Генетика, 2019, T. 55, № 11, стр. 1288-1297

Генетическое разнообразие местных и стародавних сортов яблони (Malus × domestica Borkh.) из коллекции ВИР по данным AFLP-анализа

А. В. Шлявас 1*, А. А. Трифонова 2, Л. В. Дедова 2, К. В. Борис 2, А. М. Кудрявцев 2

1 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
190121 Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44, Россия

2 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук
119991 Москва, ул. Губкина, 3, Россия

* E-mail: ann2668@yandex.ru

Поступила в редакцию 08.04.2019
После доработки 17.06.2019
Принята к публикации 24.06.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

Впервые методом AFLP-маркирования проведена оценка генетического разнообразия 123 образцов яблони из коллекции научно-производственной базы “Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР”, включая образцы сортов народной селекции, советской селекции, коммерческие отечественные и зарубежные сорта. Всего было получено 355 фрагментов, 319 из которых были полиморфными (89.86%), при этом каждый из образцов имел уникальный набор AFLP-фрагментов. Уровень разнообразия современных коммерческих сортов был ниже (74.11%, Не = 0.202, I = 0.302) по сравнению с сортами народной селекции (89.20%, Не = 0.238, I = 0.366). Показан широкий диапазон генетических различий между изученными образцами (0.99–0.63). Статистический анализ полученных данных позволил разделить образцы изученной выборки на две группы. Первая группа включает большую часть проанализированных сортов народной селекции, при этом не выявлено четкой дифференциации данных сортов по происхождению. Ко второй группе относятся современные коммерческие отечественные и зарубежные сорта яблони, сорта советской селекции и некоторые сорта народной селекции.

Ключевые слова: яблоня, сорта народной селекции, AFLP-анализ, генетические ресурсы.

Яблоня (Malus × domestica Borkh.) – важнейшая коммерческая плодовая культура умеренных широт. По разным оценкам, в мире существует от 7500 до 20 000 сортов яблони, из них в промышленном садоводстве широко культивируется не более 20 сортов [1, 2]. Такое распространение небольшого набора промышленных сортов приводит к вытеснению местных и стародавних сортов, а иногда и их утрате, соответственно теряются отдельные гены и комбинации генов, характерные, например, для адаптированных к местным условиям сортов, приводя к потере генетического разнообразия [3].

Генетические ресурсы культурных растений и их диких родичей являются одной из важнейших составляющих растительного биологического разнообразия, так как имеют потенциальную ценность для производства продуктов питания и устойчивого развития экологически безопасного сельского хозяйства. В настоящее время большинство стран мира, понимая стратегическую важность генетических ресурсов растений, разработали и реализуют национальные программы по их сохранению и использованию [4]. Ключевое место в решении задач стратегии сохранения генетических ресурсов растений занимают национальные генбанки, одной из основных функций которых является сохранение генетических ресурсов в условиях ex situ. В нашей стране такой организацией является Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР), который в настоящее время стал не только национальным, но и признанным мировым центром сохранения и изучения растительного разнообразия [5].

ВИР является держателем крупнейшей в России коллекции генетических ресурсов яблони, включающей более 3800 сорто- и видообразцов, сохраняемых в полевых генных банках шести филиалов института, которые расположены в различных эколого-географических зонах России. В условиях Северо-Западного региона на научно-производственной базе “Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР” в коллекционных садах сохраняется и изучается более 500 сортообразцов яблони, из них более 100 образцов русской и европейской народной селекции: стародавние сорта – широко культивируемые в России и мире, и местные сорта – локально выращиваемые садоводами только в определенных регионах страны. Образцы яблони народной селекции, представленные в коллекции, сочетают в себе долговечность, высокую адаптивность и пластичность к условиям северо-запада России, а также устойчивость к болезням и вредителям [6].

Для изучения, оценки, помологической характеристики и идентификации сортов яблони отечественными и зарубежными исследователями и селекционерами были разработаны дескрипторы [79]. Но работа с ними порой затруднена из-за полигенности многих фенотипических признаков и их зависимости от условий окружающей среды, а также из-за значительного количества времени и трудозатрат требующихся при изучении больших коллекций. Сегодня для исследования разнообразия коллекций генбанков и идентификации и паспортизации образцов широко используются молекулярные маркеры (ДНК-маркеры). Одним из эффективных методов, применяемых для решения задач молекулярной характеристики видового и сортового полиморфизма, является метод мультилокусного AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism)-маркирования. Данный метод ранее был использован для сортовой идентификации яблони [10], создания генетических карт сцепления двух сортов яблони [11], а также, в комбинации с другими методами, применялся для картирования генов устойчивости яблони к тле и парше [1214]. AFLP-анализ был успешно использован для изучения генетического разнообразия дикорастущих представителей рода Malus Mill. из коллекции ВИР [15].

В настоящее время у сортообразцов яблони народной селекции из коллекции ВИР достаточно хорошо изучены морфологические и физиологические особенности, биохимический состав, полевая устойчивость к основным болезням и вредителям, однако молекулярно-генетические исследования образцов коллекции ранее не проводились. Поэтому целью данной работы стало изучение генетического разнообразия стародавних и местных сортов яблони из коллекции научно-производственной базы “Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР” с помощью AFLP-анализа.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для проведения исследований были отобраны 106 образцов яблони из коллекции научно-производственной базы “Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР”: 100 сортов народной селекции и шесть советской селекции (табл. 1, № 1–106), а также 17 современных промышленных российских и зарубежных сортов (табл. 1, № 107–123) из коллекции ВИР и ФНЦ им. И.В. Мичурина.

Таблица 1.  

Образцы сортов яблони, использованные в работе


п/п
Название образца Номер каталога ВИР Происхождение
Сорта народной и советской селекции
1 Абрикосовое Мазюка к-43438 Местный сорт Ленинградской обл.
2 Ананас Бержаницкого к-11725 Литовский стародавний сорт
3 Анис Серый к-43 Стародавний русский сорт
4 Анис Шацкий к-15358 »
5 Анисовка к-47 Местный сорт Вологодской обл.
6 Антоновка Краснобочка к-66 Стародавний русский сорт
7 Антоновка Монастырская к-68 »
8 Антоновка Обыкновенная к-74 »
9 Антоновка Обыкновенная к-21190 »
10 Антоновка Обыкновенная к-711 »
11 Антоновка Ржавая к-31709 »
12 Аркад Зимний к-15376 »
13 Аркад Красный к-31708 »
14 Аркад Летний Желтый к-140 »
15 Ахлебина Позднее к-25247 Местный сорт Калужской обл.
16 Бабушкино к-23954 Стародавний русский сорт
17 Белое Осеннее от Рыжего к-23976 Местный сорт Гродненской обл.
18 Налив Белый к-1011 Стародавний русский сорт
19 Бель Чернышевская к-25211 »
20 Березовка от Исакова к-24476 Местный сорт Смоленской обл.
21 Боровинка к-276 Стародавний русский сорт
22 Боровинка Акуловская к-38174 Местный поволжский сорт
23 Боровинка Иванцовская к-24781 Местный сорт Нижегородской обл.
24 Боровинка Могучая к-25230 Местный сорт Калужской обл.
25 Буховка к-38211 Стародавний русский сорт
26 Варгуль к-350 »
27 Винное к-375 »
28 Восковое Превосходное к-20343 Местный эстонский сорт
29 Восковое Степина к-31711 Местный сорт Калужской обл.
30 Выдубецкая Плакучая к-31722 Местный украинский сорт
31 Гибернал к-23956 Стародавний русский сорт
32 Голубок Крюгера к-12247 Местный эстонский сорт
33 Гравенштейнское Русское к-444 Западноевропейский сорт
34 Грушовка Гребницкого к-20284 Местный эстонский сорт
35 Грушовка Зимняя к-462 Грушовка Московская × Кронсельское Прозрачное (СССР)
36 Грушовка Московская к-464 Стародавний русский сорт
37 Грушовка Ревельская к-10128 Местный эстонский сорт
38 Грушовка Юдичева к-24484 Местный сорт Смоленской обл.
39 Делюкинское к-24470 »
40 Дынное к-566 Стародавний русский сорт
41 Зеленое Княжеское к-25259 Местный поволжский сорт
42 Зимнее от Бердашкевича к-25234 Местный белорусский сорт
43 Зимнее Сикоры к-23968 Получен от И.П. Сикоры (БССР)
44 Зимнее Учхозовское к-23975 Местный белорусский сорт
45 Кальвиль Белый Летний к-658 Стародавний русский сорт
46 Кальвиль Оранжевый к-10134 Местный сорт Псковской обл.
47 Кармазинка к-729 Стародавний русский сорт
48 Китайка Санинская к-9090 Местный поволжский сорт
49 Коричное Ананасное к-29 Стародавний русский сорт
50 Коричное Белое к-25257 Местный сорт Калужской обл.
51 Коричное Полосатое к-805 Стародавний русский сорт
52 Коробовка к-811 »
53 Коробовка Новая к-31726 Местный сорт Калужской обл.
54 Королевское к-21188 Местный сорт Тверской обл.
55 Лавиа к-21179 Местный финский сорт
56 Лайзанское Зимнее к-20333 Местный латвийский сорт
57 Лесное Отти к-10112 Местный эстонский сорт
58 Летнее Раннее к-25222 Местный сорт Брянской обл.
59 Летнее Сладкое к-23964 Получен от И.П. Сикоры (БССР)
60 Лимонное к-895 Западноевропейский сорт
61 Лимоновка к-24782 Местный сорт Нижегородской обл.
62 Литовское Сахарное к-15391 Местный литовский сорт
63 Майское от Рыжего к-23973 Местный сорт Гродненской обл.
64 Малиновка к-23971 Стародавний русский сорт
65 Мамутовское к-15354 »
66 Медовое от Веревкина к-20275 Местный сорт Калининградской обл.
67 Местное Лежкое к-20281 »
68 Налив Дымчатый к-24773 Местный сорт Нижегородской обл.
69 Наливное Янтарное к-1025 »
70 Новгородчина к-25217 Местный сорт Орловской обл.
71 Овечий Носик к-22562 Сеянец неизвестного крупноплодного сорта (СССР)
72 Осеннее Алое к-21191 McIntosh × Бабушкино (СССР)
73 Осеннее Полосатое к-1083 Стародавний прибалтийский сорт
74 Осенний Квас к-25255 Местный сорт Калужской обл.
75 Пайдесское Зимнее к-1112 Местный эстонский сорт
76 Папировка к-38223 Стародавний прибалтийский сорт
77 Пеструшка к-24774 Местный сорт Нижегородской обл.
78 Плодовитка Ранняя к-1216 Стародавний русский сорт
79 Понявинское к-1233 »
80 Пудовка к-10140 Местный сорт Псковской обл.
81 Путивка к-25233 Стародавний украинский сорт
82 Пыльтсамааское Зимнее к-20309 Стародавний эстонский сорт
83 Ранняя Пыталова к-25254 Местный сорт Псковской обл.
84 Расписное к-10126 »
85 Розовка к-21194 »
86 Розовка от Рыжего к-23972 »
87 Северный Великан к-1503 Местный сорт Ленинградской обл.
88 Сеянец Ребристого к-23970 Местный сорт Гродненской обл.
89 Сеянец Требу к-433 Стародавний прибалтийский сорт
90 Скрыжапель (клон) к-15393 Стародавний русский сорт
91 Сладкое Зимнее к-21195 Местный сорт Псковской обл.
92 Сливочное к-1573 Стародавний русский сорт
93 Суйслепское к-1626 Стародавний прибалтийский сорт
94 Тальве Наудинг к-38194 Akero × Streifling Herbst (ЭССР)
95 Теллисааре к-1654 Стародавний эстонский сорт
96 Терентьевка к-12309 Стародавний русский сорт
97 Титовка к-1667 »
98 Титовка клон к-21196 »
99 Тюшкинское Красное к-10133 Местный сорт Псковской обл.
100 Федоровское к-24489 Местный сорт Тверской обл.
101 Черное Дерево к-1766 Стародавний русский сорт
102 Чулановка к-1774 »
103 Шелковка к-1809 »
104 Штрейфлинг Красный к-25196 Западноевропейский сорт
105 Яблоня Добрыничева к-24487 Местный сорт Тверской обл.
106 Ялкарнан Кеса к-20311 Местный эстонский сорт
Промышленные современные сорта
107 Былина Прима × Бессемянка Мичуринская (Россия)
108 Благовест Прима × Бессемянка Мичуринская (Россия)
109 Курнаковское 814 × ПА-29-1-1-63 (Россия)
110 Рождественское Wealthy × ВМ41497 (Россия)
111 Свежесть Антоновка Краснобочка × PR12T67 (Россия)
112 Скала Прима × Бессемянка Мичуринская (Россия)
113 Строевское Сеянец 814 от свободного опыления (Россия)
114 Успенское Прима × Бессемянка Мичуринская (Россия)
115 Флагман Богатырь × Скала (Россия)
116 Braeburn Сеянец Lady Hamilton от свободного опыления (Новая Зеландия)
117 Fireside McIntosh × Longfield (США)
118 Florina к-40694 612-1 × Jonathan (Франция)
119 Gala к-40702 Kidd’s Orange Red × Golden Delicious (Новая Зеландия)
120 Golden Delicious к-40769 Происхождение неизвестно (США)
121 Granny Smith к-43504 Возможно сеянец французского креба (Австралия)
122 Haralson Malinda × Wealthy (США)
123 Spartan McIntosh × Yellow Newtown (Канада)

ДНК выделяли из свежих молодых листьев с использованием набора ZR Plant/Seed DNA Mini Prep (Zymo Research) согласно инструкции производителя.

AFLP-анализ проводили по стандартной методике [16]. Для рестрикции геномной ДНК использовали эндонуклеазы EcoRI и MseI (NEB). Для первого раунда амплификации была использована комбинация праймеров EcoRI-A и MseІ-C, для второго – две комбинации праймеров EcoRI-ATG/MseI-CAT и EcoRI-ATG/MseI-CTA. Полимеразную цепную реакцию проводили с использованием наборов реактивов производства “Диалат-ЛТД”, в термоциклере GeneAmp PCR System 9700 (Applied Biosystems). Продукты реакции амплификации разделяли электрофорезом в 6%-ном полиакриламидном геле в 1× TBE буфере в камере Sequi-Gen® GT Sequencing Cell (BioRad), с последующим окрашиванием нитратом серебра по методу Н. Benbouza и соавт. [17].

Наличие или отсутствие продуктов амплификации отмечали визуально, учитывали только четко воспроизводимые фрагменты, результаты заносили в бинарную матрицу (1/0) в программе Microsoft Excel. Доля полиморфных фрагментов определялась как отношение числа полиморфных фрагментов к их общему числу, выраженная в процентах. Показатели ожидаемой гетерозиготности (Не) и индекса Шеннона (I) были рассчитаны с помощью программы GenAlEx6.41 [18]. Расчет коэффициента генетического сходства Дайса (Dice coefficient) между образцами и многомерный анализ по двум главным координатам (PCO – Principal coordinates analysis) были проведены с использованием программы PAST 3.16 [19]. Анализ генетической структуры коллекции выполнен в программе STRUCTURE 2.3 [20] со следующими параметрами: математическая модель генетического смешения (admixture) и скоррелированности частот встречаемости аллелей (т.к. все проанализированные образцы принадлежали к одному виду); количество тестируемых кластеров (K) от 1 до 15, каждый с пятью повторностями; отжиг (burn-in) – 300 000 шагов, суммарное количество шагов марковских цепей (Markov Chain Monte Carlo, MCMC) – 1 000 000. Выбор оптимального количества кластеров, на которые разделяются изучаемые образцы, осуществлялся с помощью сервиса Structure Harvester (http://taylor0.biology.ucla.edu/structureHarvester/) методом deltaK.

РЕЗУЛЬТАТЫ

AFLP-анализ 123 образцов яблони позволил выявить 355 фрагментов, 319 (89.86%) из которых были полиморфными. Показатель ожидаемой гетерозиготности (He) составил 0.243 ± 0.010, а индекс Шеннона (I) – 0.373 ± 0.13. Сорта яблони народной селекции отличались большим генетическим разнообразием (доля полиморфных фрагментов составила 89.20%, Не = 0.238 ± 0.010, I = 0.366 ± 0.13) по сравнению с изученными современными промышленными отечественными и зарубежными сортами яблони (доля полиморфных фрагментов составила 74.11%, Не = 0.202 ± 0.011, I = 0.302 ± 0.15). Каждый из проанализированных образцов отличался уникальным AFLP-спектром, а у сортов Ялкарнан Кеса и Антоновка Обыкновенная к-711 были идентифицированы образецспецифичные фрагменты.

С помощью программы PAST 3.16 были установлены коэффициенты генетического сходства Дайса между парами образцов. Максимальное значение данного показателя составило 0.99 между образцами Антоновки Обыкновенной к-74 и к-21190. Так же высокий уровень сходства (0.95) наблюдался между сортообразцами Антоновка Монастырская и Антоновка Обыкновенная к-74. Среди других образцов наиболее генетически сходны Кальвиль Белый Летний и Медовое от Веревкина (0.91), а также Ананас Бержаницкого и Малиновка, Аркад Зимний и Пудовка, Пеструшка и Терентьевка (0.90). Минимальный уровень сходства наблюдался между сортами Пеструшка и Зимнее от Бердашкевича, Винное и Антоновка Обыкновенная к-711 (0.63), а также Литовское Сахарное и Антоновка Обыкновенная к-711 (0.64). Среднее значение коэффициента сходства Дайса для изученной выборки составило 0.77. Уровень генетических различий современных промышленных сортов оказался меньше (коэффициент сходства варьировал от 0.72 между сортами Golden Delicious и Былина, до 0.91 между сортами Былина и Благовест, а также Строевское и Курнаковское, при среднем значении 0.79).

На основании коэффициентов генетического сходства Дайса был проведен анализ методом главных координат (PCO) (рис. 1). Все изучаемые современные промышленные сорта яблони расположены в правой части графика. Рядом с группой современных сортов находятся сорта советской селекции, а также некоторые местные и стародавние сорта: прибалтийские (Грушовка Гребницкого, Местное Лежкое, Сеянец Требу, Суйслепское, Теллисааре, Ялкарнан Кеса), западноевропейский сорт Штрейфлинг Красный, местный сорт Гродненской области Сеянец Ребристого и несколько отечественных сортов народной селекции (Абрикосовое Мазюка, Северный Великан, Сладкое Зимнее, Сливочное, Титовка, Титовка клон, Тюшкинское Красное, Федоровское). Остальные изученные сорта народной селекции (как отечественные, так и зарубежные) располагаются преимущественно в левой и центральной частях графика, и четкой дифференциации образцов по происхождению не наблюдается. Несколько обособленное положение занимают сортообразцы Антоновки: Антоновка Монастырская, Антоновка Ржавая и Антоновка Обыкновенная (к-74 и к-21190) (рис. 1).

Рис. 1.

Расположение изучаемых образцов яблони в главных координатах на основании данных AFLP-анализа (⚫ – современные и промышленные сорта; ◻ – сорта народной селекции Северо-Западной и Центральной России; ▲ – сорта народной селекции Западной Европы и Прибалтики, * – сорта советской селекции). Номера образцов на графике соответствуют порядковым номерам в табл. 1.

Далее с помощью программы STRUCTURE 2.3 была определена генетическая структура изученной коллекции (рис. 2,а). Анализ данных с помощью метода deltaK показал, что с наиболее высокой вероятностью выборка может быть разделена на два кластера (рис. 2,б). К первому кластеру относится большинство изученных сортов яблони народной селекции, при этом не выявлено дифференциации отечественных и прибалтийских сортов. Ко второму кластеру относятся современные и промышленные сорта яблони, сорта советской селекции, а также некоторые сорта народной селекции. Кроме того, были выявлены образцы, которые по данным мультилокусного AFLP-маркирования включают в себя компоненты обеих групп (рис. 2,а). Подобное разделение наблюдалось и на графике главных координат, где данные образцы занимали промежуточное положение между современными промышленными сортами и сортами народной селекции (рис. 1).

Рис. 2.

а. Вероятность отнесения исследованных образцов яблони к одному из кластеров по результатам анализа в программе STRUCTURE 2.3 с числом кластеров K = 2. Вертикальная ось – апостериорная вероятность отнесения образца к одному из кластеров; горизонтальная ось – анализируемые образцы ( – кластер 1, ◼ – кластер 2). б. Оценка оптимального количества кластеров с помощью метода deltaK. Номера образцов соответствуют порядковым номерам в табл. 1.

ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенный AFLP-анализ выявил достаточно высокий уровень генетического разнообразия изученной выборки (89.86%, He = 0.243, I = 0.373), при этом уровень генетического разнообразия современных отечественных и зарубежных промышленных сортов был более низким (74.11%, Не = 0.202, I = 0.302) по сравнению с сортами народной селекции (89.2%, Не = 0.238, I = 0.366). Анализ полученных данных показал, что большинство изученных образцов яблони могут быть с высокой вероятностью отнесены к одной из двух групп. Первая группа включает бóльшую часть проанализированных сортов народной селекции, в то время как ко второй группе относятся современные, промышленные отечественные и зарубежные сорта яблони. В пределах первой группы не наблюдалось четкого деления изученных сортов народной селекции по географическому происхождению, что может быть связано с обменом генетическим материалом, существовавшим между соседними территориями северо-западных регионов России и стран Балтии, откуда происходит бóльшая часть образцов (табл. 1). Ранее такое смешение было отмечено при изучении генетического разнообразия коллекций местных финских и латвийских сортов яблони с использованием микросателлитных маркеров [21, 22].

Во вторую группу помимо современных промышленных сортов яблони вошли сорта советской селекции – Грушовка Зимняя и Осеннее Алое, созданные с участием зарубежных сортов, и эстонский сорт Тальве Наудинг. Образцы сортов Зимнее Сикоры и Летнее Сладкое, полученные в коллекцию ВИР от белорусского селекционера И.П. Сикоры в 60-е годы XX в., также входят в данную группу. Родительские формы этих сортов не известны, но И.П. Сикора в селекционном процессе часто использовал зарубежные сорта [1]. Ко второй группе также относятся: несколько прибалтийских (преимущественно эстонских) сортов народной селекции (Грушовка Гребницкого, Местное Лежкое, Сеянец Требу, Суйслепское, Теллисааре, Ялкарнан Кеса), западноевропейский сорт Штрейфлинг Красный, местный белорусский сорт Сеянец Ребристого, а также несколько отечественных сортов народной селекции: Абрикосовое Мазюка, Северный Великан (Ленинградская обл.); Сладкое Зимнее, Тюшкинское Красное (Псковская обл.); Федоровское (Тверская обл.), Сливочное, Титовка, Титовка клон (стародавние, некогда широко распространенные сорта), что может быть связано с использованием стародавних сортов в селекции.

Современные отечественные сорта мало дифференцированы от традиционных зарубежных коммерческих сортов, что, по-видимому, является следствием все более широкого вовлечения в отечественные селекционные программы зарубежного материала, и может привести к еще большему сужению генетической базы сортов яблони в нашей стране. Однако проблема сокращения генетического разнообразия яблони является глобальной. В настоящее время в мировом производстве и селекционных программах используется относительно небольшое количество сортов яблони. Так, к 2008 г. в США на 15 сортов приходилось 90% производства яблок, из которых только сорт Red Delicious занимал 24% [2], а в Европе в 2012 г. всего десять сортов составляли 70% производства. Так, во Франции 35% производственных площадей занимал сорт Golden Delicious [23]. Такое небольшое число сортов, культивируемое на больших площадях, увеличивает их уязвимость перед болезнями, вредителями и прочими неблагоприятными факторами окружающей среды.

Традиционными источниками хозяйственно ценных признаков, таких как устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам, являются дикие виды рода Malus [2, 24]. Исследование генетического разнообразия диких видов рода Malus из коллекции ВИР методом AFLP-анализа показало высокий уровень их полиморфизма (доля полиморфных локусов составила 90.2%) [15]. Но помимо ценных признаков, дикие виды передают потомству нежелательные, в частности, ухудшается качество и уменьшается размер плодов. Для решения этой проблемы рекомендуется повторная гибридизация с культурными крупноплодными сортами лучших сеянцев, полученных от скрещивания культурных сортов с диким видом, а это усложняет и замедляет селекционную работу. Сорта народной селекции могут быть хорошей альтернативой диким видам в селекционных программах, поскольку они прошли длительный отбор и имеют меньшее количество негативных признаков, которые проявляются при скрещиваниях. Необходимо отметить, что некоторые стародавние сорта народной селекции, такие, как например Антоновка Обыкновенная, Боровинка, Осеннее Полосатое, довольно широко использовались и продолжают использоваться отечественными и зарубежными селекционерами как источники скороплодности, продуктивности и высокой экологической устойчивости. Однако большинство местных и стародавних сортов яблони из коллекции Пушкинских и Павловских лабораторий ВИР практически не использовались в селекции. При изучении этих сортов в современных условиях нестабильного изменяющегося климата выделяются генотипы с широкой нормой реакции, которые можно рекомендовать для селекции как источники ценных признаков.

Таким образом, впервые проведена оценка генетического разнообразия сортов яблони народной селекции из коллекции НПБ “Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР” с помощью AFLP-анализа. Показан высокий уровень полиморфизма сортов яблони народной селекции, а также дифференциация между стародавними и современными сортами. Полученные данные еще раз подтверждают важность сохранения местных и стародавних сортов яблони как ценного источника генетического разнообразия.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований проект № 17-29-08020 и тем государственного задания № 0112-2019-0002 и 0662-2019-0004.

Настоящая статья не содержит каких-либо исследований с использованием в качестве объекта животных.

Настоящая статья не содержит каких-либо исследований с участием в качестве объекта людей.

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Список литературы

  1. Козловская З.А. Селекция яблони в Беларуси. Минск: Беларуская навука, 2015. 474 с.

  2. Volk G.M., Chao C.T., Norelli J. et al. The vulnerability of US apple (Malus) genetic resources // Genet. Resour. Crop Evol. 2015. V. 62. № 5. P. 765–794. https://doi.org/10.1007/s10722-014-0194-2

  3. www.fao.org.

  4. Алексанян С.М., Пономаренко В.В., Бурмистров Л.А. и др. Современные методы и международный опыт сохранения генофонда дикорастущих растений на примере диких плодовых). Алматы, 2011. 188 с.

  5. Алексанян С.М. Стратегия взаимодействия генбанков мира в условиях глобализации // Тр. прикл. бот., ген. и сел. 2007. Т. 164. С. 11–33.

  6. Шлявас А.В., Багмет Л.В., Трифонова А.А., Борис К.В. Каталог мировой коллекции ВИР. Яблоня. Вып. 863. Сорта народной селекции в коллекции генетических ресурсов яблони научно-производственной базы “Пушкинские и Павловские лаборатории ВИР”. СПб., 2018. 33 с. https://doi.org/10.30901/978-5-905954-72-6

  7. Нестеров Я.С., Карамышева В.И. Классификатор рода Malus Mill // Яблоня. Л.: ВИР, 1976. 22 с.

  8. Watkins R., Smith R.A. Descriptors List for Apple (Malus) // International Board for Plant Genetic Resources (IBPGR); Commission of European Communities (CEC): Committee on Disease Resistance Breeding and Use of Genebanks. Rome: IBPGR Secretariat, 1982. 49 p.

  9. Wang K., Liu F.Z., Cao Y.F. Descriptors and Data Standard for Apple (Malus spp. Mill.). Beijing: China Agriculture Press, 2005. 83 p.

  10. Tignon M., Kettmann R., Watillon B. AFLP: use for the identification of apple cultivars and mutants // Acta Horticulturae. 2000. V. 521. P. 219–226. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2000.521.24

  11. Kenis K., Keulemans J. Genetic linkage maps of two apple cultivars (Malus × domestica Borkh.) based on AFLP and microsatellite markers // Mol. Breed. 2005. V. 15. P. 205–219. https://doi.org/10.1007/s11032-004-5592-2

  12. Cevik V., King J. High-resolution genetic analysis of the Sd-1 aphid resistance locus in Malus spp. // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 105. P. 346–354. https://doi.org/10.1007/s00122-002-0904-6

  13. Xu M.L., Korban S.S. Saturation mapping of the apple scab resistance gene Vf using AFLP markers // Theor. Appl. Genet. 2000. V. 101. P. 844–851. https://doi.org/10.1007/s001220051551

  14. Xu M.L., Huaracha E., Korban S.S. Development of sequence-characterized amplified regions (SCARs) from amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers tightly linked to the Vf gene in apple // Genome. 2001. V. 44. P. 63–70. https://doi.org/10.1139/g00-103

  15. Савельева Е.Н., Кудрявцев А.М. AFLP-анализ генетического разнообразия в роде Malus Mill. (Яблоня) // Генетика. 2015. Т. 51. № 10. С. 1126–1133.

  16. Vos P., Hogers R., Bleeker M. et al. AFLP: a new technique for DNA fingerprinting // Nucl. Acids Res. 1995. V. 23. № 21. P. 4407–4414.

  17. Benbouza H., Jacquemin J.M., Baudoin J.P., Mergeai G. Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive silver staining method to detect SSR markers in polyacrylamide gels // BASE. 2006. V. 10. № 2. P. 77–81.

  18. Peakall R., Smouse P.E. GenALEx 6.5: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update // Bioinformatics. 2012. V. 28. № 19. P. 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460

  19. Hammer O., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: Paleontological Statistics software package for education and data analysis // Paleontologia Electronica. 2001. V. 4. № 1. P. 1–9.

  20. Pritchard J.K., Stephens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data // Genetics. 2000. V. 155. № 2. P. 945–959.

  21. Lacis G., Kota I., Ikase L., Rungis D. Molecular characterization of the Latvian apple (Malus) genetic resource collection based on SSR markers and scab resistance gene Vf analysis // Plant Genetic Resources: Characterization and Utilization. 2011. V. 9. № 2. P. 189–192. https://doi.org/10.1017/S1479262111000384

  22. Garkava-Gustavsson L., Mujajub C., Sehic J. et al. Genetic diversity in Swedish and Finnish heirloom apple cultivars revealed with SSR markers // Scientia Horticulture. 2013. V. 162. P. 43–48. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2013.07.040

  23. Lassois L., Denance C., Ravon E. et al. Genetic diversity, population structure, parentage analysis, and construction of core collections in the French apple germplasm based on SSR markers // Plant Mol. Biol. Rep. 2016. V. 34. P. 827–844. https://doi.org/10.1007/s11105-015-0966-7

  24. Pereira-Lorenzo S., Fischer M., Ramos-Cabrer A.M., Castro I. Apple (Malus spp.) Breeding: Present and Future // Adv. in Plant Breeding Strategies: Fruits. 2018. V. 3. P. 3–29. https://doi.org/10.1007/978-3-319-91944-7_1

Дополнительные материалы отсутствуют.