Preview

Аграрная наука

Расширенный поиск

Анализ индивидуальной изменчивости сортообразцов конопли посевной (Cannabis sativa L.) с использованием SSR и SCAR маркеров

https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-342-10-68-72

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Возрождение коноплеводства, отмечаемое во многих странах, предъявляет высокие требования к эффективности селекционно-генетических работ и новым сортам конопли посевной. Генетическое разнообразие сортов конопли по хозяйственно ценным признакам достаточно ограничено, а  законодательные требования к содержанию каннабиноидов в растении усложняют селекционный процесс. Применение различных ДНК-маркеров может оказать существенную поддержку в эффективной и безопасной селекции, анализе  генетического полиморфизма и внутрисортовой чистоты. Целью данной работы стало изучение генетического разнообразия ряда современных российских сортов  конопли посевной с использованием двух типов ДНК-маркеров.

Материалы и методы. Объектом исследования стали восемь сортов однодомной конопли среднерусского типа, включенных в Государственный реестр  сельскохозяйственных достижений, допущенных к использованию, различного  селекционного происхождения. Каждый сорт был представлен восемью  индивидуальными растениями. Для изучения генетического полиморфизма использовался метод ПЦР с применением набора из десяти SSR-маркеров, с последующей детекцией продуктов на генетическом анализаторе. Для определения каннабиноидного хемотипа сортов применялся специфичный SCAR-маркер, продукты амплификации которого детектировались с помощью электрофореза.

Результаты. В изучаемой выборке было определено 70 аллелей, при этом каждый  индивидуальный образец содержал свойственный только ему набор аллелей. Применение SCAR-маркера позволило определить принадлежность большинства образцов к безопасному хемотипу, а также выделить несколько образцов промежуточного хемотипа. Это позволяет осуществлять точное генотипирование любых образцов технической конопли с целью выявления гетерогенности семенного материала и безопасного проведения селекционных процессов. Кластерный анализ с построением дендрограммы генетического подобия показал, что, несмотря на генетическую индивидуальность каждого растения, они однозначно группируются
согласно сортовой принадлежности, характеризуясь по оригинатору и родственным  связям.

Об авторах

Т. А. Базанов
ФГБНУ Федеральный научный центр лубяных культур
Россия

кандидат химических наук

170041, Россия, г. Тверь, Комсомольский проспект, 17/56



И. В. Ущаповский
ФГБНУ Федеральный научный центр лубяных культур
Россия

кандидат биологических наук, заместитель директора по науке, заведующий лаборатории

170041, Россия, г. Тверь, Комсомольский проспект, 17/56



Н. Н. Логинова
ФГБНУ Федеральный научный центр лубяных культур
Россия

научный сотрудник

170041, Россия, г. Тверь, Комсомольский проспект, 17/56



Е. В. Смирнова
ФГБНУ Федеральный научный центр лубяных культур
Россия

младший научный сотрудник

170041, Россия, г. Тверь, Комсомольский проспект, 17/56



П. Д. Михайлова
ФГБНУ Федеральный научный центр лубяных культур
Россия

младший научный сотрудник

170041, Россия, г. Тверь, Комсомольский проспект, 17/56



Список литературы

1. Small E. (2017) Classification of Cannabis sativa L. in Relation to Agricultural, Biotechnological, Medical and Recreational Utilization. In: Chandra S., Lata H., ElSohly M. (eds) Cannabis sativa L. — Botany and Biotechnology. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-54564-6_1

2. Серков В.А., Климова Л.В., Данилов М.В. Формирование перспективного селекционного материала для создания безнаркотических сортов конопли посевной. Нива Поволжья. 2018;3(48):62-67.

3. Григорьев С.В. Новые источники селекционно значимых признаков конопли из коллекции ВИР. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2018;179(4):50-57. DOI: 10.30901/2227-8834-2018-4-50-57

4. Ущаповский И.В., Лемеш В.А., Богданова М.В., Гузенко Е.В. Особенности селекции и перспективы применения молекулярно-генетических методов в генетико-селекционных исследованиях льна (Linum usitatissimum L.). Сельскохозяйственная биология. 2016;51(5):602-616. DOI: 10.15389/agrobiology.2016.5.602rus

5. Alghanim H.J., Almirall J.R. Development of microsatellite markers in Cannabis sativa for DNA typing and genetic relatedness analyses. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2003;376(8):1225–1233. DOI: 10.1007/S00216-003-1984-0

6. Pacifico D., Miselli F., Carboni A., Moschella A., Mandolino G. Time course of cannabinoid accumulation and chemotype development during the growth of Cannabis sativa L. Euphytica. 2008;160(2):231–240. DOI: 10.1007/s10681-007-9543-y

7. Small E., Beckstead H.D. Common cannabinoid phenotypes in 350 stocks of Cannabis. Lloydia. 1973;36(2):144–165.

8. Fournier G. Les chemiotypes du chanvre (Cannabis sativa L.) Interet pour un programme de selection. Agronomie. 1981;1(8):679–688. [in French] DOI: 10.1051/agro:19810809.

9. Kojoma M., Seki H., Yoshida S., Muranaka T.. DNA polymorphisms in the tetrahydrocannabinolic acid (THCA) synthase gene in “drug-type” and “fiber-type” Cannabis sativa L. Forensic Sci Int. 2006 Jun 2;159(2-3):132-40. doi: 10.1016/j.forsciint.2005.07.005

10. Pacifico D., Miselli F., Micheler M., Carboni A., Ranalli P., Mandolino G. Genetics and marker–assisted selection of the chemotype in Cannabis sativa L. Mol Breeding. 2006;17(3):257–268. DOI: 10.1007/s11032-005-5681-x.

11. Köhnemann S., Nedele J., Schwotzer D., Morzfeld J., Pfeiffer H. The validation of a 15 STR multiplex PCR for Cannabis species. International Journal of Legal Medicine. 2012;126(4):601–606. DOI: 10.1007/s00414-012-0706-6.

12. Presinszka M., Stiasna K., Vyhnanek T., Trojan V., Mrkvicova E., Hrivna L. et al. Analysis of microsatellite markers in hemp (Cannabis sativa L.). International Ph.D. Students Conference on MendelNet; 2015 November; At Fac Agron, Brno, Czech Republic; 2015. p.434–438. Available from: https://www.researchgate.net/publication/283715201 [accessed Sep 09, 2020].

13. Nei M. Analysis of gene diversity in subdivided populations. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1973;70(12):3321-3323.DOI: 10.1073/pnas.70.12.3321.

14. Welling M.T., Liu L., Shapter T., Raymond C.A., King G. Characterisation of cannabinoid composition in a diverse Cannabis sativa L. germplasm collection. Euphytica. 2016;208(3):463–475. DOI: 10.1007/s10681-015-1585-y.

15. Saitou N., Nei M. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Molecular biology and evolution. 1987;(44):406-425.


Для цитирования:


Базанов Т.А., Ущаповский И.В., Логинова Н.Н., Смирнова Е.В., Михайлова П.Д. Анализ индивидуальной изменчивости сортообразцов конопли посевной (Cannabis sativa L.) с использованием SSR и SCAR маркеров. Аграрная наука. 2020;(10):68-72. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-342-10-68-72

For citation:


Bazanov T.A., Uschapovsky I.V., Loginova N.N., Smirnova E.V., Mikhailova P.D. Analysis of the individual variability of hemp (Cannabis sativa L.) cultivars using SSR and SCAR markers. Agrarian science. 2020;(10):68-72. (In Russ.) https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-342-10-68-72

Просмотров: 151


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0869-8155 (Print)
ISSN 2686-701X (Online)