Применение ISSR-анализа для идентификации видов рода колючещетинник Cenchrus

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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].

14. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 13 мая 2017 года № 917-р. Режим доступа: [http://government.ru/docs/27684/].

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. Хавкин Э.Е. Молекулярные маркеры в растениеводстве // Сельскохозяйственная биология. - 1997. - № 5. - С. 3-21.

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.

22. 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.

23. DeLisle D.G. Taxonomy and distribution of the genus Cenchrus. // Iowa State Journal of Science. - 1963. - Vol. 37. - P. 259-351.

24. 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.

25. Hitchcock A.S., Chase A. Manual of the grasses of the United States. Second Edition. Washington. - 1950. - 1051 p.

26. 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.

27. 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.

28. Mabberley D.J. Mabberley’s plant-book (3th ed.). Cambridge University Press, Cambridge: XVIII - 2008. + 1021 p.

29. 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).

30. 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.