Молекулярно-генетические исследования многопочатковых линий кукурузы

№115-1,

биологические науки

Среди современных возделываемых гибридов и сортов белозерной кукурузы в подавляющем большинстве случаев однопочатковых форм или в различной степени склонных к двухпочатковости, привело к мысли о том, что необходимо создать исходный материал — самоопыленные линии, затем и гибриды кукурузы, способные в любых условиях развивать по два-три и более полноценных початка, и значительно повышать зерновую продуктивность

Похожие материалы

Среди современных возделываемых гибридов и сортов белозерной кукурузы в подавляющем большинстве случаев однопочатковых форм или в различной степени склонных к двухпочатковости, привело к мысли о том, что необходимо создать исходный материал — самоопыленные линии, затем и гибриды кукурузы, способные в любых условиях развивать по два-три и более полноценных початка, и значительно повышать зерновую продуктивность.

Целью наших исследований было проведение молекулярно-генетических и биохимических исследований и селекция многопочатковых инбредных линий кукурузы. В ходе исследования была разработана схема межлинейных комбинаций в системе диаллельных скрещиваний; исследованы инбредные линии кукурузы в селекционных опытах; исследованы биометрические параметры инбредных линий кукурузы.

Многопочатковые гибриды обеспечивают более высокий и стабильные урожаи зерна в различных условиях выращивания и в периоды засухи образуют хотя бы по одному початку, притом, что однопочатковые гибриды в аналогичных условиях часто имеют бесплодные растения. Исходя из этого выделены инцухт-линии с наилучшими показателями по признаку «число початков»: В1, В2, В3, С1, С2, С3, Z1, Z2.

В таблице 1 приведен перечень самоопыленных линий и их характеристика по признаку «число початков».

Таблица 1. Показатели линий по признаку «число початков»

Линии

Среднее число початков на растении

1

B1

2,2

2

B2

1,9

3

B3

1,9

4

C1

1,8

5

C2

1,9

6

C3

2,0

7

Z1

1,8

8

Z2

2,1

По наследованию признака «число початков» отмечено неполное доминирование, а это свидетельствует о том, что линии имеют различное число доминантных и рецессивных генов разнонаправленного действия. По-видимому, существуют гены, контролирующие как высокое, так и низкое число формирующихся початков на растении. Заложение диаллельных скрещиваний имеет ключевое значение для выявления у донорных линий и гибридных комбинаций наиболее удачных сочетаний этих генов. С целью выявления наиболее удачных сочетаний составлены схемы диаллельных скрещиваний. При тщательной оценке полученных гибридов устанавливается комбинационная способность каждого сорта с последующим более активным вовлечением лучших из них в соответствующие программы получения необходимых гибридов. Такой подход позволяет сократить объем гибридизационных работ, повысить целенаправленность создания нужного исходного материала (Таблица 2. ).

Таблица 2. Реципрокные скрещивания

Прямые

Обратные

♀В1х♂В2

29.

♀В2х♂В1

♀В1х♂В3

30.

♀В3х♂В1

♀В2х♂В3

31.

♀В3х♂В2

♀С1х♂С2

32.

♀С2х♂С1

♀С1х♂С3

33.

♀С3х♂С1

♀С2х♂С3

34.

♀С3х♂С2

♀Z1х♂Z2

35.

♀Z2х♂Z1

♀В1х♂С1

36.

♀С1х♂В1

♀В1х♂С2

37.

♀С2х♂B1

♀В1х♂С3

38.

♀C3х♂B1

♀В2х♂С1

39.

♀ С1х♂ В2

♀В2х♂С2

40.

♀C2х♂B2

♀В2х♂С3

41.

♀ С3х♂ В2

♀В3х♂С1

42.

♀ С1х♂ В3

♀В3х♂С2

43.

♀ С2х♂ В3

♀В3х♂С3

44.

♀C3х♂B3

♀B1х♂Z1

45.

♀Z1х♂B1

♀В1х♂Z2

46.

♀Z2х♂B1

♀В2х♂Z1

47.

♀Z1х♂B2

♀B2х♂Z2

48.

♀Z2х♂B2

♀B3х♂Z1

49.

♀Z1х♂B3

♀B3х♂Z2

50.

♀Z2х♂B3

♀C1х♂Z1

51.

♀Z1х♂C1

♀C1х♂Z2

52.

♀Z2х♂C1

♀C2 х♂Z2

53.

♀Z2х♂C2

♀C2х♂Z1

54.

♀Z1х♂C2

♀C3х♂Z1

55.

♀Z1х♂C3;

♀C3х♂Z2

56.

♀Z2х♂C3

Схемы составлены для получения гибридных семян однократным скрещиванием. Две инбредные линии скрещивают, чтобы получить гибрид первого поколения F1. Такие простые гибриды наиболее высокопродуктивны из всех возможных гибридных форм с участием инбредных линий.

Для реализации генетического потенциала отобранных линий в полной мере в условиях предгорной зоны КБР разработана система предпосевной обработки и система удобрения на опытных участках.

Высокий вынос минеральной подкормки кукурузой для продуцирования большого количества сухого вещества при формировании нескольких початков обусловливает потребность растений кукурузы в больших количествах минеральных удобрений. Исход из этого подобраны условия минерализации на разных этапах органогенеза кукурузы.

Активное потребление соединений азота и калия кукурузой начинается при появлении 9-10 листьев и заканчивается при восковой спелости. Потребление соединений фосфора происходит более равномерно и пролонгировано, начинается с появление метелки и заканчивается при полной спелости кукурузы. В физиологии минерального питания кукурузы калий является структурным элементом, который повышает её устойчивость к полеганию, что особо важно при возрастании нагрузок на растение при формировании двух и более початков. Он оптимизирует водный режим кукурузы, улучшает усвоение соединений азота и обеспечивает озернение початков и отток углеводородов из листьев, стеблей к початкам. Соединения фосфора способствуют активному потреблению воды и минеральной подкормки из удобрений, почвы и ускоряет закладки початков.

С учетом потребностей кукурузы в определенном сочетании элементов минерального питания в разные периоды онтогенеза подкормка ведется по специализированной схеме (Таблица 3. ).

Оптимальными сроками посева кукурузы на юге считается конец апреля, когда среднесуточная температура почвы на глубине заделки семян достигает 10-12 0С.

Таблица 3. Соотношения NPK в минеральной подкормке

Элементы минерального питания

Содержание в почве NPK (мг/100г)*

NO3

8-12

P2O5

18-20 (не более 20)

K2O

25-28

*Внесение больших доз может сопровождаться снижением показателей урожайности.

Относительно холодные условия весны 2019 г. сдвинули сроки сева на начало мая в Ботаническом саду КБГУ (2 мая) и середину мая в селении Каменка (16 мая). В качестве предшественников в системе севооборота кукурузы в Ботаническом саду КБГУ служили озимые. После озимых почва более рыхлая с незначительным количеством сорняков. Сразу после уборки предшественников было проведено лущение стерни. Весенняя предпосевная обработка почвы также включала вспашку, глубина пахоты 28–30см, и боронование поля, что необходимо для создания оптимальных условий прорастания семян кукурузы, улучшение водно-воздушного и температурного режимов почвы.

Многопочатковый потенциал ведет к повышению пластичности растений и при загущении многопочатковые формы образуют меньшее число бесплодных растений, а при низкой густоте стояния растений такие гибриды, как правило, образуют два и большее число початков, стабилизируя урожай.

Всходы появились при недостаточном количестве тепла и солнечного света в связи с погодно-климатическими условиями, сложившимися во второй половине мая в республике, что будет сопровождаться сдвигами в этапах органогенеза растений кукурузы.

Таким образом, на первом этапе работ помимо подбора пар инцухт-линий с наилучшими показателями по числу початков на одном растении для реципрокных скрещиваний, осуществлена оптимизация условий сева и эффективной минерализации почв под кукурузу с учетом зональных особенностей территории.

На протяжении второго этапа работ проводились фенологические наблюдения и фиксация качественных и количественных показателей линий кукурузы.

Ровные всходы основной массы растений всех линий (всхожесть >98%) отмечены 11 мая, тогда как предварительно пророщенные линии дали всходы 7 мая. Предварительное проращивание проводилось для обеспечения возможности проведения направленного скрещивания линий с разными периодами формирования генеративных органов.

Самым важным периодом в работе на селекционном участке является период выметывания метелок. Для того чтобы не пропустить появление метелок, было установлено ежедневное наблюдение за развитием растений за 1 неделю до момента выметывания.

Таким образом, получены самоопыленные растения у следующих линий кукурузы (Таблица 4. ):

Таблица 4. Массовое цветение метелок. Появление початков. Опыление

Линия

Массовое цветение метелок

Появление початков

Опыление

В1

11.07.19

14.07.19

14.07.19-17.07.19

В2

10.07.19

13.07.19

14.07.19-18.07.19

В3*

11.07.19

14.07.19

18.07.19-23.07.19

В3

26.07.19

29.07.19

31.07.19-06.08.19

С1

12.07.19

15.07.19

14.07.19-18.07.19

С2

15.07.19

18.07.19

-

С3

10.07.19

13.07.19

17.07.19-18.07.19

Z1

10.07.19

14.07.19

16.07.19-18.07.19

Z2

18.07.19

21.07.19

16.07.19

В3*- предварительно пророщенная линия

В ходе фенологических наблюдений были выделены дополнительные линии кукурузы, которые не были включены в основной опыт, но хорошо зарекомендовали себя при замере количественных показателей. Эти дополнительные линии были подвергнуты самоопылению (Таблица 5. ). Также они совместно с основным опытом были вовлечены в получение гибридных комбинаций.

Таблица 5. Массовое цветение метелок. Появление початков. Опыление

Линия

Массовое цветение метелок

Появление початков

Опыление

1.

С4

13.07.19

17.07.19

17.07.19-18.07.19

2.

С5

13.07.19

16.07.19

18.07.19

3.

С6

9.07.19

12.07.19

14.07.19-18.07.19

4.

С7

14.07.19

17.07.19

18.07.19

Большинство инбредных линий, используемых для получения современных гибридов кукурузы, было получено путем самоопыления или путем переопыления сибсов.

Самоопыление приводит к достижению гомозиготности приблизительно в 3 раза быстрее, чем переопыление сибсов.

На третьем этапе работ проводился анализ комплекса количественных признаков для составления характеристик линий по биометрическим параметрам.

Один из наиболее важных морфологических признаков — «высота растения», который коррелирует со многими биометрическими параметрами и элементами продуктивности.

Высота растений гибридов в значительной мере зависит от высоты растений родительских форм. В таблице 6 приведены показатели по признаку «высота растения» исследуемых линий кукурузы посевного сезона 2019г.

Таблица 6. Признак «Высота растения»

Линии

Признак «Высота растения», в см

1

B1

200 — 210

2

B2

243 — 253

3

B3

240 — 250

4

C1

260 — 270

5

C2

190 — 200

6

C3

270 — 280

7

Z1

220 — 230

8

Z2

240 — 250

В начальный период, до образования первого надземного стеблевого узла, кукуруза растет очень медленно. После цветения рост растений в высоту прекращается. В связи с этим замеры проводились после завершения цветения генеративных органов.

Признак «высота растения» в значительной степени зависит от условий произрастания. Недостаток влаги в период выметывания резко снижает урожай. В это время расходуется до 70% воды, так как растения быстро растут в высоту, и происходит основное накопление биомассы урожая. В благоприятные по увлажнению годы оптимальные по загущению посевы увеличивают растения в высоту. Исследуемые линии кукурузы, как видно из таблицы 7, относительно высокие.

Поскольку наша работа направлена на получение гибридов зернового типа нет необходимости ведения селекции по максимальным значениям признака «высота растения». Гибриды зернового типа могут характеризоваться более низким ростом, так как между высотой растений, с одной стороны, и урожаем, его компонентами, с другой, коэффициенты корреляции несущественны, что свидетельствует о возможности выведения низкорослых, но высокопродуктивных по зерну гибридов. Селекция на высокорослость ведется при возделывании кукурузы на силос в связи с необходимостью формирования повышенного урожая зеленой массы.

Положительная корреляция высоты растения отмечается с высотой прикрепления початка.

В таблице 7 приведены показатели исследуемых линий кукурузы по признаку «высота прикрепления початка».

Таблица 7. Высота прикрепления верхнего и нижнего початка

Линии

Высота прикрепления верхнего початка, в см

Высота прикрепления нижнего початка, в см

1

B1

56 — 65

35 — 40

2

B2

85 — 95

53 — 65

3

B3

90 — 100

65 — 75

4

C1

93 — 100

68 — 75

5

C2

70 — 80

45 — 55

6

C3

95 — 105

70 — 85

7

Z1

80 — 90

55 — 65

8

Z2

100 — 110

77 — 85

Растения кукурузы с прикреплением початка ниже 30 сантиметров непригодны к механизированной уборке. Они уступают в хозяйственной ценности тем формам, у которых початки закладываются более высоко.

Способность к проявлению многопочатковости у растений кукурузы определяется на самых ранних этапах формирования. По данным В. Е. Козубенко характеристики метелки могут быть использованы для идентификации растений, склонных к многопочатковости еще на ранних этапах онтогенеза. Чем меньше метелка у растений, тем выше у них склонность к образованию вторых початков. Так же отбор на многопочатковость можно вести по увеличенному числу боковых веточек на метелках.

Таблица 8. Число боковых веточек метелки

Линии

Длина метелки, в см

Число боковых веточек метелки

1

B1

35 — 40

15

2

B2

45 — 50

15

3

B3

25 — 30

11

4

C1

33 — 38

17

5

C2

27 — 34

16

6

C3

45 — 50

19

7

Z1

32 — 37

15

8

Z2

43 — 48

31

По данным таблицы 8 длина метелок варьирует между линиями в широком диапазоне от 25 см до 50 см. Длина метелок у линий В3 и С2 менее 30 см и считаются короткими. У отдельных образцов длина метелки достигает 50 см. Боковых веточек первого порядка на метелке может быть мало (одна — пять), а максимальное их число — 40 и более. Показатели числа боковых веточек метелки представленных линий кукурузы находятся в диапазоне средних значений. Длина метелки исследуемых линий не обнаруживает широкого разброса и тесной связи с количеством початков на растении.

На характер наследования признака «число початков» существенное влияние оказывает генотип линий. Признак контролируется преимущественно неаддитивной системой генов. По наследованию признака «число початков» отмечено неполное доминирование, а это свидетельствует о том, что линии имеют различное число доминантных и рецессивных генов разнонаправленного действия. По-видимому, существуют гены, контролирующие как высокое, так и низкое число формирующихся початков на растении.

В таблице 9 представлены показатели линий кукурузы по признаку «число листьев» на растении.

Линии кукурузы по типу положения листьев относятся к обычным. Так как початок снабжается, прежде всего, за счет ассимиляции от листа, который находится непосредственно под ним, очень важно, чтобы происходило более полное попадание солнечного света на поверхность листовой пластинки. Исходя из этого определялась густота сева кукурузы на первом этапе работ.

Поскольку в работе ведется селекция линий и гибридов кукурузы на зерно, особо важными являются качественные и количественные показатели собственно початка.

Признак «длина початка» является одним из составляющих элементов урожая кукурузы. Длина початка имеет относительно низкую генотипическую и фенотипическую корреляцию с высотой растений и урожаем зерна.

Таблица 9. Количество листьев на растении

Линии

Количество листьев на растении

1

B1

9 — 10

2

B2

10 — 11

3

B3

10 — 12

4

C1

10– 12

5

C2

10 — 12

6

C3

11 — 12

7

Z1

10 — 11

8

Z2

11 — 12

В таблице 10 представлены результаты замеров длины початков линий кукурузы.

Длина початка является изменчивым количественным признаком кукурузы, значения которого у линий и гибридов весьма вариабельны в зависимости от условий выращивания. Результаты анализа початков линий за 2019г. показали нестабильность наследования данного признака.

Таблица 10. Длина початка

Линии

Длина початка, в см

1

B1

8 — 10

2

B2

9 — 12

3

B3

9 — 12

4

C1

11 — 13

5

C2

11 — 13

6

C3

15 — 18

7

Z1

10 — 12

8

Z2

13 — 16

Длина початка тесно коррелирует с такими элементами урожайности, как количество зёрен в ряду. Количество продольных рядов зерен в початке варьирует в пределах от 8 до 20, но достигает и 30.

Данные по признаку «число рядков в початке» представлены в таблице 11.

Таблица 11. Число рядков в початке

Линии

Количество рядов зерен в початке

1

B1

12 — 14

2

B2

10 — 12

3

B3

12 — 14

4

C1

12

5

C2

14

6

C3

10 — 12

7

Z1

10 — 12

8

Z2

12

Признак «число рядков в початке» также является одним из составляющих элементов урожая кукурузы. Это признак стабилен для каждого конкретного генотипа и является важным сортовым признаком кукурузы.

С длиной початка также тесно коррелирует признак «число зерен в ряду» (Таблица 12. ).

Таблица 12. Число зерен в ряду

Линии

Число зерен в ряду

1

B1

25 — 28

2

B2

23 — 25

3

B3

20 — 25

4

C1

20 — 23

5

C2

20 — 23

6

C3

25 — 28

7

Z1

28 — 30

8

Z2

25 — 30

По результатам исследований показателей биометрического анализа составлена характеристика самоопыленных линий кукурузы.

Таким образом, на третьем этапе работ произведен анализ биометрических показателей исследуемых линий кукурузы, оценена вариабельность и стабильность наследования некоторых признаков.

В результате проделанной работы по данному этапу выполнено:

Проведен структурный анализ количественных признаков самоопыленных линий кукурузы

  • по признаку «высота растения» показатели самоопыляемых линий находятся в интервале 190 — 280 см;
  • по признаку «высота прикрепления почата» показатели линий находятся в интервале среднего и выше среднего значения 56 — 110 см;
  • по признаку «длина початка» показатели линий имеют значения высшие среднего, но также имеются линии, которые находятся в интервале меньше среднего 8 — 16 см;
  • по признаку «число початков» показатели самоопыленных линий находятся в интервале 1,8 — 2,2.
  • по признаку «количество рядков зёрен в початке» самоопыляемые линии находятся в интервале 10 — 14;
  • по признаку «число зерен с рядка» показатели линий находятся в интервале 20 — 30;
  • по характеристикам метелки длина метелки самоопыленных линий находится в интервале 25 — 50 см, число боковых веточек 11 — 19, у линии Z2 — 31;
  • количество листьев на стебле колеблется в пределах 9 — 12;

Анализ и классификация огромного резерва изменчивости, выявляемого на уровне ДНК и обусловливающего генетическое разнообразие селекционного материала, является исключительно актуальным для селекции, так как часть этих нуклеотидных изменений, их комбинации в итоге определяют фенотипическую изменчивость.

Самым простым информативным методом анализа генетического разнообразия селекционного материала может служить RAPD-анализ. Он позволяет амплифицировать различные участки ДНК с неизвестной локализацией в геноме. Данный метод основанн на использовании одного или более произвольных олигонуклеотидных праймеров, где функцию прямого и обратного праймеров выполняет один и тот же олигонуклеотид. В результате ПЦР с произвольными праймерами образуются спектр уникальных, часто полиморфных фрагментов геномной ДНК.

RAPD-анализ опытных линий кукурузы был проведен по 21 праймеру — OPA 01, OPA 02, OPA 03, OPA 04, OPA 08, OPA 09, OPA 10, OPA 11, OPA 12, OPA 13, OPA 17, OPA 19, OPA 20, OPH 01, OPH 07, OPH 13, OPH 16, OPC 09, OPC 10, OPD 05, OPF 06.

У линии В1 по праймеру ОРА01 выявлен спектр ДНК-фрагментов, состоящий из 4 ампликонов в диапазоне от 300 до 750 п.н.; по OPA 02 — 2 ампликона в диапазоне 300 — 750 п.н.; по OPA 04 — 3 ампликона в диапазоне 250 — 750 п.н.; по OPA 08 и ОРА 09 сайтов связывания с ДНК не выявлено; по ОРА 10 — 5 ампликонов в диапазоне менее 250 — 1000 п.н.; по ОРА 11 выявлен один ампликон, размером более 750 п.н.; по OPA 13 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 п.н.; по OPA 17 — 1 ампликон в диапазоне 500-750 п.н.; по OPA 20 — 1 ампликон в диапазоне 750-1000 п.н.; по OPH 01 — 1 ампликон размером 750 п.н.; по OPH 07 — 5 ампликонов в диапазоне 350-1500 п.н.; по OPH 13 — 4 ампликона в диапазоне 250-750 п.н.; по OPH 16 — 2 ампликона в диапазоне 250-750 п.н.; по OPC 09 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 п.н.; по OPC 10 — 2 ампликона оба размером менее 250 п.н.; по OPF 06 — 3 ампликона в диапазоне 250-500 п.н.

У линии В2 по праймеру ОРА01 выявлен спектр ДНК-фрагментов, состоящий из 4 ампликонов в диапазоне от 300 до 750 пн; по OPA 02 — 4 ампликона в диапазоне 300-500 пн; по OPA 04 — 2 ампликона в диапазоне 250-500 пн; по OPA 08 и ОРА 09 сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPA 10 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPA 11 — 1 ампликон размером 1000 пн; по OPA 13, OPA 17, OPA 20, OPH 01, OPH 07 сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPH 13 –2 ампликона в диапазоне 250- 500 пн; по OPH 16 — 3 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPC 09 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPC 10 — 2 ампликона оба размером менее 250 п.н.; по OPF 06 — 2 ампликона в диапазоне менее 250 и 250 пн.

У линии В3 по праймеру ОРА01 выявлен спектр ДНК-фрагментов, состоящий из 4 ампликонов в диапазоне от 300 до 750 пн; по OPA 02 — 2 ампликона в диапазоне 300-500 пн; по OPA 04 — 2 ампликона в диапазоне 250-500 пн; по OPA 08 — 1 ампликон размером 250 пн; по OPA 09 сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPA 10 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPA 11 сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPA 13 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPA 17 — 2 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPA 20 — 2 ампликона в диапазоне 250-1000 пн; по OPH 01 — 1 ампликон размером 750 пн; по OPH 07 — 1 ампликон размером 500 пн; по OPH 13 — 6 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPH 16 — 3 ампликона в диапазоне 250-1500 пн; по OPC 09 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPC 10 — 2 ампликона оба размером менее 250 п.н.; по OPF 06 — 4 ампликонав диапазоне 250-500 пн.

У линии С1 по праймеру ОРА 01 выявлен спектр ДНК-фрагментов, состоящий из 4 ампликонов в диапазоне от 300 до 750 пн; по OPA 02 — 3 ампликона в диапазоне 300-750 пн; по OPA 04 — 3 ампликона в диапазоне 250-500 пн; по OPA 08 — 1 ампликон размером 250 пн; по OPA 09 сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPA 10 — 6 ампликонов в диапазоне 250-1000 пн; по OPA 11 — 2 ампликона в диапазоне 500-750 пн; по OPA 13 — 6 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPA 17 — 2 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPA 20, OPH 01 сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPH 07 — 2 ампликона размерами 500 и 750 пн; по OPH 13 — 5 ампликонов в диапазоне 250- 750 пн; по OPH 16 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPC 09 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPC 10 — 2 ампликона размером оба менее 250 пн; по OPF 06 — 4 ампликона в диапазоне 250-500 пн.

У линии С2 по праймеру ОРА 01 выявлен спектр ДНК-фрагментов, состоящий из 4 ампликонов в диапазоне от 300 до 750 пн; по OPA 02 — 3 ампликона в диапазоне 300-750 пн; по OPA 04 — 2 ампликона в диапазоне 250-500 пн; по OPA 08 — 1 ампликон размером около 250 пн; по OPA 09 сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPA 10 — 7 ампликонов в диапазоне 250 -1000 пн; по OPA 11 3 ампликона в диапазоне 500-1000 пн; по OPA 13 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPA 17 — 1 ампликон в диапазоне 500-750 пн; по OPA 20 — 2 ампликона в диапазоне 250-1000 пн; по OPH 01 — 1 ампликон размером 750 пн; по OPH 07 — 4 ампликона в диапазоне 500-1000 пн; по OPH 13 — 7 ампликонов в диапазоне 250-1000 пн; по OPH 16 — 2 ампликона в диапазоне 500-750 пн; по OPC 09 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPC 10 — 2 ампликона размером менее 250 пн; по OPF 06 — 4 ампликона в диапазоне 250-500 пн.

У линии С3 по праймеру ОРА 01 выявлен спектр ДНК-фрагментов, состоящий из 4 ампликонов в диапазоне от 300 до 750 пн; по OPA 02 — 3 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPA 04 — 2 ампликона в диапазоне 250-500 пн; по OPA 08 — 1 ампликон размером около 250 пн; по OPA 09 — 1 ампликон в диапазоне 250-500 пн; по OPA 10 — 4 ампликона в диапазоне 250 -750 пн; по OPA 11, OPA 13, OPA 17 — сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPA 20 — 2 ампликона в диапазоне 250-1000 пн; по OPH 01, OPH 07 — сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPH 13 — 4 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPH 16 — 1 ампликон в диапазоне 500-750 пн; по OPC 09 — 4 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPC 10 — 2 ампликона размером менее 250 пн; по OPF 06 — 5 ампликона в диапазоне 250-1000 пн.

У линии Z1 по праймеру ОРА 01 выявлен спектр ДНК-фрагментов, состоящий из 4 ампликонов в диапазоне от 300 до 750 пн; по OPA 02 — 3 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPA 04 — 3 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPA 08 — 1 ампликон размером около 250 пн; по OPA 09 — сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPA 10 — 3 ампликона в диапазоне 250 -750 пн; по OPA 11, OPA 13, OPA 17 — сайтов связывания с ДНК не выявлено, OPA 20, OPH 01, OPH 07 — сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPH 13 — 3 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPH 16 — 1 ампликон в диапазоне 500-750 пн; по OPC 09 — 4 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPC 10 — 2 ампликона размером менее 250 пн; по OPF 06 — 3 ампликона в диапазоне 250-500 пн.

У линии Z2 по праймеру ОРА 01 выявлен спектр ДНК-фрагментов, состоящий из 3 ампликонов в диапазоне от 300 до 750 пн; по OPA 02 — 3 ампликона в диапазоне 300-750 пн; по OPA 04 — 4 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPA 08 — сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPA 09 — 1 ампликон в диапазоне 250-500 пн; по OPA 10 — 5 ампликонов в диапазоне 250-1000 пн; по OPA 11 — 1 ампликон размером 1000 пн; по OPA 13 — сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPA 17 — 1 ампликон в диапазоне 500-750 пн; по OPA 20 сайтов связывания с ДНК не выявлено; по OPH 01 — 1 ампликон размером 750 пн; по OPH 07 — 4 ампликона размерами 250-1000 пн; по OPH 13 — 4 ампликона в диапазоне 250- 750 пн; по OPH 16 — 2 ампликона в диапазоне 250-750 пн; по OPC 09 — 5 ампликонов в диапазоне 250-750 пн; по OPC 10 — 2 ампликона размерами менее 250 пн; по OPF 06 — 4 ампликона в диапазоне 250-500 пн.

Таким образом, по результатам анализа видно, что количество сайтов связывания, выявленных в ДНК по праймерам с разной первичной структурой, существенно варьирует внутри каждой линии. Так же выявлена высокая вариабельность наборов ДНК фрагментов у разных линий по одним и тем же праймерам. На основе этих данных построены индивидуальные генетические карты по RAPD-фрагментам для каждой опытной линии кукурузы, которые позволят их в дальнейшем идентифицировать, дифференцировать и проводить сравнительный молекулярно-генетический анализ с аналоговыми линиями других источников, а также прогнозировать гетерозис.

Список литературы

  1. Гужов Ю.Л., Фукс А., Валичек П. Селекция и семеноводство культивируемых растений. Под ред. Ю.Л. Гужова. — М.: Мир, 2003. — 536 с.
  2. Домашнев П.П. Селекция кукурузы. — М.: Агропромиздат, 1992. — 208 с.
  3. Ефанов Д.В. Формирование урожая гибридов кукурузы под влиянием природных факторов, предшественников и способов основной обработки почвы в зоне каштановых почв Волгоградской области [Электронный ресурс]: дис. …канд. с.-х. наук /Российская государственная библиотека. 2003.
  4. Козубенко В.Е. Селекция кукурузы на многопочатковость // Земледелие. — 1955. — №12. — С.8-10.
  5. Паритов А.Ю., Алоева Б.А. Молекулярно-генетический анализ самоопыленных линий кукурузы// Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 19, № 5, 2017. С. 79 — 85.
  6. Хачетлов Р.М., Кегадуев В.Ш., Говорухин В.П. Интенсивная технология возделывания кукурузы // Изучение и опыт возделывания кукурузы в Кабардино-Балкарии // Нальчик: изд-во Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии, 2001. — 278 с.
  7. Шмараев Г.Е. Генофонд и селекция кукурузы // под ред. чл.-кор. РАСХН, профессора В.А. Драгавцева — СПб.: ВИР, 1999. — 390 с. — Теоретические основы селекции Т. IV.
  8. Шпаар Д., Гинапп К., Дрегер Д., Захаренко А. Кукуруза (Выращивание, уборка, консервирование и использование): Учебно-методическое руководство / Под общей редакцией Д. Шпаара. М.: ИД ООО «D1V АГ-РОДЕЛО», 2006. — 390 с.