УДК 631.527:633.853.494
DOI: 10.25230/2412-608Х-2025-1-201-41-49

Саида Заурбиевна Гучетль
Татьяна Аркадьевна Челюстникова
Евгений Александрович Стрельников

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17
raps@vniimk.ru

Аннотация. Перспективы современной селекции рапса направлены на создание гибридов, которые могут давать прибавку урожайности и увеличение сбора масла до 50 %. Для промышленного производства гибридов используются технологии с привлечением линий с цитоплазматической мужской стерильностью (ЦМС) и линий, обладающих геном восстановления фертильности (Rfо), которые обеспечивают контролируемую гибридизацию. Использование маркеров гена Rfо может способствовать сокращению времени и стоимости получения гибрида. В связи с этим актуальна валидация маркеров гена восстановления фертильностидля внедрения в селекционную практику. Для валидации маркеров гена Rfо испытали четыре пары праймеров и изофермент PGI-2 на линиях-восстановителях фертильности пыльцы рапса и линиях с ЦМС, а также 103 растениях, фенотипированных по признаку фертильность – стерильность по наличию или отсутствию пыльцы в период цветения. Подобрана оптимальная буферная система для разделения изоферментов PGI-2 в крахмальном геле. Аллель, обозначенный как Pgi-2 FF, показал ассоциацию с геном Rfо. Однако визуализация маркера сложна, трудозатратна, дорога, в связи с чем использование белкового маркера неэффективно. Анализ линий рапса с помощью аллель-специфичных праймеров выявил ассоциацию трех ДНК-маркеров с признаком восстановления фертильности пыльцы. Их валидирование на фенотипированных растениях рапса, показало амплификацию ожидаемых маркерных фрагментов у растений-носителей гена Rfо в среднем в 96 % случаев. Обсуждаются возможные причины несоответствия фенотипического проявления признака и аллельного состояния маркера. С помощью ПЦР в режиме реального времени был оптимизирован процесс отбора носителей гена Rfо.­

Ключевые слова: рапс, Brassica napus, гибриды,ДНК-маркеры, восстановление фертильности, Rfо, валидация, маркер-ассоциированная селекция

Для цитирования: Гучетль С.З., Челюстникова Т.А., Стрельников Е.А. Валидация молекулярно-генетических маркеров гена восстановления Rfo у рапса селекции ВНИИМК // Масличные культуры. 2025. Вып. 1 (201). С. 41–49.

Читать статью

Список литературы

1. Горлова Л.А., Бочкарева Э.Б., Стрельников Е.А., Сердюк В.В. Использование классических и современных методов в селекции рапса (Brassica napus) во ВНИИМК // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. – 2019. – № 180 (4). – С. 126–131. DOI: 10.30901/2227-8834-2019-4-126-131.

2. Анисимова И.Н., Дубовская А.Г. Системы ЦМС у рапса и их использование в селекции отечественных гибридов // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. – 2020. – № 181 (3). – С. 171–180. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-3-171-180.

3. Ogura H. Studies on the new male-sterility in Japanese radish, with special reference to the utilization of this sterility towards the practical raising of hybrid seeds // Mem. Fac. Agric. Kagoshima Univ. – 1968. – Vol. 6. – P. 39–78.

4. Домблидес Е.А., Домблидес А.С., Заячковская Т.В., Бондарева Л.Л. Определение типа цитоплазмы у растений семейства Капустные (Brassicaceae Burnett) с помощью ДНК маркеров // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2015. – № 19. – С. 529–537. DOI: 10.18699/VJ15.069.

5. Brown G.G., Formanova N., Jin H., Wargachuk R., Dendy C., Patil P. [et al.]. The radish Rfo restorer gene of Ogura cytoplasmic male sterility encodes a protein with multiple pentatricopeptide repeats // Plant Journal. – 2003. – Vol. 35 (2). – P. 262–272. DOI: 10.1046/j.1365-313X.2003.01799.x.

6. Feng J., Primomo V., Li Z., Zhang Y., Jan C. C., Tulsieram L. [et al.]. Physical localization and genetic mapping of the fertility restoration gene Rfo in canola (Brassica napus L.) // Genome. – 2009. – Vol. 52 (4). – P. 401–407. DOI: 10.1139/g09-016.

7. Heyn F.W. Transfer of restorer genes from Raphanus to cytoplasmic male sterile Brassica napus // Cruciferae Newsletter. – 1976. – Vol. 1. – P. 15–16.

    8. Motegi T., Nou I.S., Zhou J., Kanno A., Kameya T., Hirata Y. Obtaining an Ogura-type CMS line from asymmetrical protoplast fusion between cabbage (fertile) and radish (fertile) // Euphytica. – 2003. – Vol. 129. – P. 319–323. DOI: 10.1023/A:1022284803689.

    9. Pelletier G., Primard C., Vedel F., Chetrit P., Remy R., Rouselle P., Renard M. Intergeneric cytoplasmic hybridization in Cruciferae by protoplast fusion // Mol. Gen. Genet. – 1983. – Vol. 191. – P. 244–250. DOI: 10.1007/BF00334821.

    10. Hu X., Sullivan-Gilbert M., Kubik T. [et al.]. Mapping of the Ogura fertility restorer gene Rfo and development of Rfo allele-specific markers in canola (Brassica napus L.) // Molecular Breeding. – 2008. – Vol. 22 (4). – P. 663–674. DOI: 10.1007/s11032-008-9207-1.

    11. Delourme R., Eber E. Linkage between an isozyme marker and a restorer gene in radish cytoplasmic male sterility of rapeseed (Brassica napus L.) // Theor. Appl. Genet. – 1992. – Vol. 85. – P. 222–228. DOI: 10.1007/BF00222863.

    12. Horacek J., Acanova M. Glucose-6-phosphate isomerase as a marker of a fertility restorer gene in rape // Czech J. Genet. Plant. Breed. – 2003. – Vol. 39 (4). – P. 130–133. DOI: 10.17221/3731-CJGPB.

    13. Бочкарева Э.Б., Горлова Л.А., Сердюк В.В., Стрельников Е.А. История селекции рапса ярового во ВНИИМК (обзор) // Масличные культуры. – 2023. – Вып. 3 (195). – С. 88–97. DOI: 10.25230/2412-608X-2023-3-195-88-97.

    14. Бочкарева Э.Б., Горлова Л.А., Стрельников Е.А., Сердюк В.В. Первый отечественный гибрид рапса озимого Дебют // Масличные культуры. – 2021. – Вып. 2 (186). – С. 98–100. DOI: 10.25230/2412-608Х-2021-2-186-98-100.

    15. Lurin C., Andreés C., Aubourg S., Bellaoui M., Bitton F., Bruyère, C., Small I. Genome-wide analysis of Arabidopsis pentatricopeptide repeat proteins reveals their essential role in organelle biogenesis // The Plant Cell. – 2004. – V. 16. – Is. 8. – P. 2089–2103.

    16. Uyttewaal M., Arnal N., Quadrado M., Martin-Canadell A., Vrielynck N., Hiard S. [et al.]. Characterization of Raphanus sativus pentatricopeptide repeat proteins encoded by the fertility restorer locus for Ogura cytoplasmic male sterility // Plant Cell. – 2008. – V. 20. – Is. 12. – P. 3331-3345. DOI: 10.1105/tpc.107.057208.

      Сведения об авторах

      С.З. Гучетль, зав. лаб., вед. науч. сотр., канд. биол. наук
      Т.А. Челюстникова, аналитик 2-й кат.
      Е.А. Стрельников, зав. лаб., канд. биол. наук