Эффективность полученных новых массивов SNP проверялась на генотипирование 595 сортов овса и селекционных линий международных коллекций. Результаты показали, что применение SNP для генотипирования овса допустимо, но только для получения более точных результатов необходимо постоянно расширять массив и оптимизировать количество успешных SNP. Суть метода генотипирования путем секвенирования будет заключаться в преобразовании локусов GBS в массив SNP. А массивы SNP необходимы для обнаружения полиморфизмов сортов [23].
Применение высокоэффективного секвенирования для генотипирования сельскохозяйственных культур и новые методы биоинформатики в последнее десятилетие привело к образованию новых программ, способных генотипировать десятки тысяч геномных ДНК маркеров. В связи со снижением затрат на секвенирование дает возможность проводить ускоренное и высокоточное генотипирование сельскохозяйственных культур, что способствует ускорению улучшения урожая. Прогрессом в генотипирование являются методы генотипирования с помощью секвенирования (GBS) [24]. Такой прогресс в генотипировании прогнозирует более весомые достижения в будущем.
Среди российских ученых также присутствует многолетний опыт с использованием молекулярных маркеров. Молекулярные маркеры наиболее успешно используют для идентификации генетических ресурсов растений и генетической дифференциации. Для идентификации генетического разнообразия сортов овса из коллекции ВИР, объектом исследования были взяты семена 32 оригинальных образцов культурного овса хранящихся в коллекции ВИР еще с 20-х годов прошлого столетия и их репродукцией, которая была получена путем многократных пересевов в течение 80 лет на опытных станциях ВИР, в общей сложности было проанализировано 150 образцов, в которых было обнаружено и зарегистрировано 423 типа спектров авенина. Наличия образцов с идентичными или близкими по составу спектрами авенина, указывает на их возможную дублетную природу или генетическую близость [25].
Выводы
Изучением овса занимаются ученые из разных стран. Существует несколько крупных коллекций овса. Самой большой коллекцией считается Канадский национальный генбанк семян. Также коллекция овса имеется в Польше в Национальном центре генетических ресурсов растений. В России коллекция находится во Всероссийском институте генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова.
Овес генетической точки зрения изучен не так детально, как пшеница, идентифицировано всего около 300 генов. В настоящее время ведутся работы по изучения полиморфизма овса, с целью получения новой информации о генах. Каждая страна пытается улучшить методы генотипирования овса, включая использования методов ПЦР с последующим электрофорезом и секвенирование нового поколения (NGS).
Увеличение коллекции идентифицированных генов даст возможность селекционерам подбирать соответствующие материалы для селекции овса, а для генетиков появится возможность для геномного редактирования растений.
Библиографический список
1. Transformation of oats and its application to improving osmotic stress tolerance / Maqbool S.B, Zhong H., Oraby H.F, Sticklen M.B // Methods Mol Biol. - 2009. - №478. - Р. 149-168
2. Using Genotyping-By-Sequencing (GBS) for genomic discovery in cultivated oats / Huang Y. F., Poland J. A., Wight C. P., [et al.]// PLOSONE. - 2014. - №9(7): e102448.- DOI: 10.1371/journal.pone.0102448
3. Буданова А. Д., Белкин Р. И. Овес - ценная продовольственная культура (обзор) // Мир инноваций. - 2021. - №1. - С. 3-7
4. Fu Y. B., Yang M.-H. Genotyping-by-sequencing and its application to Oat genomic research // Oat: Methods and protocols. - 2017. - №1536. - P. 169-187
5. Hristov P. Genotyping// Intech Open, 2018. - DOI:10.5772/intechopen.71242
6. Лоскутов И. Г. Овёс (Avena L.). Распространение, систематика, эволюция и селекционная ценность. - СПб: ГНЦ РФ ВИР, 2007. - 336 с.
7. Diederichsen A. Duplication assessments in Nordic Avena sativa accessions at the Canadian national genebank //Genet Resour Crop Evol. - 2009. - №56. - P. 587-597.
8. Simons M. D., Zillinsky F. J., Jensen N. F A standardized system of nomenclature for genes governing characters of oats. - U.S.A: U.S. Department of Agriculture, Crops Research, 1966. - 22 p.
9. Oats: A standardized system of nomenclature for genes and chromosomes and catalog of genes governing characters // Simons M. D., Martens J. M., McKenzie R. I., [et al.]// 1978. USDA. Agric. Handb. №509.
10. Marshall H. G., Shaner G. E. Genetic and Inheritance in oat //Oat Science and Technology. Ed. by H. G. Marshall and M. E. Sorrels. U.S.A: Agronomy №33, 1992. - P. 509571.
11. Kim Y., Choi S. J., Choi C. An efficient PCR-RFLP method for the rapid identification of korean pyropia species // Molecules, 2017. - №22(12):2182
12. Analysis of the genetic diversity of Russian common oat varieties using alleles of avenin-coding loci / A. V. Lyubimova, D. I. Eremin, I. G. Loskutov [et al.] // BIO Web of Conferences: International Scientific and Practical Conference, Tyumen, 19-20 июля 2021 года. - Tyumen: EDP Sciences, 2021. - P. 01015. - DOI 10.1051/bioconf/20213601015. - EDN JJSAAE.
13. Ostapenko, A. V. Polymorphism of avenin species A. sativa L., A.byzantina C. Koch. and A.strigosa Schreb / A. V. Ostapenko, G. V. Tobolova // Plant Genetics, Genomics, Bioinformatics and Biotechnology: The 3rd International Conference. Abstract book, Novosibirsk, 17-21 июня 2015 года. - Novosibirsk: Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, 2015. - P. 39. - EDN OKHNLC.
14. Любимова А. В. Изучение характера наследования компонентов авенина у гибридов F2 от скрещивания сортов овса посевного сибирской селекции / А. В. Любимова // Аграрный вестник Урала. - 2022. - № 2(217). - С. 48-59. - EDN VZOQKE.
15. Анализ генотипов селекционных линий овса посевного по аллелям авенин- кодирующих локусов / Ю. П. Прядун, А. В. Любимова, Г. В. Тоболова, Д. И. Еремин // Вестник КрасГАУ. - 2020. - № 11(164). - С. 106-113. - DOI 10.36718/1819-4036-2020-11106-113. - EDN NSTJRW.
16. Омашева М. Е., Аубакирова К. П., Рябушкина Н. А. Молекулярные маркеры. Причины и последствия ошибок генотипирования //Биотехнология. Теория и практика. 2013. - №4. - С. 20-28
17. Development and Application of a Target Capture Sequencing SNP-Genotyping Platform in Rice/ Lee, C., Cheon, K.S., Shin, Y., Oh H., Jeong Y. M., Jang H., Park Y.C., Kim, K.Y., Cho H. C., Won Y.J., [et al.]// Genes, 2022. - 13(5). - 794. - https://doi.org/10.3390/genes 13050794
18. Современные подходы к генотипированию возбудителей особо опасных инфекций / Бондарева О. C., Савченко С. С., Ткаченко Г. А., Абуева А.И., Муратова Ю.А., Антонов В.А. // Эпидемиология и инфекционные болезни, 2014. -С. 34-45.
19. Boczkowska M., Tarczyk E. Genetic diversity among Polish landraces of common oat (Avena sativa L.) // Genetic Resources and Crop Evolution, 2013. - №60. - Р. 2157-2169
20. Diederichsen A. Assessments of genetic diversity within a world collection of cultivated hexaploid oat (Avena sativa L.) based on qualitative morphological characters// Genet Resour Crop Evol, 2008. - 55:419-440.
21. Jannik J.K., Gardner S. W. Expanding the pool of PCR-based markers for oat // Genomics, Molecular genetics & Biotechnology, 2005. - №45(6). - P. 2383-2387
22. Генотипирование мировой коллекции овса с использованием микросателлитных маркеров / Ашимова А. Н., Ермекбаева К. А., Туруспеков Е. К., Абугалиева С. И. // Вестник КазНУ. Серия биология, 2016. -Т. 66. - №1. - С. 134-143
23. A SNP genotyping array for hexaploid oat / Tinker N. A., Chao S., Lazo G. R. [et al.] // The plant genome, 2014. - №7(3). -Р. 1-8
24. Revolution in Genotyping Platforms for Crop Improvement. Scheben A, Batley J, Edwards D.// Adv Biochem Eng Biotechnol,2018. -164:37-52. -DOI: 10.1007/10_2017_47. - PMID: 29356847.7
25. Лоскутов, И. Г. Роль молекулярно-биологических исследований в познании генофонда овса и его эффективном использовании в селекции // Аграрная Россия, 2008. - № 3. - С. 14-19.