Генотипирование старых отечественных сортов картофеля, сохраняемых на Полярной опытной станции ВИР

Актуальность исследования связана с необходимостью совершенствования методов сортовой идентификации и перепроверки дублетных образцов, что особенно важно для крупных коллекций, включающих старые сорта, для которых зачастую не хватает систематизированной информации об их отличительных признаках.

Материалы и методы. В работе изучены 39 старых отечественных сортов картофеля, сохраняемых на Полярной опытной станции ВИР, 29 из которых были представлены 2–3 дублетными образцами. Проведены поиск литературных данных и верификация сортоспецифичных морфологических признаков этих образцов, генотипирование с использованием набора микросателлитных маркеров и молекулярный скрининг с маркерами ряда генов, контролирующих устойчивость к Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens, Synchytrium endobioticum (Schilbersky) Percival, Phytophthora infestans (Montagne) de Bary, а также c широко используемыми маркерами разных типов пластидной и митохондриальной ДНК.

В результате проведенных исследований для 37 образцов старых сортов получены: индивидуальные SSR-профили; информация об их типах органельных ДНК; данные о наличии/отсутствии маркеров, ассоциированных с генами устойчивости к ряду вредных организмов. У 25 из 29 сортов, представленных разным числом дублетов, SSR-профили совпали для всех образцов, а у 4 образцов выявлены несовпадения.

Заключение. Полученные результаты подтверждают литературные данные о перспективах использования микросателлитного анализа для повышения эффективности традиционных методов верификации сортоспецифичных признаков и выявления дублетных образцов в биоресурсных коллекциях.

1. Аникина С.А., Вавилова М.А., Васильева Е.М., Козелецкая А.М. Картофель в Мурманской области. Мурманск; 1986.

2. Антонова О.Ю., Клименко Н.С., Рыбаков Д.А., Фомина Н.А., Желтова В.В., Новикова Л.Ю. и др. SSR-анализ современных российских сортов картофеля с использованием ДНК номенклатурных стандартов. Биотехнология и селекция растений. 2020;3(4):77-96. DOI: 10.30901/2658-6266-2020-4-o2

3. Антонова О.Ю., Швачко Н.А., Костина Л.И., Малышев Л.Л., Гавриленко Т.А. Генетическая дифференциация сортов картофеля с использованием SSR-маркеров. Аграрная Россия. 2004;(6):19-24. DOI: 10.30906/1999-5636-2004-6-19-24

4. Антонова О.Ю., Швачко Н.А., Новикова Л.Ю., Шувалов О.Ю., Костина Л.И., Клименко Н.С. и др. Генетическое разнообразие сортов картофеля российской селекции и стран ближнего зарубежья по данным полиморфизма SSR-локусов и маркеров R-генов устойчивости. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016;20(5):596-606. DOI: 10.18699/ VJ16.181

5. Бекетова М.П., Хавкин Э.Е. Ген R1 устойчивости к фитофторозу у восприимчивых и устойчивых сортов картофеля. Сельскохозяйственная биология. 2006;41(3):109-114.

6. Bhardwaj V., Kumar A., Sharma S., Singh B., Poonam, Sood S. et al. Analysis of genetic diversity, population structure and association mapping for late blight resistance in potato (Solanum tuberosum L.) accessions using SSR markers. Agronomy. 2023;13(2):294. DOI: 10.3390/agronomy13020294

7. Букасов С.М. 40 лет селекции картофеля в СССР. В кн.: Вопросы земледелия. Москва; 1959. С.326-339.

8. Букасов С.М., Камераз А.Я., Лехнович В.С., Корнейчук В.А., Костина Л.А. Широкий унифицированный классификатор СЭВ видов картофеля секции Tuberarium (Dun.) Buk. рода Solanum L. Ленинград: ВИР; 1977.

9. Diekmann K., Seibt K.M., Muders K., Wenke T., Junghans H., Schmidt T. et al. Diversity studies in genetic resources of Solanum spp. (section Petota) by comparative application of ISAP markers. Genetic Resources and Crop Evolution. 2017;64(8):1937-1953. DOI: 10.1007/s10722-016-0484-y

10. Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР): [сайт]. URL: https://www.vir.nw.ru [дата обращения: 08.02.2026].

11. Feingold S., Lloyd J., Norero N., Bonierbale M., Lorenzen J. Mapping and characterization of new EST-derived microsatellites for potato (Solanum tuberosum L.). Theoretical and Applied Genetics. 2005;111(3):456-466. DOI: 10.1007/s00122-005-2028-2

12. Gavrilenko T.A., Antonova O.Yu., Kostina L.I. Study of genetic diversity in potato cultivars using PCR analysis of organelle DNA. Russian Journal of Genetics. 2007;43(11):1301-1305. DOI: 10.1134/S1022795407110130

13. Gavrilenko Т.А., Klimenko N.S., Alpatieva N.V., Kostina L.I., Lebedeva V.A., Evdokimova Z.Z. et al. Cytoplasmic genetic diversity of potato varieties bred in Russia and FSU countries. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(6):753-764. DOI: 10.18699/VJ19.534

14. Gebhardt C., Bellin D., Henselewski H., Lehmann W., Schwarzfischer J., Valkonen J.P.T. Marker-assisted combination of major genes for pathogen resistance in potato. Theoretical and Applied Genetics. 2006;112(8):1458-1464. DOI: 10.1007/s00122-006-0248-8

15. Ghebreslassie B.M., Githiri S.M., Mehari T., Kasili R.W., Ghislain M., Magembe E. Genetic diversity assessment of farmers’ and improved potato (Solanum tuberosum) cultivars from Eritrea using simple sequence repeat (SSR) markers. African Journal of Biotechnology. 2016;15(35):1883-1891. DOI: 10.5897/AJB2016.15237

16. Ghislain M., Nuñez J., del Rosario Herrera M, Pignataro J.D., Guzman F., Bonierbale M. et al. Robust and highly informative microsatellite-based genetic identity kit for potato. Molecular Breeding. 2009;23(3):377-388. DOI: 10.1007/s11032-008-9240-0

17. Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: Paleontological statistics software. Package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica. 2001;4(1):1-9. Available from: http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/past.pdf [accessed Sep. 08, 2025].

18. Hosaka K., Sanetomo R. Development of a rapid identification method for potato cytoplasm and its use for evaluating Japanese collections. Theoretical and Applied Genetics. 2012;125(6):1237-1251. DOI: 10.1007/s00122-012-1909-4

19. Ivanova-Pozdejeva A., Kivistik A., Kübarsepp L., Tähtjärv T., Tsahkna A., Droz E. et al. Fingerprinting of potato genotypes from Estonian genebank collection using SSR markers. Potato Research. 2022;65(1):153-170. DOI: 10.1007/s11540021-09514-z

20. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 382. Картофель / сост. В.И. Комаров, З.П. Жолудева, Л.И. Костина, В.И. Шинкарев; под ред. К.З. Будина. Ленинград: ВИР; 1983.

21. Костина Л.И. Выделение исходного материала для селекции картофеля на основе генеалогии (методические указания). Ленинград: ВИР; 1992.

22. Костина Л.И., Косарева О.С. Генеалогия отечественных сортов картофеля. Санкт-Петербург: ВИР; 2017.

23. LI-COR. Environmental monitoring for data-driven insight: [website]. Available from: https://www.licor.com [accessed Feb. 08, 2026]

24. Список № 4 устойчивых к раку сортов и сеянцев картофеля и восприимчивых сортов по данным государственного испытания. Всесоюзная научно-исследовательская станция по раку картофеля Всесоюзного научно-исследовательского института защиты растений; 1956.

25. Список № 5 устойчивых к раку сортов и сеянцев картофеля и восприимчивых сортов по данным государственного испытания. Всесоюзная научно-исследовательская станция по раку картофеля Всесоюзного научно-исследовательского института защиты растений; 1958.

26. Список № 6 устойчивых к раку сортов и сеянцев картофеля и восприимчивых сортов по данным государственного испытания. Всесоюзная научно-исследовательская станция по раку картофеля Всесоюзного научно-исследовательского института защиты растений; 1964.

27. Malcolmson J.F., Black W. New R genes in Solanum demissum Lindl. and their complementary races of Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. Euphytica. 1966;15:199-203. DOI: 10.1007/BF00022324

28. Milbourne D., Meyer R.C., Collins A.J., Ramsay L.D., Gebhardt C., Waugh R. Isolation, characterisation and mapping of simple sequence repeat loci in potato. Molecular and General Genetics. 1998;259(3):233-245. DOI: 10.1007/s004380050809

29. Mori K., Sakamoto Y., Mukojima N., Tamiya S., Naka T., Ishii T. et al. Development of a multiplex PCR method for simultaneous detection of diagnostic DNA markers of five disease and pest resistance genes in potato. Euphytica. 2011;180(3):347-355. DOI: 10.1007/s10681-011-0381-6

30. Nagel M., Dulloo M.E., Bissessur P., Gavrilenko T., Bamberg J., Ellis D., Giovannini P. A global strategy for the conservation of potato. Bonn: Global Crop Diversity Trust; 2022. DOI: 10.5447/ipk/2022/29

31. Plaisted R.L., Hoopes R.W. The past record and future prospects for the use of exotic potato germplasm. American Potato Journal. 1989;66(10):603-627. DOI: 10.1007/BF02853982

32. Reid A., Hof L., Felix G., Rücker B., Tams S., Milczynska E. et al. Construction of an integrated microsatellite and key morphological characteristic database of potato varieties on the EU Common Catalogue. Euphytica. 2011;182(2):239-249. DOI: 10.1007/s10681-011-0462-6

33. Ross H. Potato breeding: problems and perspectives. In: W. Horn, G. Robbelen (eds). Journal Plant Breeding Supplement. Vol. 13. Berlin: Paul Parey; 1986. p. 82-86.

34. Sanetomo R., Gebhardt C. Cytoplasmic genome types of European potatoes and their effects on complex agronomic traits. BMC Plant Biology. 2015;15:162. DOI: 10.1186/s12870-015-0545-y

35. Schultz L., Cogan N.О.I., McLean K., Dale M.F.B., Bryan G.J., Forster J.N.W. et al. Evaluation and implementation of a potential diagnostic molecular marker for H1-conferred potato cyst nematode resistance in potato (Solanum tuberosum L.). Plant Breeding. 2012;131(2):315-321. DOI: 10.1111/j.1439 0523.2012.01949.x

36. Щибря М.А. Двухурожайные сорта картофеля. В кн.: Сборник достижений научных учреждений Краснодарского края. Выпуск 2 / под ред. И.С. Сидоровой. Краснодар; 1954. C.168-171.

37. Швачко Н.А. Генетическое разнообразие селекционных сортов картофеля коллекции ВИР, выявленное SSR анализом: дис. … канд. биол. наук. Санкт-Петербург: ВИР; 2012.

38. Takeuchi T., Sasaki J., Suzuki T., Horita H., Hiura S., Iketani S. et al. DNA markers for efficient selection of disease and pests resistance genes in potato. In: Hokkaido Nogyo-Shiken-Kaigi-Shiryo 2008. Tsukuba: NARO; 2009. p.1-26. [in Japanese]

39. Травина С.Н. Полярная опытная станция ВИР – северный форпост исследований картофеля. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(1):139-145. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-139-145

40. Van Berloo R., Hutten R.C.B., van Eck H.J., Visser R.G.F. An online potato pedigree database resource. Potato Research. 2007;50(1):45-57. DOI: 10.1007/s11540-007-9028-3

41. Зайцева Н.Д. Определитель сортов картофеля. Москва: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы; 1950.

42. Зайцева Н.Д. Определитель ракоустойчивых сортов картофеля. Москва: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы; 1953.

43. Зайцева Н.Д. Работы научно-исследовательского института картофельного хозяйства. Выпуск VII. Описание сортов картофеля, участвовавших в государственном сортоиспытании. Москва: Сельхозгиз; 1935.

44. Зайцева Н.Д., Максимова С.А., Черникова М.Ф. Лучшие сорта картофеля. Москва: Колос; 1975.