Polymorphism in spring and winter rapeseed varieties (Brassica napus L.) identified by ssr markers | Полиморфизм сортов рапса озимого и ярового (Brassica napus L.) по SSR маркерам | Поліморфізм сортів ріпаку озимого та ярого (Brassica napus L.) за SSR маркерами

English. Purpose. To assess the genetic diversity of rapeseed varieties using SSR markers in order to create breeding material and use that material in complex in vitro selection for drought and salt tolerance. Methods. PCR analysis, cluster analysis. Results. The results of analysis of rapeseed varieties polymorphism based on molecular-genetic markers is presented.As a result of the analysis of rapeseed varieties, 41 alleles were detected using the studied markers, that is, an average of 10.3 alleles per marker. The number of polymorphic loci identified by four microsatellite markers (Ra3-H09, Na12-A02, FITO-063 and Na10-B07) was 24. The polymorphism level of the studied varieties was 51% on average and varied between 33% (identified by FITO-063) and 87% (identified by Na12-A02). According to the frequency distribution of the obtained alleles, the highest frequency by SSR marker Ra3-H09 had a 117 bp allele identified in three varieties: ‘Senator Liuks’, ‘Danhal’ and ‘Chornyi Veleten’. It was found that the unique alleles identified by Ra3-H09 were the alleles at a frequency of 0.06 and size of 135 bp (variety ‘Aliot’) and 156 bp (variety ‘Kliff’). FITO-063 marker identified the smallest number of alleles (5) at a frequency distribution ranging from 0.11 to 0.33. The unique alleles identified by FITO-063 marker were the ones at a frequency of 0.1 and size of 258 bp (variety ‘Geros’) and 273 bp (variety ‘Chornyi Veleten’). The maximum number of alleles was obtained using Na12-A02 marker. The distribution showed the highest frequency (0.11) for the 158 bp and 192 bp alleles. Using Na10-B07 marker, three alleles were identified at a frequency of 0.04. These 144, 156 and 194-bp alleles were found in varieties ‘Kliff’, ‘Geros’ and ‘Nelson’. Cluster analysis revealed four variety clusters: ‘Senator Liuks’ and ‘Danhal’, ‘NK Technik’ and ‘NK Petrol’, ‘Geros’ and ‘Aliot’, ‘Kliff’ and ‘Nelson’. ‘Chornyi Veleten’ variety did not enter any cluster. The most distant varieties are ‘Kliff’ and ‘Nelson’ with a genetic distance value of 3.32. Foreign varieties ‘NK Technik’ and ‘NEC Petrol’ with the value of genetic distances between them equal 1.41 appeared to be the most similar by the four studied SSR markers. Other varieties differed by at least one marker. Conclusions. Consequently, using the set of four microsatellite markers provides an assessment of rapeseed varietal diversity that can be used in complex in vitro selection for drought and salt tolerance.

Russian. Цель. Оценить генетическое разнообразие сортов рапса с помощью SSR маркеров для создания селекционного материала с применением его в комплексной селекцииin vitro на засухо- и солеустойчивость. Методы. ПЦР анализ, кластерный анализ. Результаты. Приведены результаты исследований полиморфизма сортов рапса на основе молекулярно-генетических маркеров. В результате анализа сортов рапса по испытуемым маркерам обнаружили 41 аллель, то есть в среднем 10,3 аллелей на маркер. Количество полиморфных локусов по четырем микросателитным маркерам (Ra3-H09, Na12-A02, FITO-063 и Na10-B07) составляло 24 локуса. Уровень полиморфизма изучаемых сортов в среднем составляет 51%: самый высокий уровень (87%) отмечен для маркера Na12-A02, самый низкий (33%) – FITO-063. В соответствии с полученным распределением наибольшей частотой по SSR маркеру Ra3-H09 отличалась аллель размером 117 п.н., которую идентифицировано у трех сортов: ‘Сенатор Люкс’, ‘Дангал’ и ‘Черный велетень’. Выявлено, что по маркеру Ra3-H09 уникальным для изучаемых сортов оказались аллели с частотой 0,06 и размерами 135 п.н. у сорта ‘Алиот’ и 156 п.н. у сорта ‘Клифф’. По маркеру FITO-063 идентифицировано наименьшее количество аллелей (5), при этом распределение частот варьировало от 0,11 до 0,33. Уникальными аллелями по маркеру FITO-063 оказались аллели размером 258 и 273 п.н. с частотой 0,11 у сортов ‘Герос’ и ‘Черный велетень’ соответственно. Наибольшее количество аллелей было получено с помощью маркера Na12-A02. В соответствии с полученным распределением наибольшее значение частоты (0,11) было у аллелей размером 158 и 192 п.н. По маркеру Na10-B07 с частотой 0,04 было идентифицировано три аллеля. Указанные аллели размерами 144, 156 и 194 п.н. обнаружили у сортов ‘Клифф’, ‘Герос’ и ‘Нельсон’. В результате кластерного анализа получено четыре кластера: ‘Сенатор Люкс’ и ‘Дангал’, ‘НК Техник’ и ‘НК Петрол’, ‘Герос’ и ‘Алиот’, ‘Клифф’ и ‘Нельсон’. Отмечено, что сорт ‘Черный велетень’ не принадлежит ни к одному кластеру. Установлено, что наиболее удаленными оказались сорта ‘Клифф’ и ‘Нельсон’ со значением генетических дистанций 3.32. Наиболее подобными по четырем исследуемыми SSR маркерами оказались сорта иностранной селекции ‘НК Техник’ и ‘НК Петрол’ со значением генетических дистанций между ними 1.41. Другие сорта имеют различия по крайней мере по одному маркеру. Выводы. Таким образом, применение системы из четырех микросателлитных маркеров обеспечивает оценку сортового разнообразия рапса для комплексной селекции in vitro на засухо- и солеустойчивость.

Ukrainian. Мета. Оцінити генетичне різноманіття сортів ріпаку за допомогою SSR-маркерів для створення селекційного матеріалу із застосуванням його в комплексній селекції in vitro на посухо- та солестійкість. Методи. ПЛР аналіз, кластерний аналіз. Результати. Наведено результати досліджень поліморфізму сортів ріпаку на основі моле­кулярно-генетичних маркерів. У результати аналізу сор­тів ріпаку за досліджуваними маркерами виявили 41 алель, тобто в середньому 10,3 алелі на маркер. Кількість поліморфних локусів за чотирма мікросателітними маркерами (Ra3-H09, Na12-A02, FITO-063 та Na10-B07) складала 24 локуси. Рівень поліморфізму для досліджуваних сортів у середньому становив 51%: найвищий рівень (87%) відмічений для маркера Na12-A02, найнижчий (33%) – FITO-063. Відповідно до отриманого розподілу найбільшою частотою за SSR маркером Ra3-H09 вирізнялась алель розміром 117 п.н., яку ідентифіковано у трьох сортів: ‘Сенатор Люкс’, ‘Дангал’ та ‘Чорний велетень’. Виявлено, що за маркером Ra3-H09 унікальним для досліджуваних сортів виявились алелі з частотою 0,06 та розмірами 135 п.н. у сорту ‘Аліот’ та 156 п.н. у сорту ‘Кліфф’. За маркером FITO-063 ідентифіковано найменшу кількість алелів (5), при цьому розподіл частот варіював від 0,11 до 0,33. Унікальними алелями за маркеромFITO-063 виявились алелі розміром 258 та 273 п.н. з частотою 0,11 у сортів ‘Герос’ та ‘Чорний велетень’ відповідно. Найбільшу кількість алелів було отримано за допомогою маркеру Na12-A02. Відповідно до отриманого розподілу найбільше значення частоти (0,11) мали алелі розміром 158 та 192 п.н. За маркером Na10-B07 з частотою 0,04 було ідентифіковано три алеля. Вказані алелі розмірами 144, 156 та 194 п.н. виявили у сортів ‘Кліфф’, ‘Герос’ та ‘Нельсон’. У результаті кластерного аналізу отримано чотири кластери: ‘Сенатор Люкс’ та ‘Дангал’, ‘НК Технік’ та ‘НК Петрол’, ‘Герос’ та ‘Аліот’, ‘Кліфф’ та ‘Нельсон’. Відмічено, що сорт ‘Чорний велетень’ не належить до жодного кластеру. Встановлено, що найбільш віддаленими виявились сорти ‘Кліфф’ та ‘Нельсон’ із значенням генетичних дистанцій 3.32. Найбільш подібними за чотирма досліджуваними SSR маркерами виявились сорти іноземної селекції‘НК Технік’ та ‘НК Петрол’ зі значенням генетичних дистанцій між ними 1.41. Інші сорти мають відмінності за щонайменше одним маркером. Висновки. Застосування системи із чотирьох мікросателітних маркерів забезпечує оцінку сортового різноманіття ріпаку для комплексної селекції in vitro на посухо- та солестійкість.