Аллельное разнообразие гена FaOMT ароматического комплекса плодов земляники садовой

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследование проводили с целью выявления источников гена FaOMT, контролирующего биосинтез мезифурана в ягодах земляники садовой, в связи с задачами селекции. Объектом исследования служили 34 сортообразца генетической коллекции Fragaria × ananassa Duch. Удмуртского федерального исследовательского центра Уральского отделения РАН различного эколого-географического происхождения, из которых 22 генотипа – отечественной селекции, 16 – зарубежной. Молекулярный скрининг локуса FaOMT выполняли с использованием диагностического кодоминантного ДНК-маркера FaOMT-SI/NO , позволяющего идентифицировать различное аллельное состояние гена. Функциональный аллель FaOMT+ идентифицирован у 88,2 % образцов. Нефункциональный (неактивный) аллель FaOMT– выявлен у 47,1 % сортообразцов. Наличием обоих аллелей (генотип FaOMT+FaOMT–) характеризовалось 35,3 % образцов. Гомозиготными по активной аллельной форме гена (FaOMT+FaOMT+) оказались 52,9 % образцов. В изученной коллекции для включения в селекционный процесс по признаку аромата плодов наиболее перспективны 18 сортообразцов (Акварель, Виола, Гордость Урала, Даренка, Дуэт, Италмас, Любаша, Первоклассница, Сударушка, Фестивальная, Царица, Ярославна, Cabrillo, Cisojee, Corona, Murano, Salsa, Sonsation), характеризующихся наличием двух активных аллелей, поскольку это обеспечит наследование целевого признака в гибридном потомстве. Гомозиготными по нефункциональному аллелю (FaOMT–FaOMT–) были 4 сортообразца (11,8 % коллекции): Красная пчелка, Настя, Black Prince, Malling Pandora. Включение их в селекцию на аромат нецелесообразно. Результаты исследования позволяют целенаправленно использовать выделенные генотипы в селекционных программах для улучшения ароматических характеристик сортов садовой земляники.

Об авторах

А. В. Худякова

Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения РАН

Email: a.khudyakova@udman.ru
426067, Удмуртская республика, Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34

М. Г. Маркова

Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения РАН

426067, Удмуртская республика, Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34

Список литературы

  1. Genetic analysis of the wild strawberry (Fragaria vesca) volatile composition / M. Urrutia, J. L. Rambla, K. G. Alexiou, et al. // Plant Physiology and Biochemistry. 2017. Vol. 121. P. 99–117. doi: 10.1016/j.pla phy.2017.10.015.
  2. Невоструева Е. Ю., Андреева Г. В., Павлова О. А. Совершенствование сортимента земляники для Волго-Вятского региона // Современное садоводство. 2021. № 1. С. 28–35. doi: 10.52415/23126701_2021_0104.
  3. 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. Т. 183. № 2. С. 122–128. doi: 10.30901/2227-8834-2022-2-122-128.
  4. Почицкая И. М., Субач В. П. Состав летучих ароматобразующих компонентов земляники, выращиваемой в Беларуси // Пищевая промышленность: наука и технологии. 2016. № 1. С. 89–97.
  5. Genetic analysis of methyl anthranilate, mesifurane, linalool, and other flavor compounds in cultivated strawberry (Fragaria × ananassa) / C. R. Barbey, M. H. Hogshead, B. Harrison, et al. // Frontiers in Plant Science. 2021. Vol. 12. P. 615–749. doi: 10.3389/fpls.2021.615749.
  6. Strawberry flavor: diverse chemical compositions, a seasonal influence, and effects on sensory perception / M. L. Schwieterman, T. A. Colquhoun, E. A. Jaworski, et al. // PLoS ONE. 2014. Vol. 9. No. 2. Article e88446. URL: https: //j ournals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0088446 (дата обращения: 10.04.25). doi: 10.1371/journal.pone.0088446.
  7. Cultivation conditions change aroma volatiles of strawberry fruit / Y. Li, Y. Zhang, X. Liu, et al. // Horticulturae. 2021. Vol. 7. No. 4. Article 81. URL: https: //w ww.mdpi.com/2311–7524/7/4/81 (дата обращения: 10.04.25.) doi: 10.3390/horticulturae7040081.
  8. Identification of a methyltransferase catalyzing the final step of methyl anthranilate synthesis in cultivated strawberry / J. Pillet, A. H. Chambers, C. Barbey, et al. // BMC Plant Biology. 2017. Vol. 17. No. 1. Article 14 7. URL: https: //b mcplantbiol.biomedcentral .com/articles/10.1186/s12870-017-1088-1 (дата обращения: 10.04.25). doi: 10.1186/s12870-017-1088-1.
  9. The aroma volatile repertoire in strawberry fruit: A review / J.-W. Yan, Z.-J. Ban, H.-Y. Lu, et al. // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2018. Vol. 98. No. 12. P. 4395–4402. doi: 10.1002/jsfa.9039.
  10. Лыжин А. С., Лукъянчук И. В. Идентификация гена биосинтеза метилантранилата (FanAAMT) в геноплазме сортов земляники садовой // Таврический вестник аграрной науки. 2023. № 1(33). С. 63–69. doi: 10.5281/zenodo.7898457
  11. Лыжин А. С., Лукъянчук И. В., Жбанова Е. В. Полиморфизм сортов и дикорастущих видов земляники генетической коллекции Федерального научного центра им. И. В. Мичурина по генам аромата плодов FaOMT и FaFAD1 // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Т. 24. № 1. С. 5–11. doi: 10.18699/VJ20.588.
  12. Genetic analysis of strawberry fruit aroma and identification of O-methyltransferase FaOMT as the locus controlling natural variation in mesifurane content / Y. Zorrilla-Fontanesi, J. L. Rambla, A. Cabeza, et al. // Plant Physiology. 2012. Vol. 159. No. 2. P. 851–870 . doi: 10.1104/pp.111.188318.
  13. A. H. Chambers, J. Pillet, A. Plotto, et al. Identification of a strawberry flavor gene candidate using an integrated genetic-genomic-analytical chemistry approach // BMC Genomics. 2014. Vol. 15. No. 1. Article 217. URL: https: //b mcgenomics.biomedcentral.com/ (дата обращения: 10.04.25). doi: 10.1186/1471-2164-15-217
  14. Isolation, cloning and expression of a multifunctional O-methyltransferase capable of forming 2,5-dimethyl-4-methoxy-3(2H)-furanone, one of the key aroma compounds in strawberry fruits / M. Wein, N. Lavid, S. Lunkenbein, et al. // Plant Journal. 2002. Vol. 31. P. 755–765. doi: 10.1046/j.1365-313x.2002.01396.x.
  15. Up- and down-regulation of Fragaria × ananassa O-methyltransferase: impacts on furanone and phenylpropanoid metabolism / S. Lunkenbein, E. M. J. Salentijn, H. A. Coiner, et al. // Journal of Experimental Botany. 2006. Vol. 57. P. 2445–2453. doi: 10.1093/jxb/erl008.
  16. 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. Т. 36. С. 65–70.
  17. Validation of a PCR test to predict the presence of flavor volatiles mesifurane and γ -decalactone in fruits of cultivated strawberry (Fragaria × ananassa) / E. Cruz-Rus, R. Sesmero, J. A. Angel-Perez, et al. // Molecular Breeding. 2017. No. 37(10). Article 131. URL: https: //l ink.springer.com/article/10.1007/s11032-017-0732-7 (дата обращения: 10.04.25). doi: 10.1007/s11032-017-0732-7.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).