Разработка мультиплексных систем SSR-маркеров сои (Glycine max(L.) Merr.) для паспортизации и идентификации сортов

Актуальность. Соя (Glycine max (L.) Merr.) является стратегически значимой сельскохозяйственной культурой, расширение сортового разнообразия которой требует надежных и воспроизводимых методов идентификации и контроля в области семеноводства. Микросателлитные маркеры получили широкое применение для паспортизации и идентификации сортов, однако в целях повышения точности и производительности генотипирования требуется разработка мультиплексных систем на их основе.

Материалы и методы. Исследование проведено на образцах ДНК индивидуальных растений сои 15 сортов разного происхождения. Для 19 из 22 тринуклеотидных SSR-локусов с применением биоинформатических методов сконструированы новые пары праймеров, адаптированные для использования в мультиплексных ПЦР. Для экспериментальной проверки праймеры были модифицированы разными флуорофорами. Разделение ПЦР-продуктов осуществлялось с помощью фрагментного анализа с использованием капиллярного электрофореза. Оптимизация мультиплексных ПЦР включала подбор совместимых маркеров, соотношений концентраций праймеров и температурно-временных условий амплификации.

Результаты. Разработаны две мультиплексные системы, включающие 11 информативных SSR-маркеров в каждой. Оптимизация условий мультиплексных ПЦР обеспечила специфичную, стабильную и воспроизводимую амплификацию фрагментов ДНК соответствующих SSR-маркеров. Установлены диапазоны размеров аллельных вариантов и сформированы файлы панелей для корректной интерпретации результатов фрагментного анализа относительно контрольного образца.

Заключение. Разработанные мультиплексные системы SSR-маркеров повышают точность и сокращают продолжительность генотипирования, что определяет возможность их последующего применения в генетической паспортизации и идентификации сортов сои.

1. Alves S.I.A., Dantas C.W.D., Macedo D.B., Ramos R.T.J. What are microsatellites and how to choose the best tool: a user-friendly review of SSR and 74 SSR mining tools. Frontiers in Genetics. 2024;15:1474611. DOI: 10.3389/fgene.2024.1474611

2. Бондаренко О.Н., Иваний А.А., Пензин А.А. Опыт использования системы паспортизации в установлении сортовой принадлежности сои. Вестник Чувашского государственного аграрного университета. 2025;1(32):7-14. DOI: 10.48612/vch/xxxa-gr7g-5kf7

3. Дивашук М.Г., Крупин П.Ю., Карлов Г.И., Климушина М.В., Самарина М.А., Злобнова Н.В., Архипов А.В. Способ молекулярно-генетической идентификации сортов и линий сои. Российская Федерация; патент № 2839697; 2025. URL: https://www.fips.ru/cdfi/fips.dll/ru?ty=29&docid=2839697 [дата обращения: 17.03.2026].

4. Golovatskaya А.V., Guchetl S.Z. Assessment of the genetic diversity of sunflower Головатская А.В., Гучетль С.З. Оценка генетического разнообразия линий подсолнечника селекции ВНИИМК на основе мультиплексного микросателлитного анализа. Аграрная наука. 2024;(11):117-121. DOI: 10.32634/0869-8155-2024-388-11-117-121

5. Гучетль С.З., Головатская А.В., Савиченко Д.Л., Логинова Е.Д., Жудина Э.И. Разработка высокоинформативных микросателлитных маркеров для генетического анализа подсолнечника. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2025;186(4):142-154. DOI: 10.30901/2227-8834-2025-4-142-154

6. Хлесткина Е.К., Гавриленко Т.А., Чухина И.Г., Гехт М.А., Антонова О.А., Ухатова Ю.В. Генетические паспорта: наука – экономике. Биотехнология и селекция растений. 2025;8(2):63-79. DOI: 10.30901/2658-6266-2025-2-o5

7. Колобова О.С., Малюченко О.П., Шалаева Т.В., Шанина Е.П., Шилов И.А., Алексеев Я.И. и др. Генетическая паспортизация картофеля на основе мультиплексного анализа 10 микросателлитных маркеров. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017;21(1):124-127. DOI: 10.18699/VJ17.230

8. Koltun A., da Silva P.A., Torres I.Y., Bonifácio-Anacleto F., Yassitepe J.E.C.T. Microsatellite markers in maize: challenges and guidelines for implementing multiplex SSR analyses. Crop Breeding and Applied Biotechnology. 2024;24(1):e46392411. DOI: 10.1590/1984-70332024v24n1a01

9. Li F., Sayama T., Yokota Y., Hiraga S., Hashiguchi M., Tanaka H. et al. Assessing genetic diversity and geographical differentiation in a global collection of wild soybean (Glycine soja Sieb. et Zucc.) and assigning a mini-core collection. DNA Research. 2024;31(2):dsae009. DOI: 10.1093/dnares/dsae015

10. Модоров М.В., Киселева О.А., Полежаева М.А., Чеботок Е.М. Разработка мультиплексного набора микросателлитных маркеров для генетической идентификации черной смородины (Ribes nigrum L.). Биотехнология и селекция растений. 2024;7(4):68-81. DOI: 10.30901/2658-6266-2024-4-o6

11. NIH. National Library of Medicine. National Center for Biotechnology Information. Genome assembly Glycine_max_v4.0: [website]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/datasets/genome/GCF_000004515.6 [accessed Jan. 12, 2026].

12. NIH. National Library of Medicine. National Center for Biotechnology Information. Primer-BLAST: A tool for finding specific primers: [website]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast [accessed Jan. 12, 2026].

13. Рамазанова С.А., Коломыцева А.С. Оптимизация технологии генотипирования сои на основе анализа полиморфизма SSR-локусов ДНК. Масличные культуры. 2020;1(181):42-48. DOI: 10.25230/2412-608Х-2020-1-181-42-48

14. Рамазанова С.А., Савиченко В.Г., Устарханова Э.Г., Логинова Е.Д., Рамазанов Р.М., Гучетль А.Х. Поиск новых SSR-локусов ДНК для создания эффективной технологии генотипирования сои. Масличные культуры. 2021;4(188):18-24. DOI: 10.25230/2412-608X-2021-4-188-18-24

15. Савиченко В.Г., Рамазанова С.А., Гучетль С.З. Поиск информативных SSR-маркеров для паспортизации сортов сои. Масличные культуры. 2024a;2(198):10-15. DOI: 10.25230/2412-608X-2024-2-198-10-15

16. Савиченко В.Г., Савиченко Д.Л., Рамазанова С.А., Гучетль С.З. Генетический полиморфизм сортов сои селекции ВНИИМК. Достижения науки и техники АПК. 2024b;38(10):5-10. DOI: 10.53859/02352451_2024_38_10_5

17. Шилов И.А., Велишаева Н.С., Анискина Ю.В., Колобова О.С., Шалаева Т.В., Борисенко О.М. и др. Генетическая идентификация линий и гибридов подсолнечника Helianthus annuus L. на основе мультиплексного микросателлитного анализа. Достижения науки и техники АПК. 2023;37(1):10-15. DOI: 10.53859/02352451_2023_37_1_10

18. SoyBase: [website]. Available from: https://www.soybase.org [accessed Jan. 14, 2026].

19. Tripathi M.K., Tripathi N., Tiwari S., Mishra N., Sharma A., Tiwari S. et al. Identification of Indian soybean (Glycine max [L.] Merr.) genotypes for drought tolerance and genetic diversity analysis using SSR markers. Scientist. 2023;3(3):31-46. DOI: 10.5281/zenodo.7697640

20. Zatybekov A., Yermagambetova M., Genievskaya Y., Didorenko S., Abugalieva S. Genetic diversity analysis of soybean collection using simple sequence repeat markers. Plants (Basel). 2023;12(19):3445. DOI: 10.3390/plants12193445

21. Зубов В.В., Сахабутдинова А.Р., Чемерис Д.А., Гарафутдинов Р.Р., Чемерис А.В. Варианты ПЦР с более чем двумя праймерами. II. Принцип и особенности мультиплексной ПЦР. Биомика. 2024;16(2):234-243. DOI: 10.31301/2221-6197.bmcs.2024-14