Genetic diversity of the Russian sunflower breeding lines revealed by microsatellite loci analysis | Генетическое разнообразие линий подсолнечника российской селекции, выявленное с помощью анализа микросателлитных локусов

English. The purpose of this study was the genotyping of sunflower lines bred by V. S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops (VNIIMK) developed in different ecological areas of cultivation, and to evaluate genetic diversity among them using microsatellite loci. For the studies conducted in 2020-2022, there were used 23 lines from the Central Experimental Base (СEB), 17 lines from L. A. Zhdanov Don Experimental Station (DES), and 10 lines from the Armavir Experimental Station (AES). DNA was isolated from seedlings by the CTAB method. Samples were genotyped using 12 SSR markers. PCR products were separated in 8% denaturing polyacrylamide gel or by capillary electrophoresis in a genetic analyzer. The main indicators of genetic diversity for all collections did not differ significantly from each other and were moderate and increased in the collection series: AES – DES – CEB – the joint collection. In total, there have been identified 37 alleles, an average 3.083 alleles per locus. The effective number of alleles ranged from 1.094 to 3.29 with an average value of 2.154. The values of the polymorphic information content (PIC) index ranged from 0.084 to 0.651, with an average of 0.434. The values of observed and expected heterozygosity ranged from zero to 0.071, 0.030, on average, and from 0.086 to 0.696, 0.500, on average, respectively. The number of common alleles between different collections was 23. Molecular variation analysis revealed that most of the total variance (91%) was due to differences between lines within each collection and 3% - to differences between collections. According to the results of the cluster analysis, the maternal lines from the collections of the CEB, DES, and AES were mostly grouped into a cluster or subcluster separate from the paternal ones. The obtained results indicate a moderate genetic diversity of the studied sunflower lines of the VNIIMK breeding and the existence of small differences between the collections.

Russian. Цель исследований – генотипирование линий подсолнечника селекции Федерального научного центра "Всероссийский НИИ масличных культур имени В.С. Пустовойта" (ВНИИМК), созданных в разных экологических зонах возделывания, и оценка их генетического разнообразия с помощью микросателлитных локусов. Для исследований, проведенных в 2020-2022 гг., использовали 23 линии из коллекции Центральной экспериментальной базы (ЦЭБ), 17 линий – Донской опытной станции имени Л. Н. Жданова (ДОС) и 10 линий – Армавирской опытной станции (АОС) ВНИИМК. ДНК была выделена из проростков CTAB-способом. Образцы генотипированы с использованием 12 SSR-маркеров. Продукты ПЦР разделяли в 8%-ном денатурирующем полиакриламидном геле или методом капиллярного электрофореза в генетическом анализаторе. Основные показатели генетического разнообразия для всех коллекций незначительно отличались друг от друга, были умеренными и увеличивались в ряду коллекций ВНИИМК: АОС – ДОС – ЦЭБ – объединенная коллекция. Суммарно выявлено 37 аллелей, в среднем 3,083 аллеля на локус. Эффективное число аллелей составило от 1,094 до 3,290, в среднем 2,154. Значения индекса полиморфного информационного содержания варьировали от 0,084 до 0,651, в среднем 0,434. Значения величин наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности колебались от нуля до 0,071, в среднем 0,030 и от 0,086 до 0,696, в среднем 0,500, соответственно. Число общих аллелей между разными коллекциями составило 23. Анализ молекулярной вариансы выявил, что бОльшая часть общей дисперсии (91%) обусловлена различиями между линиями внутри каждой коллекции, 3% – различиями между коллекциями. По результатам кластерного анализа материнские линии коллекций ЦЭБ, ДОС и АОС ВНИИМК, в основном, группировались в отдельный от отцовских кластер или субкластер. Полученные результаты свидетельствуют об умеренном генетическом разнообразии изученных линий подсолнечника селекции ВНИИМК и о существовании небольших различий между коллекциями.