Изучение генетического полиморфизма сортов земляники садовой и земклуники методом SSR-маркирования

Анализ генетического состава образцов коллекции сельскохозяйственных растений важный этап селекционных исследований, который может быть оптимизирован при помощи молекулярно-генетических методов, одним из которых является ДНК-маркирование перспективное направление для получения информации о генетической структуре селекционного материала, составления генетических паспортов и сортовой идентификации. Оценка генетического полиморфизма с использованием SSR-маркеров широко используется благодаря простоте применения, точности и воспроизводимости результатов. Цель работы состояла в получении данных о генетическом полиморфизме при помощи SSR-маркирования и изучении генетических связей наиболее ценных сортов земляники садовой и земклуники из коллекции ФГБНУ ФНЦ Садоводства для оптимизации селекционного процесса, защиты прав патентообладателя и авторов сортов. Исследование образцов проведено методом ПЦР с использованием 10 пар SSR-праймеров (FG7ab, FG7cd, FG2ab, FG2cd, EMFvi136, EMFn121, UFFa3-D11, ARSFL9, EMFxa380097, ARSFL11). Оценка качества продуктов амплификации осуществлена с помощью гель-электрофореза, размер и количество полученных ампликонов установлены методом фрагментного анализа. Были составлены уникальные генетические профили по 10 локусам для образцов 27 сортов земляники: ‘Барыня’, ‘Берегиня’, ‘Витязь’, ‘Восторг’, ‘Любава’, ‘Удача’, ‘Царица’, ‘Наше Подмосковье’, ‘Альфа’, ‘Кокинская Заря’, ‘Росинка’, ‘Кокинская Поздняя’, ‘Кокинская Ранняя’, ‘Славутич’, ‘Студенческая’, ‘Фестивальная’, ‘Сударушка’, ‘Рубиновый Кулон’, ‘Honeoye’, ‘Clery’, ‘Lord’, ‘Darselect’, ‘Polka’, ‘Alba’, ‘Baron Solemacher’, ‘Боровицкая’, ‘Елизавета-2’ и 1 сорта земклуники ‘Купчиха’. Анализ аллельных наборов для изучаемых сортообразцов по указанным локусам показал высокий уровень генетического полиморфизма. На генетических профилях всего было зафиксировано 143 фрагмента, из которых 100 % были полиморфными. Выбранные маркеры отличались высокой дискриминационной способностью, среднее значение коэффициента PD составило 0,89 на локус. Результаты генотипирования сортов статистически обработаны методом кластерного анализа. Изучаемые образцы в основном кластеризовались соответственно наличию общих родительских форм, за исключением редких случаев, предположительно обусловленных комбинативной изменчивостью. Для кластеров, объединивших близкородственные сорта, наблюдалась высокая поддержка, что свидетельствует о достоверности проведенного анализа. Результаты проведенной работы актуальны для сортоизучения и позволяют комплексно оценить селекционный материал при планировании скрещиваний с целью получения новых конкурентоспособных сортов с заданными свойствами.

1. Arifova Z. I., Smykov A. V. The relationship between the chemical composition and taste of strawberries, Byulleten’ Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada. 2021;140:52-59. DOI: 10.36305/0513-1634-2021-140-52-59. (in Russ.).

2. Жбанова Е. В., Лукъянчук И. В. Плоды земляники садовой (Fragaria × ananassa Duch.) как ценный источник микронутриентов, Современное садоводство. 2024;2:6-17.

3. Raffaelli D., Qaderi R., Mazzoni L., Mezzetti B., Capocasa F. Yield and Sensorial and Nutritional Quality of Strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) Fruits from Plants Grown Under Diff erent Amounts of Irrigation in Soilless Cultivation, Plants. 2025;14(2):286. DOI: 10.3390/plants14020286.

4. Kouloumprouka Zacharaki A. Opportunities and challenges for strawberry cultivation in urban food production systems, Plants, People, Planet. 2024;6(3):611-621. DOI: 10.1002/ppp3.10475.

5. Klakotskaya N., Laurson P., Libek A. V., Kikas A. Assessment of the Aim Characteristics of Strawberry ( Fragaria × ananassa ) Cultivars in Estonia by Using the K-Means Clustering Method, Horticulturae. 2023;9(1):104. DOI: 10.3390/horticulturae9010104.

6. Saridas M. A., Simsek O., Donmez D. Genetic diversity and fruit characteristics of new superior hybrid strawberry (Fragaria × ananassa Duchesne ex Rozier) genotypes, Genet Resour Crop Evol. 2021;68:741-758. DOI: 10.1007/s10722-020-01020-4.

7. Jin X., Du H., Zhu C. Haplotype-resolved genomes of wild octoploid progenitors illuminate genomic diversifi cations from wild relatives to cultivated strawberry, Nat. Plants. 2023;9:1252-1266. DOI: 10.1038/s41477-023-01473-2.

8. Марченко Л. А. Генетическое разнообразие современных сортов земляники садовой отечественной селекции, Плодоводство и ягодоводство России. 2020;62:59-69. DOI: 10.31676/2073-4948-2020-62-59-69.

9. Авдеева З. А., Мурсалимова Г. Р., Салимова Р. Р. Оценка продуктивности земляники селекции ВСТИСП в условиях степного Приуралья, Современное садоводство. 2018;1(25):44-49. DOI: 10.24411/2312-6701-2018-10107.

10. Gil-Ariza D. J., Amaya I., López-Aranda J. M., Sánchez-Sevilla J. F., Ángel Botella M., Valpuesta, V. Impact of Plant Breeding on the Genetic Diversity of Cultivated Strawberry as Revealed by Expressed Sequence Tag-derived Simple Sequence Repeat Markers, Journal of the American Society for Horticultural Science. 2009;134:337-347. DOI: 10.21273/JASHS.134.3.337.

11. Zhen F., Whitaker V. M., Genomic signatures of strawberry domestication and diversifi cation, The Plant Cell. 2024;36(5):1622-1636. DOI: 10.1093/plcell/koad314.

12. Козлова И. И. Перспективный исходный селекционный материал интродуцированных сортов земляники садовой (Fragaria × ananassa Duch.), Плодоводство и ягодоводство России. 2021;64:9-16. DOI: 10.31676/2073-4948-2021-64-9-16.

13. Razavi F. Development of Drought Associated AFLP and EST Candidate Gene Markers in Fragaria sp. as a Simple Genomic Model of Rosaceae, International Journal of Horticultural Science and Technology. 2024;11(3):331-352. DOI: 10.22059/ijhst.2023.354595.612.

14. Гузеева А. А., Капитова И. А., Сазонов Ф.Ф. Сравнительный анализ способов выделения ДНК из замороженных листьев смородины черной, Современное садоводство. 2024;3:6-15.

15. Sargent D. J., Clarke J., Simpson D. W., Tobutt K. R., Arús P., Monfort A., Vilanova S., Denoyes-Rothan B., Rousseau M., Folta K. M., Bassil N. V., Battey N. H. An enhanced microsatellite map of diploid Fragaria, Theoretical and applied genetics. 2006;112(7):1349-1359. DOI: 10.1007/s00122-006-0237-y.

16. Chambers A., Carle S., Njuguna W. A genome-enabled, high-throughput, and multiplexed fi ngerprinting platform for strawberry (Fragaria L.), Molecular Breeding. 2013;31:615-629. DOI: 10.1007/s11032-012-9819-3.

17. Ashley M. V., Wilk J. A., Styan S. M., Craft K. J., Jones K. L., Feldheim K. A., Lewers K. S., Ashman T. L. High variability and disomic segregation of microsatellites in the octoploid Fragaria virginiana Mill. (Rosaceae), Theoretical and applied genetics. 2003;107(7):1201-1207. DOI: 10.1007/s00122-003-1370-5.

18. Amiryousef A., Hyvönen J., Poczai P. iMEC: Online Marker Efficiency Calculator, Applications in Plant Sciences. 2018;6:6. DOI: 10.1002/aps3.1159.