Preview

Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии

Расширенный поиск

Конкурентная аллель-специфичная ПЦР (KASP): особенности, интерпретация результатов

https://doi.org/10.26897/0021-342X-2022-6-79-93

Аннотация

Использование конкурентной аллель-специфичной ПЦР становится популярным методом для массового генотипирования сельскохозяйственных культур. Разработка маркеров на SNP в полиплоидных организмах требует дополнительной проверки и тестирования при разработке праймеров для дальнейшего использования. Предлагается алгоритм проверки и интерпретации работоспособности KASP-маркеров на пшенице с помощью существующих геномных сборок мягкой пшеницы. С помощью описанного алгоритма было проанализировано 6 KASP-маркеров на гены VIVIPAROUS-1, MOTHER OF FT AND TFL1, TGW6-A1, PSY-A1, Dreb-B1 и локус устойчивости к листовой ржавчине Lr14a. Наиболее перспективными KASP-маркерами по результатам биоинформатического анализа и ПЦР оказались маркеры на гены VIVIPAROUS-1, MOTHER OF FT AND TFL1.

Об авторах

Е. А. Никитина
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»
Россия

Никитина Екатерина Александровна, младший научный сотрудник

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 42 



А. В. Архипов
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»
Россия

Архипов Андрей Владимирович, младший научный сотрудник

 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 42



Я. В. Минькова
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»
Россия

Минькова Яна Вадимовна, младший научный сотрудник

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 42



А. С. Яновский
ФГБНУ «Национальный центр зерна им. П.П. Лукьяненко»
Россия

Яновский Алексей Сергеевич, канд. с.-х. наук, в.н.с., Отдел селекции и семеноводства пшеницы и тритикале

350012,  г. Краснодар, Центральная усадьба КНИИСХ



В. А. Коробкова
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»
Россия

Коробкова Варвара Александровна, младший научный сотрудник

 127550,  г. Москва, ул. Тимирязевская, 42



М. А. Самарина
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»; Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева
Россия

Самарина Мария Алексеевна, младший научный сотрудник

 127550,  г. Москва, ул. Тимирязевская, 42 



А. Г. Черноок
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»
Россия

Черноок Анастасия Геннадьевна, младший научный сотрудник

 127550,  г. Москва, ул. Тимирязевская, 42



П. Ю. Крупин
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»
Россия

Крупин Павел Юрьевич, канд. биол. наук, в.н.с.

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 42



Г. И. Карлов
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»
Россия

Карлов Геннадий Ильич, д-р биол. наук, академик РАН, директор

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 42



М. Г. Дивашук
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии»; Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева
Россия

Дивашук Михаил Георгиевич, канд. биол. наук, в.н.с. 

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 42; e-mail: 



Список литературы

1. Ayalew H., Tsang P.W., Chu C., Wang J., Liu S., Chen C., Ma X.F. Comparison of TaqMan, KASP and rhAmp SNP genotyping platforms in hexaploid wheat // PLOS ONE. – 2019. – Vol. 14. – № 5. – P. e0217222.

2. Brinton J., Ramirez-Gonzalez R.H., Simmonds J., Wingen L., Orford S., Griffiths S. & 10 Wheat Genome Project, Haberer G., Spannagl M., Walkowiak S., Pozniak C. & Uauy C. A haplotype-led approach to increase the precision of wheat breeding // Communications Biology. – 2020. – Vol. 3. – № 1. – P. 712.

3. Darrier B., Colas I., Rimbert H., Choulet F., Bazile J., Sortais A., Jenczewski E., Sourdille P. Location and Identification on Chromosome 3B of Bread Wheat of Genes Affecting Chiasma Number // Plants. – 2022. – Vol. 11. – № 17. – P. 2281.

4. Duan X., Yu H., Ma J., Sun W., Zhao Y., Yang R., Ning T., Li Q., Q. Liu, Guo T., Yan M., Tian J., Chen J. A major and stable QTL controlling wheat thousand grain weight: identification, characterization, and CAPS marker development // Molecular Breeding. – 2020. – Vol. 40. – № 7. – P. 68.

5. Food and Agroculture Organization of the United Nations Selected indicators in Russion Federation // Сайт FAOSTAT. – 2020. – URL: https://www.fao.org/faostat/en/#country/185.

6. Hanig M., Gao F., Liu J., Wen W., Zhang Y., Rasheed A., Xia X., He Z. & Cao S. TaTGW6-A1, an ortholog of rice TGW6, is associated with grain weight and yield in bread wheat // Molecular Breeding. – 2016. – Vol. 36. – № 1. – P. 1.

7. He X.Y., He Z.H., Zhang L.P, Sun D.J., Morris C.F., Fuerst E.P. & Xia X.C. Allelic variation of polyphenol oxidase (PPO) genes located on chromosomes 2A and 2D and development of functional markers for the PPO genes in common wheat // Theoretical and Applied Genetics. – 2007. – Vol. 115. – № 1. – Pр. 47–58.

8. He X.Y., Zhang Y.L., He Z.H., Wu Y.P., Xiao Y.G., Ma C.X. & Xia X.C. Characterization of phytoene synthase 1 gene (Psy1) located on common wheat chromosome 7A and development of a functional marker // Theoretical and Applied Genetics. – 2008. – Vol. 116. – № 2. – Pр. 213–221.

9. Kaur B., Mavi G.S., Gill M.S., Saini D.K. Utilization of KASP technology for wheat improvement // Cereal Research Communications. – 2020. – Vol. 48. – № 4. – Pр. 409–421.

10. Kumar S., Kumar М., Mir R.R., Kumar R. & Kumar S. Advances in Molecular Markers and Their Use in Genetic Improvement of Wheat // Physiological, Molecular, and Genetic Perspectives of Wheat Improvement. – Cham: Springer International Publishing, 2021. – Pр. 139–174.

11. Lei L., Zhu X., Wang S., Zhu M., Carver B.F., Yan L. TaMFT-A1 Is Associated with Seed Germination Sensitive to Temperature in Winter Wheat // PLoS ONE. – 2013. – Vol. 8. – № 9. – P. e73330.

12. Poland J.A., Brown P.J., Sorrells M.E., Jannink J. – L. Development of High-Density Genetic Maps for Barley and Wheat Using a Novel Two-Enzyme Genotyping-by-Sequencing Approach // PLoS ONE. – 2012. – Vol. 7. – № 2. – P. e32253.

13. Ramirez-Gonzalez R.H., Uauy C., Caccamo M. PolyMarker: A fast polyploid primer design pipeline: Fig. 1 // Bioinformatics. – 2015. – Vol. 31. – № 12. – Pр. 2038–2039.

14. Rasheed A., Wen W., Gao F., Zhai S., Jin H., Liu J., Guo Q., Zhang Y., Dreisigacker S., Xia X. & He Z. Development and validation of KASP assays for genes underpinning key economic traits in bread wheat // Theoretical and Applied Genetics. – 2016. – Vol. 129. – № 10. – Pр. 1843–1860.

15. Rogers S.O., Bendich A.J. Extraction of total cellular DNA from plants, algae and fungi // Plant Molecular Biology Manual. – Dordrecht: Springer Netherlands, 1994. – Pр. 183–190.

16. Shavrukov Y. Comparison of SNP and CAPS markers application in genetic research in wheat and barley // BMC Plant Biology. – 2016. – Vol. 16. – № S1. – P. 11.

17. Tan C., Assanga S., Zhang G., Rudd J.C., Haley S.D., Xue Q., Ibrahim A., Bai G., Zhang X., Byrne P., Fuentealba M.P., Liu S.. Development and Validation of KASP Markers for Wheat Streak Mosaic Virus Resistance Gene Wsm2 // Crop Science. – 2017. – Vol. 57. – № 1. – Pр. 340–349.

18. Tariq H. A novel and high throughput wheat (Triticum aestivum L.) genotyping using Kompetitive Allele Specific PCR assay for genes underpinning major economic attributes // Pakistan Journal of Agricultural Sciences. – 2021. – Vol. 58. – № 06. – Pр. 1799–1807.

19. Terracciano I., Maccaferri M., Bassi F., Mantovani P., Sanguineti M.C., Salvi S., Šimková H., Doležel J., Massi A., Ammar K., Kolmer J. & Tuberosa R. Development of COS-SNP and HRM markers for high-throughput and reliable haplotype-based detection of Lr14a in durum wheat (Triticum durum Desf.) // Theoretical and Applied Genetics. – 2013. – Vol. 126. – № 4. – Pр. 1077–1101.

20. Walkowiak S., Gao L., Monat C. et al. Multiple wheat genomes reveal global variation in modern breeding // Nature. – 2020. – Vol. 588. – № 7837. – Pр. 277–283.

21. Wei B., Jing R., Wang C., Chen J., Mao X., Chang X. & Jia J. Dreb1 genes in wheat (Triticum aestivum L.): development of functional markers and gene mapping based on SNPs // Molecular Breeding. – 2009. – Vol. 23. – № 1. – Pр. 13–22.

22. Winfield M.O., Allen A.M., Burridge A.J. et al. High-density SNP genotyping array for hexaploid wheat and its secondary and tertiary gene pool // Plant Biotechnology Journal. – 2016. – Vol. 14. – № 5. – Pр. 1195–1206.

23. Yang Y., Zhao X.L., Xia L.Q., Chen X.M., Xia X.C., Yu Z., Z.H. He & Röder M. Development and validation of a Viviparous-1 STS marker for pre-harvest sprouting tolerance in Chinese wheats // Theoretical and Applied Genetics. – 2007. – Vol. 115. – № 7. – Pр. 971–980.


Рецензия

Для цитирования:


Никитина Е.А., Архипов А.В., Минькова Я.В., Яновский А.С., Коробкова В.А., Самарина М.А., Черноок А.Г., Крупин П.Ю., Карлов Г.И., Дивашук М.Г. Конкурентная аллель-специфичная ПЦР (KASP): особенности, интерпретация результатов. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2022;1(6):79-93. https://doi.org/10.26897/0021-342X-2022-6-79-93

For citation:


Nikitina E.A., Arkhipov A.A., Min’kova Ya.V., Yanovskiy A.S., Korobkova V.A., Samarina M.A., Chernook A.G., Krupin P.Yu., Karlov G.I., Divashuk M.G. Competitive allele specifi c PCR (KASP): features, the interpretation of the results. IZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY. 2022;1(6):79-93. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/0021-342X-2022-6-79-93

Просмотров: 986


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0021-342X (Print)