vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2017-3-82-90vir-nw-253Research ArticleГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙGENETICS OF CULTIVATED PLANTS AND THEIR WILD RELATIVESПОЛИМОРНЫЕ ВАРИАНТЫ RFL-PPR -ГЕНОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА КАК МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫPOLYMORPHIC VARIANTS OF SUNFLOWER RFL-PPR GENES AS MOLECULAR GENETIC MARKERSАнисимоваИ. Н.AnisimovaI. N.irina_anisimova@inbox.ruКарабицинаЮ. И.KarabitsinaYu. I.noemail@neicon.ruАлпатьеваН. В.AlpatievaN. V.noemail@neicon.ruКузнецоваЕ. Б.KuznetsovaE. B.noemail@neicon.ruГавриловаВ. А.GavrilovaV. A.v.gavrilova@vir.nw.ruРадченкоЕ. Е.RadchenkoE. E.Eugene_Radchenko@rambler.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 Federation20170608201817838290Copyright © Анисимова И.Н., Карабицина Ю.И., Алпатьева Н.В., Кузнецова Е.Б., Гаврилова В.А., Радченко Е.Е., 20182018Анисимова И.Н., Карабицина Ю.И., Алпатьева Н.В., Кузнецова Е.Б., Гаврилова В.А., Радченко Е.Е.Anisimova I.N., Karabitsina Y.I., Alpatieva N.V., Kuznetsova E.B., Gavrilova V.A., Radchenko E.E.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/253

С использованием молекулярных маркеров, специфичных для ассоциированного с ЦМС РЕТ1 митохондриального локуса orfH522 и ядерного гена Rf1, а также CAPS-маркеров, разработанных на основе однонуклеотидного полиморфизма гомологов RFL-PPR-генов, изучили выборку из 131 линии генетической коллекции, различавшихся по способности к супрессии фенотипа цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС). Методом гибридологического анализа подтверждено тесное сцепление маркерных фрагментов HRG01 и HRG02 с геном Rf1, контролирующим признак восстановления фертильности пыльцы. У изученных линий аллельные варианты последовательностей RFL-PPR-генов были ассоциированы с аллельным состоянием локуса Rf1, однако, в F2 от скрещивания ВИР116А x ВИР740 CAPS-маркер, разработанный для фрагмента QHL12D20, наследовался независимо от признака восстановления фертильности пыльцы.

A sample of 131 sunflower lines from VIR genetic collection which differed for the ability to suppression of the CMS phenotype was studied using molecular markers specific for the CMS PET1 associated mitochondrial locus orfH522 and Rf1 nuclear gene, and also for CAPS-markers developed on the bases of single nucleotide polymorphism of RFL-PPR genes homologs. With the use of hybridological analysis a tight linkage of HRG01 and HRG02 marker fragments with the Rf1 gene controlling pollen fertility restoration trait was confirmed. The allelic variants of the RFL-PPR genes sequences were associated with the allelic state of the Rf1 locus. However, the CAPS marker elaborated for the QHL12D20 fragment showed independent inheritance from pollen fertility restoration trait in the F2 of the hybrid VIR116xVIR740.

ЦМСвосстановление фертильностигены Rf RFL-PPRмолекулярно-генетические маркерыCMSfertility restorationRfRFL-PPRmolecular genetic markersmolecular genetic markersReferencesАнисимова И. Н., Алпатьева Н. В., Тимофеева Г. И. Скрининг генетических ресурсов растений с использованием ДНК-маркеров: основные принципы, выделение ДНК, постановка ПЦР, электрофорез в агарозном геле: Методические указания ВИР // под ред. Е.Е. Радченко. СПб: ВИР. 2010. 30 сАнисимова И. Н., Алпатьева Н. В., Тимофеева Г. И. Скрининг генетических ресурсов растений с использованием ДНК-маркеров: основные принципы, выделение ДНК, постановка ПЦР, электрофорез в агарозном геле: Методические указания ВИР // под ред. Е.Е. Радченко. СПб: ВИР. 2010. 30 сAnisimova I. N., Alpatieva N. V., Rozhkova V. T., Kuznetsova E. B., Pinaev A. G., Gavrilova V. A. Polymorphism among RFL-PPR homologs in sunflower (Helianthus annuus L.) lines with varying ability for the suppression of the cytoplasmic male sterility phenotype // Rus. J. Genet., 2014a, vol. 50, no. 7, pp. 712-721). DOI: 10.1134/S1022795414070023Anisimova I. N., Alpatieva N. V., Rozhkova V. T., Kuznetsova E. B., Pinaev A. G., Gavrilova V. A. Polymorphism among RFL-PPR homologs in sunflower (Helianthus annuus L.) lines with varying ability for the suppression of the cytoplasmic male sterility phenotype // Rus. J. Genet., 2014a, vol. 50, no. 7, pp. 712-721). DOI: 10.1134/S1022795414070023Анисимова И. Н., Гаврилова В. А., Алпатьева Н. В., Кузнецова Е. Б., Карабицина Ю. И., Рожкова В. Т. Коллекция подсолнечника в исследованиях генетических механизмов восстановления фертильности пыльцы // Тр. по прикл. бот., ген. и сел. 2014. Т. 175. № 4. С. 72-82Анисимова И. Н., Гаврилова В. А., Алпатьева Н. В., Кузнецова Е. Б., Карабицина Ю. И., Рожкова В. Т. Коллекция подсолнечника в исследованиях генетических механизмов восстановления фертильности пыльцы // Тр. по прикл. бот., ген. и сел. 2014. Т. 175. № 4. С. 72-82Dahan J., Mireau H. The Rf and Rf-like PPR in higher plants, a fast-evolving subclass of PPR genes // RNA Biol., 2013, vol. 10, no. 9, pp. 1469-1476. DOI: 10.4161/rna.25568Dahan J., Mireau H. The Rf and Rf-like PPR in higher plants, a fast-evolving subclass of PPR genes // RNA Biol., 2013, vol. 10, no. 9, pp. 1469-1476. DOI: 10.4161/rna.25568Fujii S., Bond Ch. S., Small I. D. Selection patterns on restorer-like genes reveals a conflict between nuclear and mitochondrial genomes throughout angiosperm evolution // Proc. Natl. Acad. Sci., 2011, vol. 108, no. 4, pp. 1723-1728. DOI: 10.1073/pnas.1007667108Fujii S., Bond Ch. S., Small I. D. Selection patterns on restorer-like genes reveals a conflict between nuclear and mitochondrial genomes throughout angiosperm evolution // Proc. Natl. Acad. Sci., 2011, vol. 108, no. 4, pp. 1723-1728. DOI: 10.1073/pnas.1007667108Gavrilova V. A., Rozhkova V. T., Anisimova I. N. Sunflower genetic collection at the Vavilov Institute of Plant Industry // Helia, 2014, vol. 37, no. 60, pp. 1-16. DOI: 10.1515/helia-2014 0001Gavrilova V. A., Rozhkova V. T., Anisimova I. N. Sunflower genetic collection at the Vavilov Institute of Plant Industry // Helia, 2014, vol. 37, no. 60, pp. 1-16. DOI: 10.1515/helia-2014 0001Horn R., Kusterer B., Lazarescu E., Prufe M., Friedt W. Molecular mapping of the Rfl gene restoring fertility in PETI- based F1 hybrids in sunflower (Helianthus annuus L.) // Theor. Appl. Genet., 2003, vol. 106, no. 4, pp. 599-606. DOI: 10.1007/s00122-002-1078-yHorn R., Kusterer B., Lazarescu E., Prufe M., Friedt W. Molecular mapping of the Rfl gene restoring fertility in PETI- based F1 hybrids in sunflower (Helianthus annuus L.) // Theor. Appl. Genet., 2003, vol. 106, no. 4, pp. 599-606. DOI: 10.1007/s00122-002-1078-yIvanov M. K., Dymshits G. M.Cytoplasmic male sterility and restoration of pollen fertility in higher plants // Rus. J. Gen., 2007, vol. 43, no. 4, pp. 354-368. DOI: 10.1134/S102 2795407040023Ivanov M. K., Dymshits G. M.Cytoplasmic male sterility and restoration of pollen fertility in higher plants // Rus. J. Gen., 2007, vol. 43, no. 4, pp. 354-368. DOI: 10.1134/S102 2795407040023Kaur P., Verma M., Chaduvula P. K., Saxena S., Baliyan N., Junaid A., Mahato A. K., Singh N. K., Gaikwad K. Insights into PPR gene family in Cajanus cajan and other legume species // J. Data Mining Genomics Proteomics, 2016 vol. 7, 203. DOI:10.4172/2153 0602.1000203Kaur P., Verma M., Chaduvula P. K., Saxena S., Baliyan N., Junaid A., Mahato A. K., Singh N. K., Gaikwad K. Insights into PPR gene family in Cajanus cajan and other legume species // J. Data Mining Genomics Proteomics, 2016 vol. 7, 203. DOI:10.4172/2153 0602.1000203Leclercq P. Une sterilite cytoplasmique chez le tournesol // Ann. Amelior. Plant., 1969, vol. 19, no. 3, pp. 99-106Leclercq P. Une sterilite cytoplasmique chez le tournesol // Ann. Amelior. Plant., 1969, vol. 19, no. 3, pp. 99-106Mandel J. R., Nambeesan S., Bowers J. E, Marek L. F., Ebert D., Rieseberg L. H., Knapp S. J.. , Burke J. M. // Association mapping and the genomic consequences of selection in sunflower. Plos Genetics9, 2013, e1003378. DOI: 10.1371/journal.pgenMandel J. R., Nambeesan S., Bowers J. E, Marek L. F., Ebert D., Rieseberg L. H., Knapp S. J.. , Burke J. M. // Association mapping and the genomic consequences of selection in sunflower. Plos Genetics9, 2013, e1003378. DOI: 10.1371/journal.pgenRieseberg L. H., Blackman B. K. Speciation genes in plants // Annals of Botany, 2010, vol. 106, no. 3, pp. 439-455. DOI: 10.1093/aob/mcq126Rieseberg L. H., Blackman B. K. Speciation genes in plants // Annals of Botany, 2010, vol. 106, no. 3, pp. 439-455. DOI: 10.1093/aob/mcq126Schnabel U., Engelmann U., Horn R. Development of markers for the use of the PEF1 cytoplasm in sunflower hybrid breeding // Plant Breed., 2008, no. 6, pp. 541-652Schnabel U., Engelmann U., Horn R. Development of markers for the use of the PEF1 cytoplasm in sunflower hybrid breeding // Plant Breed., 2008, no. 6, pp. 541-652Sykes T., Yates S., Nagy I., Asp T., Small I., Studer B. In silico identification of candidate genes for fertility restoration in cytoplasmic male sterile perennial ryegrass (Lolium perenne L.) // Genome Biol. Evol. 2016:evw047. DOI: 10.1093/gbe/evw047Sykes T., Yates S., Nagy I., Asp T., Small I., Studer B. In silico identification of candidate genes for fertility restoration in cytoplasmic male sterile perennial ryegrass (Lolium perenne L.) // Genome Biol. Evol. 2016:evw047. DOI: 10.1093/gbe/evw047Yue B., Miller J. F., Hu J. Experimenting with marker assisted selection in confection sunflower germplasm enhancement / Proceeding of 29th Sunflower Research Forum, January 2007. Fargo, ND. http://www.sunflowernsa.com/re-search/research-workshop/Yue B., Miller J. F., Hu J. Experimenting with marker assisted selection in confection sunflower germplasm enhancement / Proceeding of 29th Sunflower Research Forum, January 2007. Fargo, ND. http://www.sunflowernsa.com/re-search/research-workshop/Yue B., Vick B. A., Cai X., Hu J. Genetic mapping for the Rfl (fertility restoration) gene in sunflower (Helianthus annuus L.) by SSR and TRAP markers // Plant Breed., 2010, vol. 129, no. 1, pp. 24-28. DOI: 10.1111/ j.1439-0523.2009.01661.xYue B., Vick B. A., Cai X., Hu J. Genetic mapping for the Rfl (fertility restoration) gene in sunflower (Helianthus annuus L.) by SSR and TRAP markers // Plant Breed., 2010, vol. 129, no. 1, pp. 24-28. DOI: 10.1111/ j.1439-0523.2009.01661.x

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