Молекулярная оценка генетической однородности линий льна методом SSR-анализа

Проблема генетической однородности сортов сельскохозяйственных растительных культур является одной из ключевых в области сельскохозяйственной биологии, и ее значимость в аграрном секторе экономики постоянно возрастает. Однородность генотипических и фенотипических характеристик растений в пределах сорта позволяет сохранять его уникальные свойства из поколения в поколение. Однако из-за влияния множества факторов от естественного мутагенеза, дрейфа генов, переопыления и нарушений технологий семеноводства чистота сорта может значительно снижаться. Внедрение технологий молекулярно-генетического маркирования в селекционно-семеноводческую практику будет способствовать эффективной и быстрой оценке генетической однородности сортов.

Цель данной работы — оценка генетической однородности линий льна с применением различных комплексов SSR-маркеров.

Объектами исследования стали 4 линии льна, каждая была представлена 16 образцами. Выделение геномной ДНК из листьев растений проводили с использованием модифицированного CTAB-метода. В работе были использованы SSR-маркерные комплексы отечественной и зарубежной разработки. После проведения ПЦР с каждой линейкой SSR-маркеров был выполнен фрагментный анализ, на основании которого проведены оценка и сравнение генетической однородности исследованных линий льна. Анализ данных показал, что все исследованные линии в разной степени неоднородны по составу, при этом наиболее вариативной оказалась линия М-326, а наименее — П-268. Оба использованных маркерных комплекса показали высокую информативность и комплементарность получаемых данных. По результатам работы определены наиболее перспективные SSR-маркеры, дальнейшее использование которых обеспечит наилучшие результаты и точность в интерпретации данных. 

1. Базанов Т.А., Ущаповский И.В., Логинова Н.Н., Смирнова Е.В., Михайлова П.Д. Использование SSR-маркеров для определения генетической однородности сортов технических и масличных культур. Технические культуры. 2023; 3(4): 3‒16.https://doi.org/10.54016/SVITOK.2023.27.37.001

2. Hoque A., Fiedler J.D., Rahman M. Genetic diversity analysis of aflax (Linum usitatissimum L.) global collection. BMC Genomics. 2020;21: 557.https://doi.org/10.1186/s12864-020-06922-2

3. Markulin L. et al. On “The Most Useful” Oleaginous Seeds: Linumusitatissimum L., A Genomic View with Emphasis on Important FlaxSeed Storage Compounds. Tombuloglu H., Unver T., Tombuloglu G.,Hakeem K.R. (eds.). Oil Crop Genomics. Cham: Springer. 2021;135–157.https://doi.org/10.1007/978-3-030-70420-9_8

4. Симагин А.Д., Ханбабаева О.Е., Голиванов Я.Ю., Захарова С.А. Биологические особенности цветения и опыления у льна обыкновенного (Linum usitatissimum L.). Международный научно-исследовательский журнал. 2023; (6).https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.132.54

5. Gulla B., Jadhav V., Dudhare M.S. Assessment of genetic diversityand physiochemical analysis of linseed (Linum usitatissimum L.)genotypes. The Pharma Innovation Journal. 2021; 10(2): 328‒331.

6. Янышина А.А. Cортовая идентификация партий семян льна долгунца в первичном семеноводстве научно-исследовательских учреждений Российской Федерации. Аграрная наука. 2022; (7‒8):157‒161.https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-361-7-8-157-161

7. Paliwal S. et al. Molecular Advances to Combat DifferentBiotic and Abiotic Stresses in Linseed (Linum usitatissimum L.):A Comprehensive Review. Genes. 2023; 14(7): 1461.https://doi.org/10.3390/genes14071461

8. Pasquali E., Palumbo F., Barcaccia G. Assessment of the GeneticDistinctiveness and Uniformity of Pre-Basic Seed Stocks of ItalianRyegrass Varieties. Genes. 2022; 13(11): 2097.https://doi.org/10.3390/genes13112097

9. Koçak M.Z., Kumlay A.M., Alma M.H. Morphological and molecularcharacterization of flax (Linum usitatissimum L.) accessions obtainedfrom different locations in Turkey. Genetic Resources and CropEvolution. 2023; 70(8): 2235‒2261.https://doi.org/10.1007/s10722-023-01589-6

10. Bharathi Y., Prabhavathi K. A review on genetic purity assessmentof seeds using molecular markers. Environment and Ecology. 2022;40(4B): 2359‒2363.

11. Chen C., Liu Y. Genetic diversity and distinctness of flax (Linumusitatissimum L.) based on morphological and simple sequencerepeat (SSR) markers. Genetic Resources and Crop Evolution. 2024;71(8): 4763‒4777.https://doi.org/10.1007/s10722-024-01933-4

12. Zhernova D.A. et al. History and prospects of flax genetic markers.Frontiers in Plant Science. 2024; 15: 1495069.https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1495069

13. Azeem A., Hafeez A., Ul-Allah S. Molecular Breeding for CropPlants: Improvement and Practices. Husen A. (ed.). Agricultural CropImprovement. Boca Raton: CRC Press. 2025; 64‒74.https://doi.org/10.1201/9781032630366-5

14. Sinha S., Singh R.S., Kumar A., Kesari R., Kumari A., Singh P.K.Molecular Markers and Their Applications in Marker-AssistedSelection in Industrial Crops. Kumar N. (ed.). Industrial CropsImprovement. Biotechnological Approaches for SustainableAgricultural Development. Cham: Springer. 2025; 79–96.https://doi.org/10.1007/978-3-031-75937-6_5

15. Li P., Moumen I., Cloutier S., You F.M. Flax Genomic Resourcesand Databases. You F.M., Fofana B. (eds.). The Flax Genome. Cham:Springer. 2023; 273–294.https://doi.org/10.1007/978-3-031-16061-5_13

16. Nair R.J., Pandey M.K. Role of Molecular Markers in CropBreeding: A Review. Agricultural Reviews. 2024; 45(1): 52–59.https://doi.org/10.18805/ag.R-2322

17. Doyle J.J., Doyle J.L. A rapid DNA isolation procedure for smallquantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin. 1987; 19(1):11–15.

18. Qi Y. et al. Genetic analysis and identification of major locusand candidate genes linked to thousand-seed weight in flax (Linumusitatissimum). Industrial Crops and Products. 2025; 230: 121006.https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121006

19. Базанов Т.А., Ущаповский И.В., Логинова Н.Н., Смирнова Е.В., Михайлова П.Д. Молекулярно-генетическое разнообразие сортов льна (Linum usitatissimum L.), представленных в Госреестре селекционных достижений Российской Федерации. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2023; 184(1): 163–176.https://doi.org/10.30901/2227-8834-2023-1-163-176

20. Богдан В.З., Лемеш В.А., Богданова М.В., Богдан Т.М.,Литарная М.А. Генетическая паспортизация новых сортов льна-долгунца белорусской селекции с использованием молекулярных маркеров. Земледелие и растениеводство. 2021; (6): 48–52.

21. Peakall R., Smouse P.E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel.Population genetic software for teaching and research. MolecularEcology Notes. 2006; 6(1): 288‒295.https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x