

Молекулярный скрининг локусов FaOMT, FaFAD1 и FanAAMT ароматического комплекса плодов у перспективных отборных форм земляники садовой
https://doi.org/10.31676/2073-4948-2024-78-14-20
Аннотация
Аромат – важный потребительский признак плодов земляники. К числу основных ароматических соединений плодов земляники относятся мезифуран, γ-декалактон и метилантранилат. Использование молекулярных методов анализа позволяет на ранних этапах онтогенеза выявить перспективные формы. В представленном исследовании показаны результаты ДНК-маркирования локусов FaOMT, FaFAD1 и FanAAMT у 16 отборных форм земляники селекции «ФНЦ им. И. В. Мичурина». Идентификацию целевых аллелей проводили методом ДНК-анализа с использованием диагностических ДНК-маркеров FaOMTSI/ NO (ген FaOMT), FaFAD1-F/R (ген FaFAD1), FanAAMT-F/R (ген FanAAMT). Маркерный фрагмент функционального аллеля FaOMT+ (биосинтез мезифурана) идентифицирован у 81,3 % форм. У 43,8 % форм он имеет гомозиготное состояние, а у 37,5 % форм – гетерозиготное. Нефункциональный аллель FaOMT – в гомозиготном состоянии выявлен у 18,7 % гибридов. Ген FaFAD1 (биосинтез γ-декалактона) идентифицирован у 68,7 % форм, ген FanAAMT (биосинтез метилантранилата) – у 6,2 % форм. У 56,2 % анализируемых генотипов присутствует два гена ароматического комплекса плодов. Комбинация генов FaOMT и FaFAD1 выявлена у 50,0 %, комбинация генов FaOMT и FanAAMT – у 6,2 % сеянцев. Комбинацией гена FaOMT (гомозиготное состояние функционального аллеля) и гена FaFAD1 характеризуются отборные формы 2/2-32, 2/2-41 (‘Faith’ × ‘Tea’), 3/4-7 (‘Malwina’ × ‘Tea’); гена FaOMT (гомозиготное состояние функционального аллеля) и гена FanAAMT – гибрид 3/4-6 (‘Malwina’ × ‘Tea’). Отмеченные отборные формы являются перспективными генетическими источниками локусов ароматического комплекса плодов.
Ключевые слова
Об авторах
А. С. ЛыжинРоссия
внс, канд. с.-х. наук
Мичуринск
И. В. Лукъянчук
Россия
внс, канд. с.-х. наук
Мичуринск
Список литературы
1. Ulrich D., Olbricht K. A search for the ideal fl avor of strawberry – Comparison of consumer acceptance and metabolite patterns in Fragaria × ananassa Duch., Journal of Applied Botany and Food Quality. 2016;89:223-234. DOI: 10.5073/JABFQ.2016.089.029.
2. Ulrich D., Olbricht K. Fruit organoleptic properties and potential for their genetic improvement, Breeding for Fruit Quality. 2011:39-59.
3. Марченко Л. А. Земляника садовая: оценка отечественного сортимента и направления селекции, Аграрный вестник Урала. 2020;12(203):50-60. DOI: 10.32417/1997-4868-2020-203-12-50-60.
4. Urrutia M., Rambla J. L., Alexiou K. G., Granell A., Monfort A. Genetic analysis of the wild strawberry (Fragaria vesca) volatile composition, Plant Physiol. Bioch. 2017;121:99-117. DOI: 10.1016/j.plaphy.2017.10.015.
5. Zorrilla-Fontanesi Y., Rambla J. L., Cabeza A., Medina J. J., Sánchez-Sevilla J. F., Valpuesta V., Botella M. A., Granell A., Amaya I. Genetic analysis of strawberry fruit aroma and identifi cation of O-methyltransferase FaOMT as the locus controlling natural variation in mesifurane content, Plant physiology. 2012;159(2):851-870. DOI: 10.1104/pp.111.188318.
6. Chambers A. H., Pillet J., Plotto A., Bai J., Whitaker V. M., Folta K. M. Identifi cation of a strawberry fl avor gene candidate using an integrated genetic-genomic-analytical chemistry approach, BMC genomics. 2014;15(1):217. DOI: 10.1186/1471-2164-15-217.
7. Pillet J., Chambers A. H., Barbey C., Bao Z., Plotto A., Bai J., Schwieterman M., Johnson T., Harrison B., Whitaker V. M., Colquhoun T. A., Folta K. M. Identifi cation of a methyltransferase catalyzing the fi nal step of methyl anthranilate synthesis in cultivated strawberry, BMC plant biology. 2017;17(1):1-12. DOI: 10.1186/s12870-017-1088-1.
8. Cruz-Rus E., Sesmero R., Ángel-Pérez J. A., Sánchez-Sevilla J. F., Ulrich D., Amaya I. Validation of a PCR test to predict the presence of fl avor volatiles mesifurane and γ-decalactone in fruits of cultivated strawberry (Fragaria × ananassa), Molecular breeding. 2017;37(10):131. DOI: 10.1007/s11032-017-0732-7.
9. Oh Y., Barbey C. R., Chandra S., Bai J., Fan Z., Plotto A., Pillet J., Folta K. M., Whitaker V. M., Lee S. Genomic characterization of the fruity aroma gene, FaFAD1, reveals a gene dosage eff ect on γ-decalactone production in strawberry (Fragaria × ananassa), Front. Plant Sci. 2021;12:639345. DOI: 10.3389/fpls.2021.639345.
10. Jang Y. J., Oh Y., Verma S., Porter M. E., Dalid C., Yoo C. M., Fan Z., Willborn C. W., Han K., Kim D.-S., Whitaker V. M., Lee S. Updates on strawberry DNA testing and marker-assisted breeding at the University of Florida, International Journal of Fruit Science. 2024;24(1):219-228. DOI: 10.1080/15538362.2024.2365683.
11. Lyzhin A. S., Luk’yanchuk I. V., Zhbanova E. V. Polymorphism of the FaOMT and FaFAD1 genes for fruit fl avor volatiles in strawberry varieties and wild species from the genetic collection of the Michurin Federal Research Center, Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020;24(1):5-11. DOI: 10.18699/VJ20.588.
12. Лыжин А. С., Лукъянчук И. В. Генетическое разнообразие дикорастущих видов и сортов земляники по гену FanAAMT ароматического комплекса плодов, Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2021;182(2):72-80. DOI: 10.30901/2227-8834-2021-2-72-80.
13. Кулик Е. М., Камедько Т. Н., Пугачев Р. М. Молекулярно-генетический анализ сортов земляники садовой по генам аромата плодов FaOMT и FaFAD1, Молекулярная и прикладная генетика. 2024;36:65-70.
14. Лыжин А. С., Лукъянчук И. В. Анализ перспективных отборных форм земляники садовой по гену FanAAMT биосинтеза метилантранилата, Плодоводство и виноградарство Юга России. 2023;80(2):61-69. DOI: 10.30679/2219-5335-2023-2-80-61-69.
15. Lyzhin A., Luk’yanchuk I. Marker-assisted screening of promising forms in the strawberry breeding, E3S Web of Conferences. 2021;254:03002. DOI: 10.1051/e3sconf/202125403002.
16. Лыжин А. С., Лукъянчук И. В. Аллельное разнообразие гена FaOMT (биосинтез мезифурана) у перспективных сортов и отборных форм земляники селекции Федерального научного центра имени И. В. Мичурина, Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, 2022;183(2):122-128. DOI: 10.30901/2227-8834-2022-2-122-128.
Рецензия
Для цитирования:
Лыжин А.С., Лукъянчук И.В. Молекулярный скрининг локусов FaOMT, FaFAD1 и FanAAMT ароматического комплекса плодов у перспективных отборных форм земляники садовой. Плодоводство и ягодоводство России. 2024;78:14-20. https://doi.org/10.31676/2073-4948-2024-78-14-20
For citation:
Lyzhin A.S., Luk’yanchuk L.V. Molecular screening of faomt, FAFAD1, and FANAAMT loci in the aroma complex of promising strawberry forms. Pomiculture and small fruits culture in Russia. 2024;78:14-20. (In Russ.) https://doi.org/10.31676/2073-4948-2024-78-14-20