izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.34677/0021-342X-2019-3-19-32izvestiiatimacad-73Research ArticleГЕНЕТИКА, БИОТЕХНОЛОГИЯ, СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВОGENETICS, BIOTECHNOLOGY, BREEDING AND SEED PRODUCTIONПрименение ISSR-анализа для идентификации видов рода колючещетинник CenchrusApplication of ISSR-analysis to identify species of the Cenchrus genusСыксинС. В.SyksinS. V.Stason16@inbox.ruБлиноваС. А.BlinovS. A.noemail@neicon.ruЯшкинА. С.YashkinA. S.noemail@neicon.ruКулаковВ. Г.KulakovV. G.vitaliyk2575@mail.ruКулаковаЮ. Ю.KulakovYu. Yu.thymus73@mail.ruАладинаО. Н.AladinaO. N.alberry7@yandex.ruСоловьевА. А.SolovievA. A.a.soloviev70@gmail.comГБОУ ВО Российский государственный аграрный университет -МСХА имени К.А. Тимирязева; ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии;ООО «Синтол»РоссияRussian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy; All-Russian Research Institute of Agricultural Biotechnology; LLC SyntolRussian FederationФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии; ООО «Синтол»РоссияAll-Russian Research Institute of Agricultural Biotechnology; LLC SyntolRussian FederationООО «Синтол»РоссияLLC SyntolRussian FederationФГБУ «Всероссийский центр карантина растений»РоссияAll-Russian Center for Plant QuarantineRussian FederationФГБОУ ВО Российский государственный аграрный университет -МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationФГБОУ ВО Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева; ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологииРоссияRussian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy; All-Russian Research Institute of Agricultural BiotechnologyRussian Federation201917112022031932Copyright © Сыксин С.В., Блинова С.А., Яшкин А.С., Кулаков В.Г., Кулакова Ю.Ю., Аладина О.Н., Соловьев А.А., 20222022Сыксин С.В., Блинова С.А., Яшкин А.С., Кулаков В.Г., Кулакова Ю.Ю., Аладина О.Н., Соловьев А.А.Syksin S.V., Blinov S.A., Yashkin A.S., Kulakov V.G., Kulakov Y.Y., Aladina O.N., Soloviev A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/73

Среди имеющихся в природе более 20 видов колючещетинника для Российской Федерации особое значение приобретает Ценхрус длинноколючковый (Cenchrus longispinus (Hackel ex Kneuck.) Fernald) - однолетний злак североамериканского происхождения. Это растение широко распространено в странах умеренного климата как сорное растение. Засоряет посевы пропашных, овощных и бахчевых культур, виноградники и сады. Является карантинным объектом для Российской Федерации и стран Евразийского экономического союза. На территории нашей страны имеются небольшие разрозненные очаги, локализованные по железнодорожным путям и городским территориям. Идентификация объекта в прегенеративном состоянии трудна из-за морфологической схожести сорняка с другими злаками. Для ранней диагностики сорняка предлагается использовать молекулярно-генетический подход - на основе применения ISSR-маркеров. Целью данного исследования является поиск молекулярных ISSR-маркеров для дифференциации видов рода Cenchrus и идентификации карантинного вида C. longispinus. Исследовано 15 образцов, относящихся к 8 видам рода Cenchrus, полученных из коллекции ФГБУ «Всероссийский центр карантина растений» (ФГБУ «ВНИИКР»). Для выявления межвидового генетического разнообразия использован набор из 21 ISSR-маркера, из которых по 6 маркерам установлен полиморфизм, позволяющий провести идентификацию изучаемых видов рода Cenchrus. Видоспецифические профили ампликонов данных ISSR-маркеров позволяют идентифицировать изучаемые виды. По ряду маркеров выделены видоспецифические бэнды C. longispinus.

Among more than 20 existing types of longspine sandbur, (Cenhrus longispinus (Hackel ex Kneuck.) Fernald), an annual cereal of North American origin, is of particular importance for the Russian Federation. This plant is widely distributed in temperate countries as a weed plant. It contaminates farm crops, vegetables and melons, vineyards and gardens. It is a quarantine object for the Russian Federation and the countries of the Eurasian Economic Union. On the territory of our country there are small disparate foci localized along railway lines and within urban areas. Identification of the object in the pre-generation state is difficult due to the morphological similarity of the weed with other grasses. For the early detection of the weeds, it is proposed to use a molecular genetic approach based on the use of ISSR markers. The purpose of this study is to search for molecular ISSR markers to differentiate species of the Cenchrus genus and identify the quarantine species of C. longispinus. The authors studied fifteen specimens belonging to eight species of the Cenchrus genus and obtained from the collection of the All-Russian Plant Quarantine Center (VNIIKR). To identify interspecific genetic diversity, a set of twentyone ISSR markers was used. Six of the markers showed polymorphism, which allows identifying the studied species of the Cen-chrus genus. The species-specific profiles of the amplicons of these ISSR markers allow identifying the considered species. For a number of markers, species-specific C. longispinus bands have been identified.

Cenchrusколючещетинникценхрус длинноколючковыйC. longispinusC. echinatusC. ciliarisCenchrus myosuroidesC. spinifexC. browniiC. palmeriC. pilosusПЦРISSR-маркерымолекулярные маркерыCenchruslongspine sandburlong-thorned sandburC. longispinusC. echina-tusC. ciliarisCenchrus myosuroidesC. spinifexC. browniiC. palmeriC. pilosusPCRISSR markersmolecular markersReferencesБоронникова С.В. Генетическая паспортизация популяций редких видов растений рода Adonis с использованием ISSR- и IRAP-маркеров / С.В. Боронникова // Известия ТСХА. - 2009. - № 1. - С. 82-88.Боронникова С.В. Генетическая паспортизация популяций редких видов растений рода Adonis с использованием ISSR- и IRAP-маркеров / С.В. Боронникова // Известия ТСХА. - 2009. - № 1. - С. 82-88.Гришин С.Ю. Влияние температуры отжига и последовательности RAPD- и ISSR-праймеров на результаты ПЦР-анализа ДНК люпина узколистного / С.Ю. Гришин В.В. Заякин // Вестник Брянского Государственного Университета. -2012. - № 4-2.- С. 136-140.Гришин С.Ю. Влияние температуры отжига и последовательности RAPD- и ISSR-праймеров на результаты ПЦР-анализа ДНК люпина узколистного / С.Ю. Гришин В.В. Заякин // Вестник Брянского Государственного Университета. -2012. - № 4-2.- С. 136-140.Дивашук М.Г. Молекулярно-цитогенетическая характеристика линии яровой тритикале 131/7, несущей ржано-пшеничную транслокацию / М.Г. Дивашук П.Ю. Крупин А.А. Соловьев Г.И. Карлов // Генетика. - 2010. - Т. 46. - № 2. - С. 211-217.Дивашук М.Г. Молекулярно-цитогенетическая характеристика линии яровой тритикале 131/7, несущей ржано-пшеничную транслокацию / М.Г. Дивашук П.Ю. Крупин А.А. Соловьев Г.И. Карлов // Генетика. - 2010. - Т. 46. - № 2. - С. 211-217.Единый перечень карантинных объектов Евразийского экономического союза // Решение Совета Евразийской экономической комиссии от 30 ноября 2016 г. № 158. Режим доступа: [https://docs.eaeunion.org/docs/en-us/01213201/cncd_06032017_158] -Дата обращения: 18.06.2017.Единый перечень карантинных объектов Евразийского экономического союза // Решение Совета Евразийской экономической комиссии от 30 ноября 2016 г. № 158. Режим доступа: [https://docs.eaeunion.org/docs/en-us/01213201/cncd_06032017_158] -Дата обращения: 18.06.2017.Камаев И. О. Непарный шелкопряд (Lymantria dispar): выделение внутривидовых комплексов и молекулярно-генетические подходы к идентификации азиатского подвида / И.О. Камаев Е.С. Мазурин А.В. Шипулин // Карантин растений. Наука и практика. - 2015. - № 1 (11). - С. 45-52.Камаев И. О. Непарный шелкопряд (Lymantria dispar): выделение внутривидовых комплексов и молекулярно-генетические подходы к идентификации азиатского подвида / И.О. Камаев Е.С. Мазурин А.В. Шипулин // Карантин растений. Наука и практика. - 2015. - № 1 (11). - С. 45-52.Крупин П.Ю. Адаптация микросателлитных SSR-маркеров пшеницы для анализа геномов пырея среднего, пырея удлиненного и пшенично-пырейных гибридов / П.Ю. Крупин М.Г. Дивашук И.А. Фесенко Г.И. Карлов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2011. - № 3. - С. 49-57.Крупин П.Ю. Адаптация микросателлитных SSR-маркеров пшеницы для анализа геномов пырея среднего, пырея удлиненного и пшенично-пырейных гибридов / П.Ю. Крупин М.Г. Дивашук И.А. Фесенко Г.И. Карлов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2011. - № 3. - С. 49-57.Кулаков В.Г. Современная номенклатура и таксономия карантинного для России вида ценхруса / В.Г. Кулаков Ю.Ю. Кулакова // Карантин растений - 2014 -№ 1 (7). - С. 11-15.Кулаков В.Г. Современная номенклатура и таксономия карантинного для России вида ценхруса / В.Г. Кулаков Ю.Ю. Кулакова // Карантин растений - 2014 -№ 1 (7). - С. 11-15.Кулакова Ю.Ю. Поиск молекулярных маркеров для идентификации сорных растений / Ю.Ю. Кулакова В.Г. Кулаков // Карантин растений. Наука и практика. - 2015. - № 1 (11). - С. 32-36.Кулакова Ю.Ю. Поиск молекулярных маркеров для идентификации сорных растений / Ю.Ю. Кулакова В.Г. Кулаков // Карантин растений. Наука и практика. - 2015. - № 1 (11). - С. 32-36.Мазурин Е.С. Оценка штаммового разнообразия возбудителя сосудистого бактериоза капусты / Е.С. Мазурин А.Н. Игнатов Е.В. Матвеева Ф.С.У. Джалилов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2010. - № 5. - С. 66-75.Мазурин Е.С. Оценка штаммового разнообразия возбудителя сосудистого бактериоза капусты / Е.С. Мазурин А.Н. Игнатов Е.В. Матвеева Ф.С.У. Джалилов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2010. - № 5. - С. 66-75.Москаленко Г.П. Аллелопатические свойства карантинного сорняка Cenchrus tribuloides L. / Г.П. Москаленко А.Н. Кудрявцева // Тезисы докл. Всесоюзн. школы мол. ученых и специалистов. - Кишинев. - 1985. - С. 41-42.Москаленко Г.П. Аллелопатические свойства карантинного сорняка Cenchrus tribuloides L. / Г.П. Москаленко А.Н. Кудрявцева // Тезисы докл. Всесоюзн. школы мол. ученых и специалистов. - Кишинев. - 1985. - С. 41-42.Москаленко Г.П. Борьба с ценхрусом якорцевым в посевах кукурузы / Г.П. Москаленко, А.Н. Кудрявцева // Применение пестицидов и их воздействие на сельскохозяйственные культуры и сорные растения при интенсивной химизации. - М., 1986. - С. 28-32.Москаленко Г.П. Борьба с ценхрусом якорцевым в посевах кукурузы / Г.П. Москаленко, А.Н. Кудрявцева // Применение пестицидов и их воздействие на сельскохозяйственные культуры и сорные растения при интенсивной химизации. - М., 1986. - С. 28-32.Москаленко Г. П. Борьба с ценхрусом малоцветковым на землях несельскохозяйственного пользования / Г.П. Москаленко А.Н. Кудрявцева // Применение новых химических и микробиологических препаратов в борьбе с карантинными вредителями, болезнями и сорными растениями. - М., 1987. - С. 194-196.Москаленко Г. П. Борьба с ценхрусом малоцветковым на землях несельскохозяйственного пользования / Г.П. Москаленко А.Н. Кудрявцева // Применение новых химических и микробиологических препаратов в борьбе с карантинными вредителями, болезнями и сорными растениями. - М., 1987. - С. 194-196.Национальный доклад о фитосанитарном состоянии территории Российской Федерации - МСХ РФ, Федеральная служба по ветеринарному и фитосанитарному надзору, 2017-24 с. Режим доступа: [http://fsvps.ru/fsvps-docs/ru/usefulinf/fUes/nd2017.pdf].Национальный доклад о фитосанитарном состоянии территории Российской Федерации - МСХ РФ, Федеральная служба по ветеринарному и фитосанитарному надзору, 2017-24 с. Режим доступа: [http://fsvps.ru/fsvps-docs/ru/usefulinf/fUes/nd2017.pdf].Распоряжение Правительства Российской Федерации от 13 мая 2017 года № 917-р. Режим доступа: [http://government.ru/docs/27684/].Распоряжение Правительства Российской Федерации от 13 мая 2017 года № 917-р. Режим доступа: [http://government.ru/docs/27684/].Сахарова А.Н. Применение SSR-маркеров для оценки уровня гибридности семян F1 огурца / А.Н. Сахарова Г.Н. Андреева И.А. Фесенко Л.И. Хрусталева Г.И. Карлов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2011. -№ 6.- С. 150-155.Сахарова А.Н. Применение SSR-маркеров для оценки уровня гибридности семян F1 огурца / А.Н. Сахарова Г.Н. Андреева И.А. Фесенко Л.И. Хрусталева Г.И. Карлов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2011. -№ 6.- С. 150-155.Семенов А.Н. Сравнительный анализ полиморфизма микросателлитных маркеров у ряда видов рода Fusarium / А.Н. Семенов М.Г. Дивашук М.С. Баженов Г.И. Карлов В.И. Леунов А.Н Ховрин А.А. Егорова Л.М. Соколова Т.А. Терешонкова К.Л. Алексеева В.М. Леунова // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 1. - С. 40-50.Семенов А.Н. Сравнительный анализ полиморфизма микросателлитных маркеров у ряда видов рода Fusarium / А.Н. Семенов М.Г. Дивашук М.С. Баженов Г.И. Карлов В.И. Леунов А.Н Ховрин А.А. Егорова Л.М. Соколова Т.А. Терешонкова К.Л. Алексеева В.М. Леунова // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 1. - С. 40-50.Соболев В.В. Оценка межвидового и межсортового полиморфизма малины и маркирование признака ремонтантности с использованием ISSR-ПЦР-анализа / В.В. Соболев А.Г. Соболева Г.Н. Андреева Г.И. Карлов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2009. - № 2. - С. 103-109.Соболев В.В. Оценка межвидового и межсортового полиморфизма малины и маркирование признака ремонтантности с использованием ISSR-ПЦР-анализа / В.В. Соболев А.Г. Соболева Г.Н. Андреева Г.И. Карлов // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2009. - № 2. - С. 103-109.Сурина Т.А. Мониторинг фитофтороза древесных и кустарниковых растений / Т.А. Сурина С.Н. Еланский Е.С. Мазурин // Защита и карантин растений. - 2015. - № 1. - С. 42-43.Сурина Т.А. Мониторинг фитофтороза древесных и кустарниковых растений / Т.А. Сурина С.Н. Еланский Е.С. Мазурин // Защита и карантин растений. - 2015. - № 1. - С. 42-43.Тохтарь В.К. Ценхрус длинноколючковый - еще один американский «гость» Центрального Черноземья / В.К. Тохтарь О.В. Фомина // Защита и карантин растений. - 2010. - № 12. - С. 26-27.Тохтарь В.К. Ценхрус длинноколючковый - еще один американский «гость» Центрального Черноземья / В.К. Тохтарь О.В. Фомина // Защита и карантин растений. - 2010. - № 12. - С. 26-27.Хавкин Э.Е. Молекулярные маркеры в растениеводстве // Сельскохозяйственная биология. - 1997. - № 5. - С. 3-21.Хавкин Э.Е. Молекулярные маркеры в растениеводстве // Сельскохозяйственная биология. - 1997. - № 5. - С. 3-21.Чакина Е.А. Молекулярно-генетические методы исследования древесины кедра сибирского при решении задач судебно-ботанической экспертизы / Е.А. Чакина Г.Н. Андреева Г.И. Карлов А.А. Соловьев О.Б. Градусова Н.Н. Лобанов // Теория и практика судебной экспертизы. - 2010. - № 3 (19). - С. 188-197.Чакина Е.А. Молекулярно-генетические методы исследования древесины кедра сибирского при решении задач судебно-ботанической экспертизы / Е.А. Чакина Г.Н. Андреева Г.И. Карлов А.А. Соловьев О.Б. Градусова Н.Н. Лобанов // Теория и практика судебной экспертизы. - 2010. - № 3 (19). - С. 188-197.Bartos J. A first survey of the rye (Secale cereale) genome composition through BAC end sequencing of the short arm of chromosome 1R // J. Bartos E. Paux R. Kofler M. Havrankova D. Kopecky P. Suchankova J. Safar H. Simkova C.D. Town T. Lel-ley C. Feuillet J. Dolezel // BMC Plant Biology. - 2008. - 8. - 95. - 12 p.Bartos J. A first survey of the rye (Secale cereale) genome composition through BAC end sequencing of the short arm of chromosome 1R // J. Bartos E. Paux R. Kofler M. Havrankova D. Kopecky P. Suchankova J. Safar H. Simkova C.D. Town T. Lel-ley C. Feuillet J. Dolezel // BMC Plant Biology. - 2008. - 8. - 95. - 12 p.DeLisle D.G. Taxonomy and distribution of the genus Cenchrus. // Iowa State Journal of Science. - 1963. - Vol. 37. - P. 259-351.DeLisle D.G. Taxonomy and distribution of the genus Cenchrus. // Iowa State Journal of Science. - 1963. - Vol. 37. - P. 259-351.Eivazi A.R. Assessing wheat (Triticum aestivum L.) genetic diversity using quality traits, amplified fragment length polymorphisms, simple sequence repeats and proteome analysis. / A.R. Eivazi, M.R. Naghavi, M. Hajheidari, S.M. Pirseyedi, M.R. Ghaffari, S.A. Mohammadi, I. Majidi, G.H. Salekdehl & M. Mardi // Annals of Applied Biology. -2008.152:81-91.Eivazi A.R. Assessing wheat (Triticum aestivum L.) genetic diversity using quality traits, amplified fragment length polymorphisms, simple sequence repeats and proteome analysis. / A.R. Eivazi, M.R. Naghavi, M. Hajheidari, S.M. Pirseyedi, M.R. Ghaffari, S.A. Mohammadi, I. Majidi, G.H. Salekdehl & M. Mardi // Annals of Applied Biology. -2008.152:81-91.Hitchcock A.S., Chase A. Manual of the grasses of the United States. Second Edition. Washington. - 1950. - 1051 p.Hitchcock A.S., Chase A. Manual of the grasses of the United States. Second Edition. Washington. - 1950. - 1051 p.Korzun V. Application of microsatellite markers to distinguish inter-varietal chromosome substitution lines of wheat (Triticum aestivum L.) / V. Korzun A. Borner A.J. Worland C.N. Law & M.S. Roder // Euphytica. - 1997. - 95. - p. 149-155.Korzun V. Application of microsatellite markers to distinguish inter-varietal chromosome substitution lines of wheat (Triticum aestivum L.) / V. Korzun A. Borner A.J. Worland C.N. Law & M.S. Roder // Euphytica. - 1997. - 95. - p. 149-155.Kulakova Yu.Yu. Search for molecular markers for identification of weeds / Yu.Yu. Kulakova V.G. Kulakov E.S. Mazurin // Карантин растений. Наука и практика. -2015. - № 1 (11). - С. 36-39.Kulakova Yu.Yu. Search for molecular markers for identification of weeds / Yu.Yu. Kulakova V.G. Kulakov E.S. Mazurin // Карантин растений. Наука и практика. -2015. - № 1 (11). - С. 36-39.Mabberley D.J. Mabberley’s plant-book (3th ed.). Cambridge University Press, Cambridge: XVIII - 2008. + 1021 p.Mabberley D.J. Mabberley’s plant-book (3th ed.). Cambridge University Press, Cambridge: XVIII - 2008. + 1021 p.PCR Protocol for Taq DNA Polymerase with Standard Taq Buffer [Электронный ресурс] / New England Biolabs. - Режим доступа: https://www.neb.com/proto-cols/1/01/01/taq-dna-polymerase-with-standard-taq-buffer-m0273.html - (Дата обращения: 18.02.2017).PCR Protocol for Taq DNA Polymerase with Standard Taq Buffer [Электронный ресурс] / New England Biolabs. - Режим доступа: https://www.neb.com/proto-cols/1/01/01/taq-dna-polymerase-with-standard-taq-buffer-m0273.html - (Дата обращения: 18.02.2017).Stieber M.T. Cenchrus / M.T. Stieber J.K. Wipff // Flora of North America north of Mexico, - 2003. - Vol. 25. - Oxford University Press, New York-Oxford. - P. 529-535.Stieber M.T. Cenchrus / M.T. Stieber J.K. Wipff // Flora of North America north of Mexico, - 2003. - Vol. 25. - Oxford University Press, New York-Oxford. - P. 529-535.

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