Генетический полиморфизм растений-регенерантов винограда, полученных при различном светодиодном освещении

Abstract

Использованы биотехнологические методы получения посадочного материала винограда в условиях in vitro при различном светодиодном освещении. Молекулярные исследования проводились для обнаружения различий между генотипами, между растениями одного генотипа на уровне ДНК. В результате изучения влияния различного светодиодного освещения на генетический полиморфизм сортов винограда, выращенных в культуре in vitro, была модифицирована методика выделения тотальной ДНК из живого растительного материала на основе фенольного метода экстракции. Оптимизирована концентрация выделенной из растений-регенерантов тотальной ДНК. Подобраны условия амплификации с использованием неканонических праймеров из группы ОРА. Выполнена детекция полученных ампликонов с использованием гель-электрофореза для оценки степени генетической гетерогенности образцов. Экспериментальным путем доказано влияние спектров светодиодного освещения на геном растений различных сортов винограда культивируемых в условиях in vitro. Это влияние приводит к следующим изменениям в геноме: единичные замены оснований в геноме; выпадение сайтов праймирования; вставки участков, делающие сайты праймирования слишком удаленными и поэтому амплификация таких участков невозможна; инсерции, изменяющие размер амплифицирующегося участка. Значительное воздействие на геном оказывали варианты освещения, диапазон спектров у которых находится в следующих пределах: Blue, Red (470 нм, 625 нм), а также высокая плотность потока фотонов, составляющая 88,2±13,4 мкмоль /(м2∙с). Использование праймера OPA 01 выявляет генетический полиморфизм (% полиморфных локусов составляет 66,7 %) сорта Маршал Фош, а для сортов Маркетт, Бианка, Аладдин и Чарли характерно его отсутствие. = We have used biotechnological methods for obtaining planting material of grapes in vitro with various LED lighting. Molecular studies were conducted to detect differences between genotypes and between plants of the same genotype at the DNA level. As a result of studying the effect of different LED lighting on the genetic polymorphism of grapes grown in vitro, the method for isolating total DNA from living plant material based on the phenol extraction method was modified. The concentration of total DNA extracted from regenerated plants has been optimized. We have selected amplification conditions using non-canonical primers from the OPA group. The detection of the obtained amplicons was performed using gel electrophoresis to assess the degree of genetic heterogeneity of the samples. We have experimentally proved the influence of the spectra of LED ligting on the genome of plants of various grape varieties cultivated in vitro. This influence leads to the following changes in the genome: single substitutions of bases in the genome; loss of priming sites; plot inserts that make the priming sites too remote and therefore amplification of such plots is impossible; inserts that change the size of the amplified plot. A significant impact on the genome was made by the variants of lighting, the range of spectra of which is within the following limits: Blue, Red (470 nm, 625 nm), as well as a high photon flux density of 88.2 ± 13.4 μmol / (m2∙s). The use of primer OPA 01 reveals a genetic polymorphism (% of polymorphic loci is 66.7%) of the Marshal Fosh variety, and its absence is characteristic of the Marquette, Bianca, Aladdin and Charlie varieties.