vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2016-4-79-91vir-nw-107Research ArticleИДЕНТИФИКАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ПРОБЛЕМIDENTIFICATION OF THE DIVERSITY OF CULTIVATED PLANTS AND THEIR WILD RELATIVES FOR SOLVING FUNDAMENTAL AND APPLIED PROBLEMSПОЛИМОРФИЗМ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ТРИБЫ VICIEAE BRONN (FABACEAE LINDL.) ПО ДАННЫМ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗОВPOLYMORPHISM OF SOME SPECIES FROM THE TRIBE VICIEAE BRONN (FABACEAE LINDL.) ACCORDING TO THE DATA OF MORPHOLOGICAL AND MOLECULAR GENETIC ANALYSISБурляеваМ. О.BurlyaevaM. O.m.burlyaeva@vir.nw.ruКривенкоД. А.KrivenkoD. A.noemail@neicon.ruМачсЭ. М.MachsE. M.noemail@neicon.ruСабитовА. Ш.SabitovA. S.noemail@neicon.ruФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. ВавиловаРоссияFederal Research Center the N.I.Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR)Russian FederationСибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук; Иркутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наукРоссияSiberian Institute of Plant Physiology & Biochemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Irkutsk Scientific Center of the Siberian Branch, Russian Academy of SciencesRussian FederationБотанический институт им. B.Л. Комарова Российской академии наукРоссияKomarov Botanical Institute of the Russian Academy of SciencesRussian Federation20161706201817747991Copyright © Бурляева М.О., Кривенко Д.А., Мачс Э.М., Сабитов А.Ш., 20182018Бурляева М.О., Кривенко Д.А., Мачс Э.М., Сабитов А.Ш.Burlyaeva M.O., Krivenko D.A., Machs E.M., Sabitov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/107

Проведены морфологический, кариологический и молекулярно-генетический анализы образцов Vicia unijuga A. Br. s. 1 (V. unijuga A. Br., V. ohwiana Hosok.) трибы Vicieae Bronn., собранных во время экспедиций на российском Дальнем Востоке, Сибири и Китае. По результатам факторного и дискриминантного анализов в качестве значимых морфологических признаков для классификации меж- и внутривидового разнообразия выделены длина цветоноса, длина листочка, форма прилистника, длина боба, число междоузлий на главном побеге. Установлено, что цитотипы 2n = 12, 24 у V. unijuga A. Br. и V. ohwiana Hosok. встречаются практически на всей территории их ареалов. 2n = 12 не является видоспецифичным признаком для V. ohwiana. По данным ITS-, SSR- и ISSR-маркирования выявлена значительная таксономическая близость V. unijuga и V. ohwiana с видами V. baicalensis (Turcz.) B. Fedtsch., V. ramuliflora (Maxim.) Ohwi, V. venosa (Willd. ex Link) Maksim. Комплекс видов V. unijuga s. 1 составляют генетически разнородную группу. Ряд популяций, локализованных на островах и побережье Японского моря, необходимо выделять в самостоятельные таксоны более высокого ранга.

Morphological, karyological and molecular genetic analyses of the accessions of Vicia unijuga A. Br. s. 1 (V. unijuga A. Br., V. ohwiana Hosok.) from the tribe Vicieae Bronn. have been performed. Samples were collected during expeditions in the Russian Far East, Siberia and China. The results of factor and discriminant analysis revealed as important morphological characters for the classification of inter- and intraspecific diversity: peduncle length, leaf length, stipule shape, bean length, and the number of internodes on the main stem. The cytotypes 2n = 12, 2n = 24 at V. unijuga and V. ohwiana Hosok. were found to occur almost over the entire territory of their areas of distribution. 2n = 12 is not species-specific characteristics for V. ohwiana. The ITS, SSR and ISSR marker analyses revealed a significant taxonomic proximity of V. unijuga and V. ohwiana with the species V. baicalensis (Turcz.) B. Fedtsch., V. ramuliflora (Maxim.) Ohwi and V. venosa (Willd. ex Link) Maksim. The complex species V. unijuga s. 1 is a genetically heterogeneous group. Some populations localized on the islands and the coast of the Sea of Japan need to be classified into independent taxa of a higher rank.

Vicia baicalensisVicia ohwianaVicia ramulifloraVicia unijugaVicia venosaморфологический анализкарио-логический анализSSRISSRITSl-5.8S rRNA-ITS2Vicia baicalensisVicia ohwianaVicia ramulifloraVicia unijugaVicia venosamorphological analysiskaryological analysisSSRISSRITSReferencesBojian B., Turland N. J. Vicia L. // Flora of China. St. Louis-Beijing, 2010, vol. 10, pp. 560-572Bojian B., Turland N. J. Vicia L. // Flora of China. St. Louis-Beijing, 2010, vol. 10, pp. 560-572Гурзенков Н.Н., Павлова Н. С., Смирнова М. В. Кариотипы семи видов рода Vicia L. с Российского Дальнего Востока. // Биологические исследования на Горнотаежной станции. Сборник научных трудов. Уссурийск, 1995. Вып. 2. С. 139-149Гурзенков Н.Н., Павлова Н. С., Смирнова М. В. Кариотипы семи видов рода Vicia L. с Российского Дальнего Востока. // Биологические исследования на Горнотаежной станции. Сборник научных трудов. Уссурийск, 1995. Вып. 2. С. 139-149Edward S. K., Thompson J. C. Simple and rapid method for the preparation of plant genomic DNA for PCR analysis // Nucleic Acids Res., 1991, vol. 19, p. 1349Edward S. K., Thompson J. C. Simple and rapid method for the preparation of plant genomic DNA for PCR analysis // Nucleic Acids Res., 1991, vol. 19, p. 1349Федченко Б. А. Вика // Флора СССР. T. XII. M.-Л., 1948. С. 406-475Федченко Б. А. Вика // Флора СССР. T. XII. M.-Л., 1948. С. 406-475Felsenstein J. Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap // Evolution, 1985, vol. 39, pp. 783-791Felsenstein J. Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap // Evolution, 1985, vol. 39, pp. 783-791Han Y, Wang H. Y. Genetic diversity and phylogenetic relationships of two closely related northeast China Vicia species revealed with RAPD and ISSR markers. // Biochem Genet. 2010, vol. 48, no. 5-6, pp. 385-401. doi: 10.1007/s10528-009-9320-9Han Y, Wang H. Y. Genetic diversity and phylogenetic relationships of two closely related northeast China Vicia species revealed with RAPD and ISSR markers. // Biochem Genet. 2010, vol. 48, no. 5-6, pp. 385-401. doi: 10.1007/s10528-009-9320-9Krivenko D. A., Burlyaeva M. O. IAPT/IOPB chromosome data 22 / ed. K. Marhold // Taxon, 2016, vol. 65, no. 5, pp. 3, Е8-9. doi: http://dx.doi.org/10.12705/655.44Krivenko D. A., Burlyaeva M. O. IAPT/IOPB chromosome data 22 / ed. K. Marhold // Taxon, 2016, vol. 65, no. 5, pp. 3, Е8-9. doi: http://dx.doi.org/10.12705/655.44Kupicha F. C. The infrageneric structure of Vicia. / Notes Roy Bot Gard, Edinburgh, 1976, vol. 34, pp. 287-326Kupicha F. C. The infrageneric structure of Vicia. / Notes Roy Bot Gard, Edinburgh, 1976, vol. 34, pp. 287-326Mullis K., Faloona F., Scharf S., Saiki R., Horn G., Erlich H. Specific enzymatic amplification of DNA in vitro: The polymerase chain reaction // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 1986, vol. 51, pp. 263-273Mullis K., Faloona F., Scharf S., Saiki R., Horn G., Erlich H. Specific enzymatic amplification of DNA in vitro: The polymerase chain reaction // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 1986, vol. 51, pp. 263-273Никифорова О. В. Дикорастущие вики Сибири. Новосибирск, 1988. 137 сНикифорова О. В. Дикорастущие вики Сибири. Новосибирск, 1988. 137 сПробатова Н. С.,Шатохина А. В.,Рудыка Э. Г. Числа хромосом некоторых двудольных флоры Амурской области // Ботан. Журн. 2005. Т. 90. № 5. С. 779-792Пробатова Н. С.,Шатохина А. В.,Рудыка Э. Г. Числа хромосом некоторых двудольных флоры Амурской области // Ботан. Журн. 2005. Т. 90. № 5. С. 779-792Репьев С.И., Станкевич А.К. Культурная флора. Вика. СПб, 1999. Т. IV Часть 2. 491 сРепьев С.И., Станкевич А.К. Культурная флора. Вика. СПб, 1999. Т. IV Часть 2. 491 сRidgway K. P., Duck J. M., Young J. P. W. Identification of roots from grass swards using PCR-RFLP and FFLP of the plastid trnl (UAA) intron // BMC Ecology, 2003, vol. 3, pp. 8Ridgway K. P., Duck J. M., Young J. P. W. Identification of roots from grass swards using PCR-RFLP and FFLP of the plastid trnl (UAA) intron // BMC Ecology, 2003, vol. 3, pp. 8Рыжова Н. Н., Бурляева М. О., Кочиева Е. З., Вишнякова М. А. Использование ITS последовательностей для оценки таксономических отношений у представителей трибы Vicieae (Adans.) Bronn сем. Fabaceae Lindl // Экологическая генетика. 2007. Т. V. №3. С. 5-14Рыжова Н. Н., Бурляева М. О., Кочиева Е. З., Вишнякова М. А. Использование ITS последовательностей для оценки таксономических отношений у представителей трибы Vicieae (Adans.) Bronn сем. Fabaceae Lindl // Экологическая генетика. 2007. Т. V. №3. С. 5-14Sanger F., Nicklen S., Coulson A. R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors // Proc. Natl. Acad. Sci. U S A., 1977, vol. 74, no. 12, pp. 5463-5467Sanger F., Nicklen S., Coulson A. R. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors // Proc. Natl. Acad. Sci. U S A., 1977, vol. 74, no. 12, pp. 5463-5467Song J., Shi L., Li D., Sun Y., Niu Y. et all. Extensive Pyrosequencing Reveals Frequent Intra-Genomic Variations of Internal Transcribed Spacer Regions of Nuclear Ribosomal DNA // PLoS ONE, 2012, 7(8): e43971. doi: 10.1371/journal.pone.0043971Song J., Shi L., Li D., Sun Y., Niu Y. et all. Extensive Pyrosequencing Reveals Frequent Intra-Genomic Variations of Internal Transcribed Spacer Regions of Nuclear Ribosomal DNA // PLoS ONE, 2012, 7(8): e43971. doi: 10.1371/journal.pone.0043971Tamura K., Peterson D., Peterson N. et all. MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance and Maximum Parsimony Methods // Molecular Biology and Evolution, 2011, vol. 28, pp. 2731-2739Tamura K., Peterson D., Peterson N. et all. MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance and Maximum Parsimony Methods // Molecular Biology and Evolution, 2011, vol. 28, pp. 2731-2739Yang T., Jiang J., Burlyaeva M., Hu J., Coyne C. J., Kumar S., Redden R., Sun X., Wang F., Chang J., Hao X., Guan J., Zong X. Large scale micro satellite development in grasspea (Lathyrus sativus L.), an orphan legume of the arid areas // BMC Plant Biol., 2014, 14:65. doi: 10.1186/1471-2229-14-65Yang T., Jiang J., Burlyaeva M., Hu J., Coyne C. J., Kumar S., Redden R., Sun X., Wang F., Chang J., Hao X., Guan J., Zong X. Large scale micro satellite development in grasspea (Lathyrus sativus L.), an orphan legume of the arid areas // BMC Plant Biol., 2014, 14:65. doi: 10.1186/1471-2229-14-65Wang F., Yang T., Burlyaeva M. O., Li L., Jiang J., Fang L., Redden R., Zong X. Genetic Diversity of Grasspea and Its Relative Species Revealed by SSR Markers // PLoS ONE, 2015, 10(3): e0118542. doi:10.1371/journal. pone.0118542Wang F., Yang T., Burlyaeva M. O., Li L., Jiang J., Fang L., Redden R., Zong X. Genetic Diversity of Grasspea and Its Relative Species Revealed by SSR Markers // PLoS ONE, 2015, 10(3): e0118542. doi:10.1371/journal. pone.0118542White T. J., Bruns T., Lee S., Taylor J. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. / In: Innis M. A., Gelfand D. H., Sninsky J. J., White T. J., editors. PCR protocols: a Guide to methods and Applications. San Diego, Academic Press, 1990, pp. 315-322White T. J., Bruns T., Lee S., Taylor J. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. / In: Innis M. A., Gelfand D. H., Sninsky J. J., White T. J., editors. PCR protocols: a Guide to methods and Applications. San Diego, Academic Press, 1990, pp. 315-322

The authors declare that there are no conflicts of interest present.