Введение к работе
Актуальность проблемы. Основным методом повышения продуктивности и качества картофеля, наряду с разработкой и соблюдением сортовой агротехники, является создание новых сортов. Основой традиционной селекции является гибридизация, включающая рациональный подбор родительских пар и отбор. В селекции картофеля в виду его автополиплоидности для получения новых линий наряду с гибридизацией используют самоопыление (инбридинг). Самоопыление позволяет создавать новые ценные формы, в том числе и гомозиготные, что важно для гибридной селекции. Кроме того, включение в селекционный процесс гомозиготных по отдельным селекционно-ценным признакам линий расширяет возможности синтетической селекции, позволяя при этом существенно сократить объем исследуемой популяции и использовать явление гетерозиса.
Успех работы во многом зависит от степени гетерозиготности сорта, прежде всего по хозяйственно-ценным признакам. В то же время генетика признаков у автополиплоидов, к которым относится картофель, очень сложна. Развитие молекулярно-генетических маркеров открывает новые возможности исследования генетики полиплоидов. SSR-маркеры, являясь ко доминантными молекулярно-генетическими маркерами, представляют особый интерес для решения такой задачи. Важным условием для выполнения задач генетического анализа является контроль опыления. Биологическая особенность картофеля -самоопыление позволяет использовать эту культуру для постановки и решения задачи по наследованию признаков у автополиплоидов (автотетраплоидов).
Сочетание анализа морфологических признаков и молекулярно-генетических маркеров является необходимым инструментом выполнения генотипирования при решении фундаментальных задач генетики автотетраплоидов, для паспортизации сортообразцов, выявления уровня гетерозиготности сорта (сортообразца) с целью применения в селекционной работе с картофелем.
Цель и задачи работы.
Цель - изучить возможность использования SSR-маркеров для генотипирования автотетраплоидов и дать селекционно-генетическую оценку сортам, сортообразцам и селекционным линиям картофеля по ряду хозяйственно-ценных признаков.
В соответствии с целью поставлены следующие задачи:
провести подбор и оценку SSR-маркеров для анализа сортов картофеля;
провести генетическую паспортизацию изучаемых сортов картофеля с использованием подобранных SSR-маркеров;
изучить проявление SSR-маркеров в потомстве її сорта Чародей и установить его генотип по изучаемым SSR-маркерам;
провести оценку и отбор перспективных селекционных линий по ряду хозяйственно-ценных признаков.
Научная новизна. Подобран набор 7 SSR-маркеров, отличающихся единичной локализацией в разных группах сцепления, позволяющий проводить идентификацию сортов картофеля. Для каждого сортообразца получены индивидуальные SSR-спектры, которые могут использованы при паспортизации сортов.
Впервые с помощью SSR-маркеров проведен анализ наследования SSR-локусов у тетраплоида на потомстве от самоопыления сорта картофеля Чародей и показано, что наличие в спектре сорта 1 фрагмента продуктов ПЦР (1 аллеля) не приводит к расщеплению в потомстве от самоопыления и соответствует 1 генотипу по данному локусу, наличие 2 или 3 фрагментов (2 или 3 аллелей соответственно) возможны 3 генотипа, наличие 4-х аллелей соответствует 1 генотипу. Генетический анализ с помощью критерия %2 позволил установить генотип сорта Чародей по 5 SSR-локусам: STM1106 - Н160, Н160, Н160, Н160; STM0037 - А75, А75, А75, А75; STM2013 - Е170, Е170, Е150, Е150; STM0030 - К170, К150, К110, К110; STM0019 - 1215, 1ш, 1ц5, 195. Для трех локусов - STM1104, STM3012, STM3023, предложены вероятные генотипы.
Практическая значимость. Полученные результаты SSR-маркирирования сортообразцов картофеля могут быть использованы для паспортизации сортов.
Результаты наследования микросателлитных локусов могут быть использованы в учебном процессе при изучении генетики автотетраплоидов.
Селекционные образцы картофеля, полученные от самоопыления сорта Чародей и характеризующиеся ценными признаками могут быть рекомендованы в качестве исходного материала в селекционном процессе.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на научной
конференции молодых ученых и специалистов РГАУ-МСХА имени К.А.
Тимирязева, 2006 г. (г. Москва); международной конференции «Научное
наследие Н.И. Вавилова - фундамент развития отечественного и мирового
сельского хозяйства», 27-28 ноября 2007 г. (г. Москва); международной
научно-практической конференции «Проблемы современного
картофелеводства», 15-17 июля 2008 г. (пос. Самохваловичи, Беларусь); международной научной школе-конференции молодых ученых «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях», 7-12 декабря 2008 г. (г. Звенигород); научной конференции «Молекулярно-генетические подходы в таксономии и экологии», 25-29 марта 2013 г. (г. Ростов-на-Дону).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ, из них 1 в рецензируемом журнале, входящем в перечень научных изданий, рекомендованных ВАК РФ и 4 в сборниках статей материалов конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 125 печатных страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, изложения результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, включающего 183 наименования. Работа содержит 21 таблицу и 18 рисунков.
