Рівень поліморфізму та диференціація популяцій Iris pumila L. за даними трьох типів ПЛР-маркерів

Abstract

Генетичний поліморфізм рідкісного селекційно і декоративно цінного виду Iris pumila досліджено за до- помогою ПЛР-аналізу з праймерами трьох типів: на основі мікросателітних послідовностей (ISSR), послідовностей МГЕ (IRAP та iPBS) та генів відповіді на абіотичний стрес (LP-PCR). Виявлено високий рівень внутрішньовидового та внутрішньопопуляційного генетичного поліморфізму, який не поступався значенням інших видів роду Iris. Основні показники генетичного поліморфізму п ’яти популяцій І. pumila з території України склали: частка поліморфних локусів (Р) — 26,5—68,5 %, індекс Шеннона (S) — 0,105—0,285, генне різноманіття (Н ) — 0,069—0,190. Залежність рівня мінливості від розміру популяції була прямою у ISSR-аналізі і оберненою за даними інших двох маркерів. Пряму залежність генетичних та географічних дистанцій між популяціями виявили лише ISSR-маркери. Найвищий рівень поліморфізму виявляли LP-PCR-маркери, але встановити популяційну приналежність усіх особин дозволили лише ISSR-маркери. Апробована система ПЛР-маркерів може бути застосована для моніторингу стану генофонду, вивчення генетичної структури популяцій та міграційних процесів.

The genetic polymorphism in Iris pumila L., a rare ornamental species involved in hybridization, was studied with PCR analysis using three types of primers: the first group was based on microsatellite repeats (ISSR), the second was complementary to the sequences of transposable elements (IRAP and iPBS), and the third - to the genes of abiotic stress response (LP-PCR). The high levels of intraspecific and intrapopulation genetic polymorphism were revealed for I. pumila, whose indices appeared to be comparable to other species of this genus. The main indices of genetic polymorphism were determined for five populations of I. pumila from the territory of Ukraine: the percentage of polymorphic loci (P) was 26,5—68,5 %, Shannon index (S) was 0.105 — 0,285, and gene diversity (Нг) was 0,069-0,190. ISSR- analysis demonstrated the direct relationship between the level of variation and the size of population, whereas two other types of markers showed the negative correlation between these indices. The direct relationship between genetic and geographic distances between populations was found only using ISSR-markers. The highest level of genetic polymorphism was detected by LP-PCR-markers, while the population assignment of all the individual plants was possible only with ISSR-markers. The developed system of PCR-based markers can be used to monitor the gene pool further on, and to study the genetic structure of populations and migration.