RU2732922C2 - Method for molecular labelling, based on microsatellite loci, intended for genetic certification of plant variety of rubus genus plants - Google Patents

Method for molecular labelling, based on microsatellite loci, intended for genetic certification of plant variety of rubus genus plants Download PDF

Info

Publication number
RU2732922C2
RU2732922C2 RU2018146175A RU2018146175A RU2732922C2 RU 2732922 C2 RU2732922 C2 RU 2732922C2 RU 2018146175 A RU2018146175 A RU 2018146175A RU 2018146175 A RU2018146175 A RU 2018146175A RU 2732922 C2 RU2732922 C2 RU 2732922C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rub
raspberry
blackberry
dna
locus
Prior art date
Application number
RU2018146175A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018146175A (en
RU2018146175A3 (en
Inventor
Елена Олеговна Видягина
Наталья Михайловна Субботина
Вадим Георгиевич Лебедев
Константин Александрович Шестибратов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пущинский государственный естественно-научный институт" (ПущГЕНИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пущинский государственный естественно-научный институт" (ПущГЕНИ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пущинский государственный естественно-научный институт" (ПущГЕНИ)
Priority to RU2018146175A priority Critical patent/RU2732922C2/en
Publication of RU2018146175A publication Critical patent/RU2018146175A/en
Publication of RU2018146175A3 publication Critical patent/RU2018146175A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2732922C2 publication Critical patent/RU2732922C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biochemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of biochemistry, in particular to a method for identification of raspberry, blackberry and raspberry-blackberry hybrids based on microsatellite (SSR) markers.
EFFECT: invention allows to efficiently identify raspberry varieties.
1 cl, 5 dwg, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области молекулярной биологии и генетики растений, в частности, к способу молекулярно-генетической паспортизации сортов малины, ежевики и малино-ежевичных гибридов на основе генетических маркеров - микросателлитных локусов. Изобретение позволяет осуществлять надежную и достоверную паспортизацию различных сортов малины, ежевики и малино-ежевичных гибридов на индивидуальном сортовом уровне и может быть использовано для широкого спектра сортов малины и ежевики и их гибридов, являясь, таким образом, универсальным.The invention relates to the field of molecular biology and plant genetics, in particular, to a method for molecular genetic certification of raspberry, blackberry and raspberry-blackberry hybrids based on genetic markers - microsatellite loci. The invention allows for reliable and reliable certification of various varieties of raspberries, blackberries and raspberry-blackberry hybrids at an individual varietal level and can be used for a wide range of raspberry and blackberry varieties and their hybrids, thus being universal.

Микросателлитные локусы представляют собой участки дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), содержащие простые короткие тандемно повторяющиеся моно-, ди-, три-, тетра- или пентануклеотидные (нуклеотид - элементарная «буква» в генетическом коде организма) мотивы, которые локализованы в геномах большинства видов эукариот. Отсюда их альтернативные названия - локусы с простыми повторами последовательностей (SSR, от английского Simple Sequence Repeat) или короткие тандемные повторы (STR, от английского Short Tandem Repeats). Микросателлитные маркеры наилучшим образом подходят для паспортизации и дискриминации (различения) индивидуальных генотипов, поскольку содержат большое число аллелей (у растений до 10-20 и более на локус) и возможность использовать наборы локусов позволяет получать уникальные генетические «портреты» особей с крайне низкой вероятностью случайного повторения (от 10-4 до <10-15 в зависимости от числа локусов и аллелей) (Brown et al., In methods of genome analysis in plants, Ed. P.P. Jauhar, N.-Y., London, Tokyo, 1996, P. 147-159).Microsatellite loci are regions of deoxyribonucleic acid (DNA) containing simple short tandem repeating mono-, di-, tri-, tetra-, or pentanucleotide (nucleotide is an elementary "letter" in the genetic code of an organism) motifs that are localized in the genomes of most eukaryotic species ... Hence their alternative names - loci with simple sequence repeats (SSR, from English Simple Sequence Repeat) or short tandem repeats (STR, from English Short Tandem Repeats). Microsatellite markers are best suited for certification and discrimination (differentiation) of individual genotypes, since they contain a large number of alleles (in plants up to 10-20 or more per locus) and the ability to use sets of loci allows obtaining unique genetic "portraits" of individuals with an extremely low probability of random repetitions (from 10 -4 to <10 -15 depending on the number of loci and alleles) (Brown et al., In methods of genome analysis in plants, Ed. PP Jauhar, N.-Y., London, Tokyo, 1996, P. 147-159).

В качестве экономических преимуществ использования микросателлитных маркеров можно отметить, что их анализ, основанный на применении полимеразной цепной реакции (ПЦР), не требует высокого количества и качества матричной ДНК (10-100 нг на реакцию). Благодаря использованию специфических длинных ПЦР-праймеров достигается высокая воспроизводимость результатов микросателлитного анализа. При дальнейшем совершенствовании технологии возможно увеличение производительности анализа путем применения мультиплексных реакций (амплификация нескольких локусов с меченными флуоресцентными метками праймерами в одной пробирке) и автоматизации скрининга.As an economic advantage of using microsatellite markers, it can be noted that their analysis based on the use of polymerase chain reaction (PCR) does not require a high quantity and quality of template DNA (10-100 ng per reaction). Due to the use of specific long PCR primers, high reproducibility of the results of microsatellite analysis is achieved. With further improvement of the technology, it is possible to increase the productivity of the assay by using multiplex reactions (amplification of several loci with labeled fluorescent labels with primers in one tube) and automation of screening.

На данный момент для паспортизации малины и ежевики существует лишь одно запатентованное техническое решение № RU 2620967 «Паспортизация сортов малины и ежевики и изучение их филогенетических взаимоотношений методом RAPD-анализа», однако, в настоящий момент RAPD-анализ не рассматривается как точный, дающий возможность проводить паспортизацию, так как основан на использовании единичного короткого, обычно, 10-членного праймера, с произвольной нуклеотидной последовательностью (Williams JG, Kubelik AR, Livak KJ, Rafalski J.A., Tingey S.V. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers» // Nucleic Acids Research, 1990, 18(22): 6531-6535). Паспортизация малины предложена с использованием фрагментов ДНК разного размера (ISSR) Соболевым В.В. с соавторами (Соболев В.В., Карлов Г.И., Соболева А.Г., Озеровский А.В., Казаков И.В., Феськов А.А. Использование ISSR-маркеров для молекулярно-генетической идентификации и паспортизации сортов малины// Сельскохозяйственная биология, - 2006, - Т. 5, - С. 48-53), однако указанный способ основан на использовании ISSR - маркеров, относящихся к мультилокусным маркерам, которые, как правило, имеют неизвестную локализацию в хромосоме и используются для исследования генетического разнообразия, а также для филогенетических исследований (Хлесткина, Вавиловский журнал генетики и селекции, 2013, Т. 17, №4, С. 1044-1054), но для паспортизации сортов является не совсем точным и подходящим. Патенты на паспортизацию малины, ежевики и малино-ежевичных гибридов с использованием молекулярного маркирования, основанного на использовании микросателлитных локусов (SSR-анализ) отсутствует. Есть работы по определению родства с использованием SSR-анализа, наиболее близкая к нашему изобретению статья Marulanda M.L., Lopez A.M., Uribe M. Genetic Diversity and Transferability of Rubus Microsatellite Markers to South American Rubus Species // The Molecular Basis of Plant Genetic Diversity, - 2012, - P. 151-164. Однако представленная система SSR-анализа Marulanda M.L. и др. используется для определения родства, а не паспортизации растений. В предложенном нами способе паспортизации в основу легло использование монолокусных SSR- маркеров, что позволяет осуществлять паспортизацию сортов на индивидуальном уровне. Кроме того нет необходимости в методе секвенирования, что делает наш способ также экономически более выгодным.At the moment, for the certification of raspberries and blackberries, there is only one patented technical solution No. RU 2620967 "Certification of raspberry and blackberry varieties and the study of their phylogenetic relationships by the method of RAPD analysis", however, at the moment RAPD analysis is not considered as accurate, making it possible to carry out certification, since it is based on the use of a single short, usually 10-membered primer with an arbitrary nucleotide sequence (Williams JG, Kubelik AR, Livak KJ, Rafalski JA, Tingey SV DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers "// Nucleic Acids Research 1990, 18 (22): 6531-6535). Certification of raspberries is proposed using DNA fragments of different sizes (ISSR) by V.V. Sobolev. with coauthors (Sobolev V.V., Karlov G.I., Soboleva A.G., Ozerovsky A.V., Kazakov I.V., Feskov A.A.Use of ISSR markers for molecular genetic identification and certification of varieties raspberries // Agricultural biology, - 2006, - T. 5, - S. 48-53), however, this method is based on the use of ISSR - markers related to multilocus markers, which, as a rule, have an unknown localization in the chromosome and are used for studies of genetic diversity, as well as for phylogenetic studies (Khlestkina, Vavilovsky Journal of Genetics and Breeding, 2013, T. 17, No. 4, pp. 1044-1054), but for the certification of varieties is not entirely accurate and suitable. There are no patents for the certification of raspberries, blackberries and raspberry-blackberry hybrids using molecular labeling based on the use of microsatellite loci (SSR analysis). There are works on determining kinship using SSR analysis, the article closest to our invention is Marulanda ML, Lopez AM, Uribe M. Genetic Diversity and Transferability of Rubus Microsatellite Markers to South American Rubus Species // The Molecular Basis of Plant Genetic Diversity, - 2012, - P. 151-164. However, the presented SSR analysis system Marulanda M.L. etc. is used to determine the relationship, and not to passportization of plants. In our proposed method of certification, the basis was the use of monolocal SSR markers, which makes it possible to carry out certification of varieties at the individual level. Moreover, there is no need for a sequencing method, which makes our method also more cost effective.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение достоверной и надежной генетической паспортизации сортов малины, ежевики и малино-ежевичных гибридов на основе применения высокоизменчивых микросателлитных локусов.The aim of the present invention is to provide reliable and reliable genetic certification of raspberry, blackberry and raspberry-blackberry hybrids varieties based on the use of highly variable microsatellite loci.

Поставленная цель достигается за счет использования набора эффективных и стабильных молекулярных маркеров, позволяющих выявить высокий уровень полиморфизма ДНК и получить четко воспроизводимые результаты.This goal is achieved through the use of a set of effective and stable molecular markers that allow detecting a high level of DNA polymorphism and obtaining clearly reproducible results.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

Отбирают образцы растительного материала исследуемого сорта, из образцов выделяют ДНК любым известным способом, амплифицируют ДНК в реакционной смеси с последовательным участием указанных нескольких праймеров по известной методике, полученные продукты амплификации разделяют на фракции методом электрофореза в разделяющем геле по стандартной методике, осуществляют визуализацию продуктов амплификации под ультрафиолетовым светом, для каждого сорта выявляют специфичные профили продуктов амплификации, которые служат маркерами данного селекционного достижения, причем в процессе амплификации обеспечивают индивидуальную температуру отжига для каждого праймера. При этом выделение ДНК осуществляют из материала, взятого от не менее десяти растений каждого сорта, выращенных в поле или защищенном грунте или не менее двадцати растений каждого сорта, выращенных в условиях in vitro.Samples of the plant material of the studied variety are selected, DNA is isolated from the samples by any known method, DNA is amplified in a reaction mixture with the sequential participation of these several primers according to a known method, the resulting amplification products are separated into fractions by electrophoresis in a separating gel according to a standard method, the amplification products are visualized under ultraviolet light, specific profiles of amplification products are revealed for each variety, which serve as markers of this selection achievement, and during the amplification process, an individual annealing temperature is provided for each primer. In this case, DNA extraction is carried out from material taken from at least ten plants of each variety grown in a field or protected soil or at least twenty plants of each variety grown in vitro.

Примеры осуществления способаExamples of implementation of the method

Пример 1. Отбор растительного материалаExample 1. Selection of plant material

Для паспортизации сорта отбирали листья с десяти растений для каждого сорта, выращенных в полевых условиях. До начала исследований листья хранили в холодильнике при+4°С.For the certification of the variety, leaves were selected from ten plants for each variety grown in the field. Before the start of research, the leaves were stored in a refrigerator at + 4 ° C.

Пример 2. Выделение ДНКExample 2. Isolation of DNA

Для выделения ДНК использовали модифицированный СТАВ-метод: Гомогенизация и экстракция. Фрагменты растительной ткани массой до 50 мг помещали в центрифужную пробирку типа "Eppendorf" объемом 1,5 мл, содержащую 500 мкл экстрагирующего буфера (Т=+65°С), следующего состава: 1,5% раствор бромида цетилтриметиламмония (СТАВ); 0,12 М раствор трис-HCI (рН 8,0); 1,2 М раствор хлорида натрия; 15 мМ раствор трилона Б, и гомогенизировали до однородного состояния. Далее пробирку закрывали и перемешивали содержимое на вихревом смесителе (400-600 об/мин) в течение 5 секунд. После этого пробирки помещали в твердотельный термостат и инкубировали в течение 30 мин при +65°С.For DNA extraction, a modified CTAB method was used: Homogenization and extraction. Fragments of plant tissue weighing up to 50 mg were placed in a 1.5 ml Eppendorf centrifuge tube containing 500 μl of an extraction buffer (T = + 65 ° C) of the following composition: 1.5% solution of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB); 0.12 M Tris-HCI solution (pH 8.0); 1.2 M sodium chloride solution; 15 mM Trilon B solution and homogenized until uniform. Then the tube was closed and the contents were mixed on a vortex mixer (400-600 rpm) for 5 seconds. After that, the tubes were placed in a solid-state thermostat and incubated for 30 min at + 65 ° C.

Очистка гомогенатов. После экстракции пробирку охлаждали до комнатной температуры и к образцу добавляли 500 мкл хлороформа. Содержимое перемешивали на встряхивающей ванне (200 об/мин) в течение 15 мин при комнатной температуре. Далее производили центрифугирование при 13000 g в течение 10 мин. После этого пипеточным дозатором отбирали 300 мкл супернатанта, переносили в другую центрифужную пробирку типа "Eppendorf" объемом 1,5 мл и добавляли к нему 60 мкл буфера 5х СТАВ (5% р-р СТАВ; 350 мМ раствор трилона Б). Содержимое перемешивали на вихревом смесителе (400 об/мин) и инкубировали в твердотельном термостате в течение 10 мин при +65°С. После инкубации добавляли 360 мкл хлороформа. Содержимое перемешивали на встряхивающей ванне (200 об/мин) в течение 10 мин при комнатной температуре, после чего центрифугировали при 13000 g в течение 10 мин (если раствор оставался мутным или была большая интерфаза, то процедуру очистки хлороформом повторяли).Purification of homogenates. After extraction, the tube was cooled to room temperature and 500 μL of chloroform was added to the sample. The contents were mixed on a shaking bath (200 rpm) for 15 minutes at room temperature. Then, centrifugation was performed at 13000 g for 10 min. After that, 300 μl of the supernatant was taken with a pipette dispenser, transferred to another 1.5 ml Eppendorf centrifuge tube, and 60 μl of 5x CTAB buffer (5% CTAB solution; 350 mM Trilon B solution) was added to it. The contents were mixed on a vortex mixer (400 rpm) and incubated in a solid state thermostat for 10 min at + 65 ° C. After incubation, 360 μl of chloroform was added. The contents were stirred on a shaking bath (200 rpm) for 10 min at room temperature, after which they were centrifuged at 13000 g for 10 min (if the solution remained cloudy or there was a large interphase, then the chloroform purification procedure was repeated).

Осаждение ДНК. По окончании центрифугирования пипеточным дозатором отбирали 200 мкл супернатанта, переносили в другую центрифужную пробирку типа "Eppendorf" объемом 1,5 мл и добавляли 200 мкл изопропанола. После добавления спирта содержимое пробирки перемешивали и оставляли в роторе центрифуги на 30 мин. Далее производили центрифугирование при 13000 g (Т=+4°С) в течение 10 мин.DNA deposition. At the end of centrifugation, 200 μl of the supernatant was taken with a pipette dispenser, transferred to another 1.5 ml Eppendorf centrifuge tube, and 200 μl of isopropanol was added. After adding alcohol, the contents of the tube were mixed and left in the centrifuge rotor for 30 min. Further, centrifugation was performed at 13000 g (T = + 4 ° C) for 10 min.

Очистка препарата ДНК. Супернатант сливали, а полученный осадок ДНК промывали 700 мкл охлажденного 70% этанола. После промывания содержимое пробирок центрифугировали при 13000 g (Т=+4°С) в течение 5 мин. Процедуру промывки повторяли два раза для удаления из осадка остатков трилона Б и изопропанола, поскольку они являются ингибиторами амплификации.DNA preparation purification. The supernatant was discarded, and the resulting DNA pellet was washed with 700 μL of cooled 70% ethanol. After washing, the contents of the tubes were centrifuged at 13000 g (Т = + 4 ° С) for 5 min. The washing procedure was repeated twice to remove the residues of Trilon B and isopropanol from the sediment, since they are amplification inhibitors.

Лиофилизация препарата ДНК. После промывки этанолом, пробирки размещали в штативе и, открыв крышки, просушивали осадок ДНК в течение 30-40 мин (Т=+45°С) до полного испарения этанола.Lyophilization of the DNA preparation. After washing with ethanol, the tubes were placed in a rack and, opening the lids, the DNA precipitate was dried for 30-40 min (T = + 45 ° C) until the ethanol completely evaporated.

Растворение препарата ДНК. Высушенный осадок растворяли в 50 мкл деионизированной воды во встряхивающей ванне (200 об/мин) при +65°С в течение 15 мин.Dissolution of the DNA preparation. The dried precipitate was dissolved in 50 μL of deionized water in a shaking bath (200 rpm) at + 65 ° C for 15 min.

Пример 3. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)Example 3. Polymerase chain reaction (PCR)

Для генетической паспортизации сортов малины, ежевики и малино-ежевичных гибридов использовали 13 SSR-праймеров (таблица 1).For genetic certification of raspberry, blackberry and raspberry-blackberry hybrids varieties, 13 SSR primers were used (Table 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

ПЦР проводили по следующей программе: 1 цикл - длительная денатурация (3 мин, 94°С); 40 циклов -денатурация (30 с, 94°С), отжиг (30 с, температура отжига из табл.1), элонгация (45 с, 72°С); 1 цикл - длительная элонгация (7 мин., 72°С).PCR was carried out according to the following program: 1 cycle - long-term denaturation (3 min, 94 ° C); 40 cycles - denaturation (30 s, 94 ° C), annealing (30 s, annealing temperature from Table 1), elongation (45 s, 72 ° C); 1 cycle - long elongation (7 min., 72 ° C).

Пример 4. Электрофоретическое разделение, визуализация и интерпретация результатов ПЦР.Example 4. Electrophoretic separation, visualization and interpretation of PCR results.

Электрофоретическое разделение продуктов ПЦР проводили с помощью электрофореза в вертикальных блоках 6% полиакриламидного геля (ПААГ) в трис-ЭДТА-боратной буферной системе. После электрофореза гели окрашивают в водном растворе бромистого этидия и визуализируют в УФ-свете.Electrophoretic separation of PCR products was performed using vertical block electrophoresis of 6% polyacrylamide gel (PAGE) in a Tris-EDTA-borate buffer system. After electrophoresis, the gels are stained in an aqueous solution of ethidium bromide and visualized in UV light.

Графические изображения гелей (электрофореграммы) перехватывают с помощью фото- или видеосистемы гель-документации, и сохраняют на магнитные носители информации и обрабатывают в графических редакторах. Размер амплифицированных фрагментов определяют с помощью соответствующего программного обеспечения. В качестве стандартного маркера длины используют ДНК плазмиды pBR322 Е. coli, обработанную эндонуклеазой рестрикции Hpall, или аналогичный маркер молекулярного веса для фрагментного анализа в диапазоне 50-300 пар нуклеотидов (п.н.).Graphic images of gels (electrophoregrams) are intercepted using a photo or video system for gel documentation, and are saved on magnetic storage media and processed in graphic editors. The size of the amplified fragments is determined using appropriate software. As a standard length marker, DNA of E. coli plasmid pBR322, treated with restriction endonuclease Hpall, or a similar molecular weight marker for fragment analysis in the range of 50-300 base pairs (bp), is used.

Проводят составление таблицы многолокусных генотипов по микросателлитным локусам. Длины амплифицированных фрагментов микросателлитных локусов (в парах оснований) заносят в электронную таблицу MS Excel, по два столбца на локус. В случае отсутствия генотипа по какому-либо локусу (пропуск данных) указывают «0».A table of multi-locus genotypes is compiled for microsatellite loci. The lengths of the amplified fragments of microsatellite loci (in base pairs) are entered into an MS Excel spreadsheet, two columns per locus. If there is no genotype for any locus (data omission), indicate "0".

Примеры электрофореграмм, демонстрирующих полиморфизм длин амплифицированных фрагментов микросателлитных локусов, приведены на фиг. 1, 2.Examples of electropherograms showing polymorphism of the amplified fragment lengths of microsatellite loci are shown in FIG. 12.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, включающего отбор растительного материала, является выделение ДНК из отобранного материала, генетический анализ ДНК с использованием молекулярного маркирования, основанный на микросателлитных локусах с последовательным участием нескольких SSR-праймеров, с последующим разделением продуктов амплификации путем электрофореза, их визуализацией под ультрафиолетовым светом и выявлением специфичных профилей позволит проводить паспортизацию любого сорта малины, ежевики и малино-ежевичных гибридов, выращиваемых в России.The technical result achieved by the implementation of the present invention, including the selection of plant material, is the isolation of DNA from the selected material, genetic analysis of DNA using molecular marking based on microsatellite loci with the sequential participation of several SSR primers, followed by separation of amplification products by electrophoresis, their visualization under ultraviolet light and the identification of specific profiles will allow for certification of any variety of raspberries, blackberries and raspberry-blackberry hybrids grown in Russia.

Анализ известных способов молекулярно-генетической паспортизации малины, ежевики и малино-ежевичных гибридов, проведенный по патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого способа неизвестна из уровня техники, следовательно, он соответствует такому условию патентоспособности изобретения как «новизна». Благодаря этому можно создать генетический паспорт для различных сортов малины ежевики и малино-ежевичных гибридов, примеры генетического паспорта приведены на фиг. 3, 4, 5.Analysis of the known methods of molecular genetic certification of raspberries, blackberries and raspberry-blackberry hybrids, carried out according to the patent documentation, showed that the set of essential features of the proposed method is unknown from the prior art, therefore, it corresponds to such a condition of patentability of the invention as "novelty". Due to this, it is possible to create a genetic passport for various varieties of raspberry-blackberry and raspberry-blackberry hybrids, examples of the genetic passport are shown in Fig. 3, 4, 5.

Краткое описание чертежей:Brief Description of Drawings:

Фиг. 1. Электрофореграмма локуса Rub 13 сортов малины и ежевики. Сорта: 1 - ежевика Натчез (0/0); 2 - малина Бабье лето II (344/347); 3 - малина Атлант (344/347); 4 - ежевика Бжезина (0/0); 5 - малина Оранжевое чудо (344/345); 6 - малина Геракл (344/345); 7 - малина Атлант (262/319); 8 -маркер длин фрагментов ДНК; 9 - Ежевика Блек Сатин (0/0), М - маркер длин фрагментов ДНК.FIG. 1. Electropherogram of the Rub locus of 13 varieties of raspberries and blackberries. Varieties: 1 - Natchez blackberry (0/0); 2 - raspberry Indian summer II (344/347); 3 - raspberry Atlant (344/347); 4 - Brzezin's blackberry (0/0); 5 - raspberry Orange miracle (344/345); 6 - raspberry Hercules (344/345); 7 - raspberry Atlant (262/319); 8 - marker of lengths of DNA fragments; 9 - Blackberry Black Satin (0/0), M - DNA fragment length marker.

Фиг. 2. Электрофореграмма локуса Rub 4 сортов малины, ежевики и малино-ежевичных гибридов. Сорта: 1 - ежевика Бжезина (294/295), 2 - малино-ежевичный гибрид Тайберри (314/288), 3 - малина Атлант (312/314), 4 - малина Геракл (299/314), 5 - малина Золотая осень (312/314), 6 - ежевика Блек Сатин (294/296), 7 - малино-ежевичный гибрид Тайберри Букингем (294/314), 8 - малина Пингвин (314/314), 9 - ежевика Агавам (298/ 296), 10 - вода (контроль), М - маркер длин фрагментов ДНК.FIG. 2. Electropherogram of the Rub locus of 4 varieties of raspberry, blackberry and raspberry-blackberry hybrids. Varieties: 1 - Brzezin's blackberry (294/295), 2 - raspberry-blackberry hybrid Tayberry (314/288), 3 - Atlant raspberry (312/314), 4 - Hercules raspberry (299/314), 5 - Golden autumn raspberry (312/314), 6 - Black Satin Blackberry (294/296), 7 - Tayberry Buckingham Raspberry-Blackberry Hybrid (294/314), 8 - Penguin Raspberry (314/314), 9 - Agavam Blackberry (298/296) , 10 - water (control), M - DNA fragment length marker.

Фиг. 3. Электрофореграмма генетического паспорта ежевики сорта Бжезина с использованием микросателлитных локусов: 1 - Rub 1; 2 - Rub 2; 3 - Rub 3; 4 - Rub 4; 5 - Rub 5; 6 - Rub 6; 7 - Rub 7; 8 - Rub 8; 9 - Rub 9; 10 - Rub 10; 11 - Rub 11; 12 - Rub 12; 13 - Rub 13.FIG. 3. Electropherogram of the genetic passport of the Brzezina variety blackberry using microsatellite loci: 1 - Rub 1; 2 - Rub 2; 3 - Rub 3; 4 - Rub 4; 5 - Rub 5; 6 - Rub 6; 7 - Rub 7; 8 - Rub 8; 9 - Rub 9; 10 - Rub 10; 11 - Rub 11; 12 - Rub 12; 13 - Rub 13.

Фиг. 4. Электрофореграмма генетического паспорта малины сорта Патриция с использованием микросателлитных локусов: 1 - Rub 1; 2 - Rub 2; 3 - Rub 3; 4 - Rub 4; 5 - Rub 5; 6 - Rub 6; 7 - Rub 7; 8 - Rub 8; 9 - Rub 9; 10 - Rub 10; 11 - Rub 11; 12 - Rub 12.FIG. 4. Electropherogram of the genetic passport of the patricia variety raspberry using microsatellite loci: 1 - Rub 1; 2 - Rub 2; 3 - Rub 3; 4 - Rub 4; 5 - Rub 5; 6 - Rub 6; 7 - Rub 7; 8 - Rub 8; 9 - Rub 9; 10 - Rub 10; 11 - Rub 11; 12 - Rub 12.

Фиг. 5. Электрофореграмма генетического паспорта малино-ежевичного гибрида сорта Тайберри Букингем с использованием микросателлитных локусов: 1 - Rub 1; 2 - Rub 2; 3 - Rub 3; 4 - Rub 4; 5 - Rub 5; 6 - Rub 6; 7 - Rub 7; 8 - Rub 8; 9 - Rub 9; 10 - Rub 10; 11 - Rub 11; 12 - Rub 12.FIG. 5. Electropherogram of the genetic passport of the raspberry-blackberry hybrid of the Tayberry Buckingham variety using microsatellite loci: 1 - Rub 1; 2 - Rub 2; 3 - Rub 3; 4 - Rub 4; 5 - Rub 5; 6 - Rub 6; 7 - Rub 7; 8 - Rub 8; 9 - Rub 9; 10 - Rub 10; 11 - Rub 11; 12 - Rub 12.

--->--->

Перечень последовательностейSequence listing

Seq ID No: 1. Rub1 F - праймер на локус Rub 1Seq ID No: 1. Rub1 F - primer for Rub 1 locus

5’- GTTCGATCGTCTTAGTGGCAC -3’5'- GTTCGATCGTCTTAGTGGCAC -3 '

Seq ID No: 2. Rub1 R - праймер на локус Rub 1Seq ID No: 2. Rub1 R - primer for Rub 1 locus

5’- ATCACTTAATATTCGGACGG -3’5'- ATCACTTAATATTCGGACGG -3 '

Seq ID No: 3. Rub2 F - праймер на локус Rub 2Seq ID No: 3. Rub2 F - primer for Rub 2 locus

5’- GCATGTCTGCTATGTGGT -3’5'- GCATGTCTGCTATGTGGT -3 '

Seq ID No: 4. Rub2 R - праймер на локус Rub 2Seq ID No: 4. Rub2 R - primer for Rub 2 locus

5’- ATGTCTTTAGCTATACCATGTT -3’5'- ATGTCTTTAGCTATACCATGTT -3 '

Seq ID No: 5. Rub3 F - праймер на локус Rub 3Seq ID No: 5. Rub3 F - primer for Rub 3 locus

5’- GTCGATCGTCTATGTGAAGG -3’5'- GTCGATCGTCTATGTGAAGG -3 '

Seq ID No: 6. Rub3 R - праймер на локус Rub 3 Seq ID No: 6. Rub3 R - primer for Rub 3 locus

5’- CAATATGCCATCCACAGAGAAA -3’5'- CAATATGCCATCCACAGAGAAA -3 '

Seq ID No: 7. Rub 4 F - праймер на локус Rub 4Seq ID No: 7. Rub 4 F - primer for Rub 4 locus

5’- CAACCACCACCTCAACTAAT AA -3’5'- CAACCACCACCTCAACTAAT AA -3 '

Seq ID No: 8. Rub 4 R - праймер на локус Rub 4Seq ID No: 8. Rub 4 R - primer for Rub 4 locus

5’- GCAGAATCACCTGAGGCTTCTA -3’5'- GCAGAATCACCTGAGGCTTCTA -3 '

Seq ID No: 9. Rub 5 F - праймер на локус Rub 5Seq ID No: 9. Rub 5 F - primer for Rub 5 locus

5’- ATACTTGTCCAATAAACTTC -3’5'- ATACTTGTCCAATAAACTTC -3 '

Seq ID No: 10. Rub 5 R - праймер на локус Rub 5Seq ID No: 10. Rub 5 R - primer for the Rub 5 locus

5’- TGTTGTAAATGCAGGAACCAAC -3’5'- TGTTGTAAATGCAGGAACCAAC -3 '

Seq ID No: 11. Rub 6 F - праймер на локус Rub 6Seq ID No: 11. Rub 6 F - primer for Rub 6 locus

5’- AGTCTTCTCACATTTTGACAA -3’5'- AGTCTTCTCACATTTTGACAA -3 '

Seq ID No: 12. Rub 6 R - праймер на локус Rub 6Seq ID No: 12. Rub 6 R - primer for Rub 6 locus

5’- AGCAGAATCGGTTCTTACAAG -3’5'- AGCAGAATCGGTTCTTACAAG -3 '

Seq ID No: 13. Rub 7 F - праймер на локус Rub 7Seq ID No: 13. Rub 7 F - primer for Rub 7 locus

5’- AAGACAAGGCGTCCACAACT -3’5'- AAGACAAGGCGTCCACAACT -3 '

Seq ID No: 14. Rub 7 R - праймер на локус Rub 7Seq ID No: 14. Rub 7 R - primer for Rub 7 locus

5’- TATGCTTTGATTAGGCTGGGGT -3’5'- TATGCTTTGATTAGGCTGGGGT -3 '

Seq ID No: 15. Rub 8 F - праймер на локус Rub 8Seq ID No: 15. Rub 8 F - primer for Rub 8 locus

5’- CACCAATTGTACACCCAACAAC -3’5'- CACCAATTGTACACCCAACAAC -3 '

Seq ID No: 16. Rub 8 R - праймер на локус Rub 8Seq ID No: 16. Rub 8 R - primer for Rub 8 locus

5’- ATCATACGGAAGGCCTTCCAT -3’5'- ATCATACGGAAGGCCTTCCAT -3 '

Seq ID No: 17. Rub 9 F - праймер на локус Rub 9Seq ID No: 17. Rub 9 F - primer for Rub 9 locus

5’- GTCCCTTCAATAGGATCCAACG -3’5'- GTCCCTTCAATAGGATCCAACG -3 '

Seq ID No: 18. Rub 9 R - праймер на локус Rub 9Seq ID No: 18. Rub 9 R - primer for Rub 9 locus

5’- GAACTAACCACCATCTCCTCGT -3’5'- GAACTAACCACCATCTCCTCGT -3 '

Seq ID No: 19. Rub 10F - праймер на локус Rub 10Seq ID No: 19. Rub 10F - primer for Rub 10 locus

5’- ACAACGACAATTCTCACATTCG -3’5'- ACAACGACAATTCTCACATTCG -3 '

Seq ID No: 20. Rub 10 R - праймер на локус Rub 10Seq ID No: 20. Rub 10 R - primer for Rub 10 locus

5’- TATCAAGCGATCCTGCAGTTGT -3’5'- TATCAAGCGATCCTGCAGTTGT -3 '

Seq ID No: 21. Rub 11 F - праймер на локус Rub 11Seq ID No: 21. Rub 11 F - primer for the Rub 11 locus

5’- CCTAATGACCAATGCAAGACAA -3’5'- CCTAATGACCAATGCAAGACAA -3 '

Seq ID No: 22. Rub 11 R - праймер на локус Rub 11Seq ID No: 22. Rub 11 R - primer for the Rub 11 locus

5’- ATCCATTCTCTTGTTGAGCAGA -3’5'- ATCCATTCTCTTGTTGAGCAGA -3 '

Seq ID No: 23. Rub 12 F - праймер на локус Rub 12Seq ID No: 23. Rub 12 F - primer for the Rub 12 locus

5’- ACGGTTCTAACTATGGCTGGAC -3’5'- ACGGTTCTAACTATGGCTGGAC -3 '

Seq ID No: 24. Rub 12 R - праймер на локус Rub 12Seq ID No: 24. Rub 12 R - primer for the Rub 12 locus

5’- GTCGCTCCAACGAAGATTATT -3’5'- GTCGCTCCAACGAAGATTATT -3 '

Seq ID No: 25. Rub 13 F - праймер на локус Rub 13Seq ID No: 25. Rub 13 F - primer on the Rub 13 locus

5’- TCCGATCCTTTTCTTTGGTG -3’5'- TCCGATCCTTTTCTTTGGTG -3 '

Seq ID No: 26. Rub 13 R - праймер на локус Rub 13Seq ID No: 26. Rub 13 R - primer for the Rub 13 locus

5’- CTTCTTGATCCTTGACTTGTCG -3’5'- CTTCTTGATCCTTGACTTGTCG -3 '

<---<---

Claims (4)

1. Способ молекулярно-генетической паспортизации сортов малины, ежевики и малино-ежевичных гибридов на основе микросателлитных (SSR) маркеров, заключающийся в выделении ДНК из исследуемых образцов, проведении ПЦР, электрофоретическом разделении продуктов амплификации ДНК, документировании результатов ПЦР с помощью системы гель-документации, определении длин амплифицированных фрагментов ДНК путем сравнения со стандартами молекулярной массы, получении таблицы выявления среди продуктов амплификации присущих только для данного сорта профилей по микросателлитным локусам, отличающийся тем, что амплификацию ДНК проводят по следующему набору микросателлитных локусов с использованием фланкирующих их праймеров:1. A method of molecular genetic certification of raspberry, blackberry and raspberry-blackberry hybrids based on microsatellite (SSR) markers, which consists in isolating DNA from test samples, carrying out PCR, electrophoretic separation of DNA amplification products, documenting PCR results using a gel documentation system , determination of the lengths of amplified DNA fragments by comparison with molecular weight standards, obtaining a detection table among the amplification products inherent only for a given variety of profiles for microsatellite loci, characterized in that DNA amplification is carried out according to the following set of microsatellite loci using primers flanking them:
Figure 00000003
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000004
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение ДНК осуществляют из материала, взятого от не менее десяти растений каждого сорта, выращенных в поле или защищенном грунте, или не менее двадцати растений каждого сорта, выращенных в условиях in vitro.2. The method according to claim 1, characterized in that DNA extraction is carried out from material taken from at least ten plants of each variety grown in a field or protected ground, or at least twenty plants of each variety grown in vitro.
RU2018146175A 2018-12-25 2018-12-25 Method for molecular labelling, based on microsatellite loci, intended for genetic certification of plant variety of rubus genus plants RU2732922C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146175A RU2732922C2 (en) 2018-12-25 2018-12-25 Method for molecular labelling, based on microsatellite loci, intended for genetic certification of plant variety of rubus genus plants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146175A RU2732922C2 (en) 2018-12-25 2018-12-25 Method for molecular labelling, based on microsatellite loci, intended for genetic certification of plant variety of rubus genus plants

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018146175A RU2018146175A (en) 2020-06-25
RU2018146175A3 RU2018146175A3 (en) 2020-06-25
RU2732922C2 true RU2732922C2 (en) 2020-09-24

Family

ID=71135456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018146175A RU2732922C2 (en) 2018-12-25 2018-12-25 Method for molecular labelling, based on microsatellite loci, intended for genetic certification of plant variety of rubus genus plants

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2732922C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2388828C1 (en) * 2008-10-28 2010-05-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур имени В.С. Пустовойта Российской академии сельскохозяйственных наук Method for identification of soya breeds on basis of microsatellite (ssr) markers
RU2620967C2 (en) * 2015-02-17 2017-05-30 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИКРОКЛОН" (ООО НПП "МИКРОКЛОН") Method of identifying raspberry varieties based on rapd-markers
RU2017128334A (en) * 2017-08-09 2019-02-11 Елена Олеговна Видягина Microsatellite locus-based molecular labeling method for genetic certification of raspberry, blackberry and raspberry-blackberry hybrid selection achievements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2388828C1 (en) * 2008-10-28 2010-05-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур имени В.С. Пустовойта Российской академии сельскохозяйственных наук Method for identification of soya breeds on basis of microsatellite (ssr) markers
RU2620967C2 (en) * 2015-02-17 2017-05-30 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИКРОКЛОН" (ООО НПП "МИКРОКЛОН") Method of identifying raspberry varieties based on rapd-markers
RU2017128334A (en) * 2017-08-09 2019-02-11 Елена Олеговна Видягина Microsatellite locus-based molecular labeling method for genetic certification of raspberry, blackberry and raspberry-blackberry hybrid selection achievements

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018146175A (en) 2020-06-25
RU2018146175A3 (en) 2020-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhu et al. Single‐strand conformation polymorphism (SSCP)‐based mutation scanning approaches to fingerprint sequence variation in ribosomal DNA of ascaridoid nematodes
CN110684752B (en) Mutant Taq DNA polymerase with improved tolerance as well as preparation method and application thereof
Zuccarello et al. A rapid method to score plastid haplotypes in red seaweeds and its use in determining parental inheritance of plastids in the red alga Bostrychia (Ceramiales)
JPH06509222A (en) Three types of highly informative microsatellite repeat polymorphic DNA markers
Ramalho-Carvalho et al. Methylation-specific PCR
Soares et al. Towards honey authentication: Differentiation of Apis mellifera subspecies in European honeys based on mitochondrial DNA markers
Bjourson et al. Combined subtraction hybridization and polymerase chain reaction amplification procedure for isolation of strain-specific Rhizobium DNA sequences
Carrera et al. Differentiation of smoked Salmo salar, Oncorhynchus mykiss and Brama raii using the nuclear marker 5S rDNA
CN107988385B (en) Method for detecting marker of PLAG1 gene Indel of beef cattle and special kit thereof
RU2732922C2 (en) Method for molecular labelling, based on microsatellite loci, intended for genetic certification of plant variety of rubus genus plants
US20030013671A1 (en) Genomic DNA library
JP5900908B2 (en) Single nucleotide repeat polymorphism analysis method and single nucleotide polymorphism analysis method
Agung et al. Bulletin of Animal Science
Onache et al. Comparison of some DNA extraction methods from monovarietal must and wines
KR101739754B1 (en) SNP primer set for origin identification of sesame, method for origin identification of sesame using the same and kit comprising the same
CN112029868B (en) Microsatellite marker of portunus trituberculatus and application of microsatellite marker in growth trait association analysis
KR20150059672A (en) Primer composition for loop-mediated isothermal amplification for determining the sex of chickens and use thereof
Dunn et al. Sequencing protocols for detection of HLA class I polymorphism
Sablok et al. Extraction of PCR-usable DNA from trees adapted to arid environment.
Li et al. Chromosomal mapping of tandem repeats in the Yesso Scallop, Patinopecten yessoensis (Jay, 1857), utilizing fluorescence in situ hybridization
Kanchanaphum et al. Development of Loop mediated isothermal amplification (LAMP) of SRY gene in human blood samples for sex determination
CN111424102B (en) Multiple PCR (polymerase chain reaction) rapid detection kit for specific bacteria of cosmetics and detection method thereof
US20100055703A1 (en) Organism-Specific Hybridizable Nucleic Acid Molecule
Astua-Monge et al. Evidence for a prokaryotic insertion-sequence contamination in eukaryotic sequences registered in different databases
Tonooka et al. One-base excess adaptor ligation method for walking uncloned genomic DNA

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210830