIIа-331Т, BDI-IIIа-335Ц, BDI-IIIа-185Ц, BDI-IIIа-181Ц, BDI-IIIа-83Ц, BDI-IIIа-359Г, BDI-IIIа-269Г та BDI-IIIа-96А. Побудована за результатами SNP-аналізу дендрограма філогенетичних зв’язків ліній кукурудзи сучасного генофонду, які використовуються в селекційних програмах в зоні Степу України, вказує на близькість інформації за педігрі і SNP-аналізу, але виявляє генетичну гетерогенність усередині плазми Ланкастер.
Ключові слова: молекулярно-генетичні маркери, кукурудза, зародкова плазма Ланкастер, лінія, однонуклеотидний поліморфізм ДНК.Посилання
Satarova T. M., Dziubetskyi B. V., Cherchel V. Yu., Borysova V. V., Tagantsova M. M. SNP-analysis in certification and identification of maize lines. Plant Varieties Studying and Protection. 2014. No 3. P. 4–9. doi: 10.21498/2518-1017.3(24).2014.55993
Richard C., Osiru D.S., Mwala M.S., Lubberstedt T. Genetic diversity and heterotic grouping of the core set of southern African and temperate maize (Zea mays L.) inbred lines using SNP markers. Maydica. 2016. Vol. 61(1):M3.
Simic D., Ledencan T., Jambrovic A. et al. SNP and SSR marker analysis and mapping of a maize population. Genetika. 2009. Vol. 41(3). P. 237–246.
Zhang X., Zhang H., Li L et al. Characterizing the population structure and genetic diversity of maize breeding germplasm in Southwest China using genomewide SNP markers. BMC Genomics. 2016. Vol. 17:697. doi: 10.1186/s12864-016-3041-3
Wu Y., Vicente F.S., Huang K. et al. Molecular characterization of CIMMYT maize inbred lines with genotyping by sequencing SNPs. Theor. Appl. Genet. 2016. Vol. 129(4). P. 753–765. doi: 10.1007/s00122-016-2664-8
Borysova V.V. Selektsiyni aspekty zastosuvannia SNP-analizu u kukurudzy : dys. kand. biol. nauk: 06.01.05. DU Instytut silskoho hospodarstva stepovoi zony NAAN Ukrainy, Dnipropetrovsk, 2015. 230 p.
Farfan I.D.B., De La Fuente G.N., Murray S.C. et al. Genome wide association study for drought, aflatoxin resistance, and important agronomic traits of maize hybrids in the Sub-Tropics. PLoS ONE. 2015. Vol. 10(2). P. 1–30. doi: 10.1371/journal.pone.0117737
Thirunavukkarasu N., Hossain F., Arora K. et al. Functional mechanisms of drought tolerance in subtropical maize (Zea mays L.) identified using genome-wide association mapping. BMC Genomics. 2014. Vol. 15 (1182).– P. 1–12. doi: 10.1186/1471-2164-15-1182
Sokolov V.M., Varenik B.F., Piliugin A.S., Guzhva D.V. Selektsionnaia otsenka elitnykh samoopylennykh liniy kukuruzy iz osnovnykh geterozisnykh grupp zarodyshevoy plazmy. Genetika, selektsiia i tekhnologiia vozdelyvaniia kukuruzy. Krasnodar: Maykop RIPO «Adygeia». 1999. P. 92–96.
Troyer A. F. Temperate corn background, behavior, and breeding. CRC Press, 2000. 468 p.
Mhoswa L., Derera J., Qwabe F.N.P., Musimwa T.R. Diversity and path coefficient analysis of Southern African maize hybrids. Chilean J. Agric. Res. 2016. Vol. 76 (2). P. 143–151. doi: 10.4067/S0718-58392016000200002
Nyombayire A., Derera J., Sibiya J. et al. Genetic diversity among maize inbred lines selected for the midaltitudes and highlands of Rwanda. Maydica. 2016. Vol. 61(2): M17.
Derkach K.V., Abraimova O.E., Satarova T.M. Regulation of in vitro morphogenesis in maize inbreds of the Lancaster group. Visn. Dnipropetr. Unìv. Ser. Biol. Ekol. 2016. Vol. 24(2). P. 253–257. doi: 10.15421/011631
Dziubetskyy B.V., Fedko M.M., Bodenko N.A.Otrymannia ta otsinka novykh inbrednykh liniy kukurudzy (Zea mays L.), sporidnenykh z henoplazmoiu Lancaster. Visnyk ahrarnoi nauky. 2015. No 1. P. 46–50.
Fan J.B., Gundersson K.L., Bibikova M. et al. Illumina universal bead arrays. Methods Enzymol. 2006. Vol. 410. P. 57–73. doi: 10.1016/S0076-6879(06)10003-8
illumina®. Access mode : http://www.illumina.com.
illuminaGolGate® Genotyping Assay for VeraCode® Manual Protocol Access mode: http://supportres.illumina.com/documents/myillumina/5cdc02d3-024d-43b5-b1aa8e22390fa5a/goldengate_gt_for_veracode_man_euc_11312755_reva.pdf
Venkatramana P.,Carlson C., Blackstad M. et al. Development and characterization of single nucleotide polymorphism (SNP) panel for markers-assisted backcrossing in corn. Abstracts from AOSA/SCST Meeting. 2012. Vol. 32(2). P. 153.
QIAMP DNA Mini and Blood Mini Handbook EN. Access mode: www.qiagen.com/resources
Weng J., Li B., Liu Ch. et al. A non-synonymous SNP within the isopentenyl trasferase 2 locus is associated with kernel weight in Chinese maize inbreds (Zea mays L.). BMC Plant Biol. 2013. Vol. 13. P. 1–11. doi: 10.1186/1471-2229-13-98
Lakin G. F. Biometriia. Moskva: Vysshaia shkola, 1990. 352 p.
Welham S.J., Gezan S.A., Clark S.J., Mead A. Statistical methods in biology: design and analysis of experiments and regression. Boca Raton: CRC Press, 2014. 608 p.
Lu Y., Yan J., Guimaraes C.T. et al. Molecular characterization of global maize breeding germplasm based on genome-wide single nucleotide polymorphisms. Theor. Appl. Genet. 2009. Vol. 120. P. 93–115. doi: 10.1007/s00122-009-1162-7
Sivolap Yu. M., Kozhukhova N. E., Kalendar R. N. Variabelnost i spetsifichnost genomov selskokhoziaystvennykh rasteniy. Odessa: Astroprint, 2011. 336 p.
