Characterization of Latvian potato genetic resources by DNA fingerprinting with SSR markers | Latvijas kartupeļu ģenētisko resursu raksturojums ar DNS molekulāro marķieru pasportizācijas metodi

English. SSR (Simple Sequence Repeats) markers have been broadly applied in plant material identification, genetic diversity evaluation, in various gene banks for collections maintenance and in breeding programs for the monitoring of elite alleles and material exchange, as well as in ploidy level prediction, construction of genetic maps, evolutionary and population studies. The high polymorphism level and the co-dominance of SSR markers allow for efficient cultivar characterization and can discriminate even closely related cultivars. However, several factors must be considered when applying SSR markers to polyploid plant species. After initial optimization and the pre-screening of 15 SSR markers, all potato (Solanum tuberosum L. subsp. tuberosum) cultivars listed in the Latvian Plant Genetic Resource database were analyzed using eight SSR markers that were found to be most polymorphic. Cultivar fingerprinting, genetic distance evaluation and cluster analyses were performed. Two pairs of the tested cultivars were identical in all screened loci and couldn’t be discriminated; the remaining potato cultivars could be discriminated using a minimum of 4 SSR markers. Similar genetic relationships were observed in the potato cultivar collection when analysed with different phylogenetic methods. An increase in the genetic diversity of the newly bred potato cultivars was identified when compared to the older cultivars.

Latvian. Molekulārus marķierus, tai skaitā vienkāršus DNS sekvences atkārtojumus (SSR, no angļ. val. - Simple Sequence Repeat), plaši izmanto dažāda augu materiāla identifikācijai, ģenētiskās daudzveidības noskaidrošanai, gēnu banku kolekciju uzturēšanai, augu selekcijas programmās elitāro alēļu skrīningam un materiāla apmaiņas kontrolēšanai, kā arī ploiditātes pakāpes paredzēšanai, ģenētisko karšu konstruēšanai, evolucionāros un populāciju pētījumos. SSR marķieru augsts polimorfisma līmenis ļauj atšķirt pat tuvi radniecīgas šķirnes. Kartupeļu (Solanum tuberosum L. subsp. tuberosum) šķirnes (59) reģistrētās Latvijas Augu Ģenētisko Resursu katalogā tika izpētītas ar SSR molekulāriem marķieriem. Tika identificēti astoņi īpaši polimorfi marķieri no 15 marķieru grupas un tie izmantoti visas kartupeļu šķirņu kolekcijas raksturošanai. Tika veikta katras šķirnes raksturojošo molekulāro nospiedumu noteikšana (molekulārā pasportizācija), ģenētisko distanču aprēķināšana un filoģenētiskās analīzes. Divi šķirņu pāri tika identificēti vienādi pēc visiem lokusiem, pārējās šķirnes var atšķirt ar četru marķieru molekulāriem nospiedumiem. Tika analizēta līdzīgu šķirņu klasteru veidošanās, izmantojot dažādus datu apvienošanas principus un analīzes metodes. Ģenētiskās daudzveidības palielināšanās atrasta nesen selekcionēto kartupeļu šķirņu grupā, salīdzinot tās ar pagājuša gadsimta sākumā veidotajām šķirnēm. Efektīvo molekulāro marķieru metožu izmantošana Latvijas šķirņu identifikācijai un radniecības pakāpes noskaidrošanai uzlabos turpmāku kartupeļu šķirņu kolekciju uzturēšanu, izplatīšanas kontroli, kā arī selekcijas materiāla atlasi.