МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОДУВАНЧИКА ОСЕННЕГО (Taraxacum hybernum Steven) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ SSR-, RAPD- И ISSR-МАРКЕРОВ

Одуванчик осенний (Taraxacum hybernum Steven) – растение-каучуконос, одно из альтернативных гевее бразильской растений. В России произрастает только на Крымском полуострове, поэтому его часто называют крым-сагыз. Несмотря на свою потенциальную хозяйственную ценность, генетическая структура крымской популяции одуванчика осеннего на сегодняшний день остается неизученной. В связи с этим целью нашей работы была сравнительная молекулярно-генетическая характеристика одуванчика осеннего из различных местообитаний Крымского полуострова при использовании SSR-, RAPD- и ISSR-маркеров. В результате проведенной работы из десяти географических точек Крымского полуострова были собраны семянки, листья и корни одуванчика осеннего. В целом одуванчик осенний обнаружен нами в пределах западной части Южного берега Крыма и западной части Крымских Предгорий – двух основных регионов его произрастания на полуострове. Из сухих листьев анализируемых растений при помощи цетилтриметиламмоний бромида была выделена тотальная ДНК. Впервые на одуванчике осеннем были испытаны 12 SSR- и по три RAPD- и ISSR-маркера. Полиморфизм RAPD- и ISSR-фрагментов определяли аналитическим электрофорезом в 1.7 % агарозном геле. Для сравнительного анализа длин SSR-фрагментов использовали гель-электрофорез в 8 % полиакриламидном геле. В результате проведенной работы была показана гомогенность крымской популяции одуванчика осеннего, что может быть связано с небольшой областью распространения и апомиктичным способом размножения этого вида. Однако известные по литературным данным фенотипические различия внутри крымской популяции говорят о необходимости продолжения исследований полиморфизма ДНК одуванчика осеннего, в том числе с использованием высокоразрешающих методов анализа.

1. Akselrod D.M. Agrotekhnika krym-sagyza na polivnykh zemlyakh [Agrotechnology of krym-sagyz on meliorated lands]. Moscow, 1944. (in Russian)

2. Aljanabi S.M., Martinez I. Universal and rapid salt-extraction of high quality genomic DNA for PCR-based techniques. Nucleic Acids Res. 1997;25(22):4692-4693. DOI 10.1093/nar/25.22.4692.

3. Baymiev An.K., Ptitsyn K.G., Blagova D.K., Muldashev A.A., Baymiev Al.K. Genetic diversity and phylogeny of root nodule bacteria entering into symbiosis with bitter peavine Lathyrus vernus (L.) Bernh. Microbiology. 2011;80(1):96-100. DOI 10.1134/S0026261711010036.

4. Bondarenko P.V. Krym-sagyz. Priemy vyrashchivaniya v Sredney Azii [Krymsagyz. Methods of growing in Central Asia]. Tashkent: Uzfan Publ., 1941. (in Russian)

5. Ena A.V. Annotated check-list of endemics of the Crimean flora. Ukrainskiy botanicheskiy zhurnal = Ukrainian Botanical Journal. 2001;58(6):667-676. (in Russian)

6. Efimov P.G. The study of ISSR polymorphism of Dactylorhiza baltica, D. fuchsii and D. incarnata (Orchidaceae) from the northwest European Russia. Botanicheskiy zhurnal = Botanical Journal. 2012; 97(6):751-761. (in Russian)

7. Filippov D.I., Nichiporovich A.A., Akselrod D.M. Kultura kauchukonosov v SSSR [Culture of Rubber Plants in the USSR]. Moscow: OGIZ; Selkhozgiz Publ., 1948. (in Russian)

8. Ilyin M.M., Yakimov P.A. Kauchukonosy i guttaperchenosy SSSR [Rubber plants and gutta-percha plants of the USSR]. Ilyin M.M. (Ed.). Rastitel’noe syr’e SSSR. Tekhnicheskie rasteniya [Raw plant materials in the USSR: Industrial crops. V. 1.]. Moscow, Leningrad: AS of USSR Publ., 1950;61141. (in Russian)

9. Kirschner J., Štepánek J., Greuter W. Taraxacum. In: Greuter W., von RaabStraube E. (Eds.). Compositae. Euro+Med Plantbase – the Information Resource for Euro-Mediterranean Plant Diversity. Berlin: Botanic Garden and Botanical Museum Berlin-Dahlem, 2017. Available at: http://ww2.bgbm.org/EuroPlusMed. Accessed May 5, 2017.

10. Kostuykova E.E., Zayakin V.V., Nam I.Ya. The molecular-genetic identification of rare orchid species of the Bryansk region. Byulleten Bryanskogo otdeleniya Rossiyskogo botanicheskogo obshchestva = Bulletin of Bryansk department of Russian botanical society. 2013; 1(1):51-55. (in Russian)

11. McAssey E.V., Gudger E.G., Zuellig M.P., Burke J.M. Population genetics of the rubber-producing Russian dandelion (Taraxacum kok-saghyz). PLoS ONE. 2016;11(1):e0146417. DOI 10.1371/journal.pone.0146417.

12. Plantarium: an online plant indicator. Taraxacum hybernum Steven. Available at: http://www.plantarium.ru/page/view/item/37597.html. (in Russian)

13. Rogers S.O., Bendich A.J. Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues. Plant Mol. Biol. 1985;5(2):69-76. DOI 10.1007/BF00020088.

14. Tsvelev N.N. Genus Taraxacum Wigg. N.N. Tsvelev (Ed). Flora evropeiskoi chasti SSSR [Flora of the European USSR. V. 8]. Leningrad: Nauka Publ., 1989;61-114. (in Russian)

15. Van Soest J.L. 127. Taraxacum Wiggers. In: Davis P.H. (Ed.). Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Edinburgh: Edinburgh Univ. Press, 1975;788812.

16. Williams J.G., Kubelik A.R., Livak K.J., Rafalski J.A., Tingey S.V. DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Res. 1990;18(22):6531-6535. DOI 10.1093/nar/18.22.6531.

17. Zietkiewicz E., Rafalski A., Labuda D. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR)-anchored polymerase chain reaction amplification. Genomics. 1994;20(2):176-183. DOI 10.1006/geno.1994.1151.