fruitПлодоводствоFruit Growing0134-9759Институт плодоводстваfruit-771Research ArticleПЛОДОВОДСТВО И ЯГОДОВОДСТВО В БЕЛАРУСИFRUIT AND SMALL FRUIT GROWING IN ВELARUSИспользование молекулярно-генетического анализа для идентификации аллелей самонесовместимости сортов черешни в БеларусиApplication of molecular genetic analysis for identification of self-incompatibility alleles in sweet cherry cultivars in BelarusГашенкоТ. А.GashenkoT. A.

ул. Ковалёва, 2, аг. Самохваловичи, Минский район, 223013

tanygashenko@yandex.byПолубяткоИ. Г.PolubyatkoI. G.

ул. Ковалёва, 2, аг. Самохваловичи, Минский район, 223013

КондратенокЮ. Г.KondratenokYu. G.

ул. Ковалёва, 2, аг. Самохваловичи, Минский район, 223013

ТарановА. А.TaranovA. A.

ул. Ковалёва, 2, аг. Самохваловичи, Минский район, 223013

РУП «Институт плодоводства»Belarus2025101120253708288Copyright © Гашенко Т.А., Полубятко И.Г., Кондратенок Ю.Г., Таранов А.А., 20252025Гашенко Т.А., Полубятко И.Г., Кондратенок Ю.Г., Таранов А.А.Gashenko T.A., Polubyatko I.G., Kondratenok Y.G., Taranov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fruit.belal.by/jour/article/view/771

Исследование самонесовместимости у черешни является актуальной научной проблемой, имеющей огромное практическое значение, обусловленное необходимостью подбора оптимальных сортов-опылителей и сортовых схем при закладке промышленных насаждений. По этой причине основной задачей нашего исследования являлась молекулярно-генетическая идентификация аллелей гена самонесовместимости (S-гена) районированных сортов черешни. Для решения данной задачи использовали консенсусные праймерные пары PaConsI и PaConsII, а также аллельспецифичные ДНК-маркеры для дополнительного подтверждения. Установлен аллельный состав S-гена у 14 районированных сортов черешни, представленный 7 аллелями из 33 известных. Для сортов Белiца, Овстуженка, Северная, Гронковая, Медуница и Тютчевка аллельный состав определен частично, возможно эти сорта несут малораспространенные аллели. Оценены частоты встречаемости S-аллелей; установлено, что среди изученных сортов черешни наиболее распространены аллели S3, S6 и S5. Сорта черешни, для которых установлен полный аллельный состав S-гена, распределены по группам самонесовместимости и отнесены к восьми группам. Наиболее многочисленной является VII группа (аллели S3S5), представленная 5 сортами. Полученные данные об аллельном составе S-гена и распределении сортов по группам несовместимости будут использованы в селекционной работе и при планировании промышленных насаждений черешни.

The study of self-incompatibility in sweet cherry is a relevant scientific issue with significant practical importance, primarily due to the necessity of selecting optimal pollinizer cultivars and designing effective orchard planting schemes. Therefore, the main objective of this research was the molecular-genetic identification of self-incompatibility gene (S-gene) alleles in zoned sweet cherry cultivars. To achieve this, consensus primer pairs PaConsI and PaConsII, as well as allele-specific DNA markers, were used for additional confirmation. The S-gene allele composition was determined for 14 zoned sweet cherry cultivars, with seven alleles identified out of the 33 known. For the cultivars Belitsa, Ovstuzhenka, Severnaya, Gronkovaya, Medunitsa, and Tyutchevka, only partial allele composition was established, suggesting the presence of rare alleles. Allele frequencies were assessed, revealing that S3, S6, and S5 are the most common among the studied cultivars. Cultivars with fully identified S-gene alleles were grouped into self-incompatibility groups, resulting in eight distinct groups. The largest was Group VII (alleles S3S5), represented by five cultivars. The data obtained on the S-gene allele composition and the grouping of cultivars by incompatibility types will be used in breeding programs and for planning commercial sweet cherry orchards.

S-аллелиS-генконсенсусные и аллель-специфичные маркерысамонесовместимость сортов черешниБеларусьS-allelesS-geneconsensus and allele-specific markersself-incompatibility in sweet cherryBelarusReferencesМалецкий, С. И. Гены самонесовместимости контролируют у цветковых растений перекрестное оплодотворение / С. И. Малецкий // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 12. – С. 19.Малецкий, С. И. Гены самонесовместимости контролируют у цветковых растений перекрестное оплодотворение / С. И. Малецкий // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 12. – С. 19.Суриков, И. М. Несовместимость и эмбриональная стерильность растений / И. М. Суриков. – М. : Агропромиздат, 1991. – 220 с.Суриков, И. М. Несовместимость и эмбриональная стерильность растений / И. М. Суриков. – М. : Агропромиздат, 1991. – 220 с.Tao, R. The S-RNase-based gametophytic self-incompatibility system in Prunus exhibits distinct genetic and molecular features / R. Tao, A. F. Iezzoni // Scientia Horticulturae. – 2010. – Vol. 124. – P. 423–433.Tao, R. The S-RNase-based gametophytic self-incompatibility system in Prunus exhibits distinct genetic and molecular features / R. Tao, A. F. Iezzoni // Scientia Horticulturae. – 2010. – Vol. 124. – P. 423–433.Schuster, M. Incompatible (S-) genotypes of sweet cherry cultivars (Prunus avium L.) / M. Schuster // Scientia Horticulturae. – 2012. – Vol. 148. – P. 59–73.Schuster, M. Incompatible (S-) genotypes of sweet cherry cultivars (Prunus avium L.) / M. Schuster // Scientia Horticulturae. – 2012. – Vol. 148. – P. 59–73.Sonneveld, T. Allele-specific PCR detection of sweet cherry self-incompatibility (S) alleles S1 to S16 using consensus and allele-specific primers // T. Sonneveld, K. R. Tobutt, T. P. Robbins // Theoretical and Applied Genetics. – 2003. – Vol. 107. – P. 1059–1070.Sonneveld, T. Allele-specific PCR detection of sweet cherry self-incompatibility (S) alleles S1 to S16 using consensus and allele-specific primers // T. Sonneveld, K. R. Tobutt, T. P. Robbins // Theoretical and Applied Genetics. – 2003. – Vol. 107. – P. 1059–1070.Cloning of six cherry self-incompatibility alleles and development of allele-specific PCR detection / T. Sonneveld, T. P. Robbins, R. Boskovic, K. R. Tobutt // Theoretical and Applied Genetics. – 2001. – Vol. 102. – P. 1046–1055.Cloning of six cherry self-incompatibility alleles and development of allele-specific PCR detection / T. Sonneveld, T. P. Robbins, R. Boskovic, K. R. Tobutt // Theoretical and Applied Genetics. – 2001. – Vol. 102. – P. 1046–1055.Identification of new self-incompatibility alleles in sweet cherry (Prunus avium L.) and clarification of incompatibility groups by PCR and sequencing analysis / P. A. Wiersma, Z. Wu, L. Zhou [et al.] // Theoretical and Applied Genetics. – 2001. – Vol. 102. – P. 700–708.Identification of new self-incompatibility alleles in sweet cherry (Prunus avium L.) and clarification of incompatibility groups by PCR and sequencing analysis / P. A. Wiersma, Z. Wu, L. Zhou [et al.] // Theoretical and Applied Genetics. – 2001. – Vol. 102. – P. 700–708.S-RNase based S-genotyping of Croatian sweet cherry (Prunus avium L.) genotypes / S. Ercisli, M. Radunic, J. Gadze [et al.] // Scientia Horticulturae. – 2012. – Vol. 139. – P. 21–24.S-RNase based S-genotyping of Croatian sweet cherry (Prunus avium L.) genotypes / S. Ercisli, M. Radunic, J. Gadze [et al.] // Scientia Horticulturae. – 2012. – Vol. 139. – P. 21–24.Молекулярно-генетическая идентификация аллелей гена самонесовместимости черешни с использованием консенсусных праймеров / И. И. Супрун, С. В. Токмаков, И. В. Степанов, И. М. Балапанов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2014. – № 2. – С. 22–24.Молекулярно-генетическая идентификация аллелей гена самонесовместимости черешни с использованием консенсусных праймеров / И. И. Супрун, С. В. Токмаков, И. В. Степанов, И. М. Балапанов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2014. – № 2. – С. 22–24.Супрун, И. И. Использование молекулярно-генетического анализа и фенотипической оценки для определения совместимости сортов черешни при опылении / И. И. Супрун, Е. М. Алëхина, С. В. Токмаков // Садоводство и виноградарство. – 2015. – № 6. – С. 35–39.Супрун, И. И. Использование молекулярно-генетического анализа и фенотипической оценки для определения совместимости сортов черешни при опылении / И. И. Супрун, Е. М. Алëхина, С. В. Токмаков // Садоводство и виноградарство. – 2015. – № 6. – С. 35–39.Супрун, И. И. Идентификация аллельного состава гена самонесовместимости у сортов черешни Республики Дагестан с использованием молекулярно-генетического анализа / И. И. Супрун, И. М. Балапанов, Ф.-Х. Г. Касумова // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. – 2015. – № 2. – С. 33–35.Супрун, И. И. Идентификация аллельного состава гена самонесовместимости у сортов черешни Республики Дагестан с использованием молекулярно-генетического анализа / И. И. Супрун, И. М. Балапанов, Ф.-Х. Г. Касумова // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. – 2015. – № 2. – С. 33–35.Безлепкина, Е. В. Аллельный полиморфизм гена самонесовместимости у сортов черешни селекции ВНИИСПК / Е. В. Безлепкина, А. А. Гуляева, А. В. Пикунова // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. – 2020. – № 4. – С. 26–28.Безлепкина, Е. В. Аллельный полиморфизм гена самонесовместимости у сортов черешни селекции ВНИИСПК / Е. В. Безлепкина, А. А. Гуляева, А. В. Пикунова // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. – 2020. – № 4. – С. 26–28.Molecular typing of the self-incompatibility locus of Turkish sweet cherry genotypes reflects phylogenetic relationships among cherries and other Prunus species / B. Szikriszt, A. Doğan, S. Ercisli [et al.] // Tree Genetics & Genomes. – 2012. – Vol. 9, № 1. – P. 155–165.Molecular typing of the self-incompatibility locus of Turkish sweet cherry genotypes reflects phylogenetic relationships among cherries and other Prunus species / B. Szikriszt, A. Doğan, S. Ercisli [et al.] // Tree Genetics & Genomes. – 2012. – Vol. 9, № 1. – P. 155–165.Bošković, R. Genotyping cherry cultivars assigned to incompatibility groups, by analyzing stylar ribonucleases / R. Bošković, K. R. Tobutt // Theoretical and Applied Genetics. – 2001. – Vol. 103. – P. 475–485.Bošković, R. Genotyping cherry cultivars assigned to incompatibility groups, by analyzing stylar ribonucleases / R. Bošković, K. R. Tobutt // Theoretical and Applied Genetics. – 2001. – Vol. 103. – P. 475–485.Morphological characteristics, microsatellite fingerprinting and determination of incompatibility genotypes of Sicilian sweet cherry cultivars / A. Marchese, K. R. Tobutt, A. Raimondo [et al.] // Journal of Horticultural Science and Biotechnology. – 2007. – Vol. 82. – P. 41–48.Morphological characteristics, microsatellite fingerprinting and determination of incompatibility genotypes of Sicilian sweet cherry cultivars / A. Marchese, K. R. Tobutt, A. Raimondo [et al.] // Journal of Horticultural Science and Biotechnology. – 2007. – Vol. 82. – P. 41–48.Békefi, Z. Determination of incompatibility (S) genotypes of sweet cherries in the Hungarian gene-bank by a PCRbased method / Z. Békefi, S. P. Vaughan, K. R. Tobutt // Acta Agronomica Hungarica. – 2010. – Vol. 58. – P. 377–384.Békefi, Z. Determination of incompatibility (S) genotypes of sweet cherries in the Hungarian gene-bank by a PCRbased method / Z. Békefi, S. P. Vaughan, K. R. Tobutt // Acta Agronomica Hungarica. – 2010. – Vol. 58. – P. 377–384.Iдентифiкация алелiв самонесумiсностi в сортiв черешнi (Prunus avium L.) українскої селекцiї / Я. I. Iванович, Н. В. Тряпiцина, К. М. Удовиченко, Р. А. Волков // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. – 2017. – Т. 15, № 2. – С. 150–158.Iдентифiкация алелiв самонесумiсностi в сортiв черешнi (Prunus avium L.) українскої селекцiї / Я. I. Iванович, Н. В. Тряпiцина, К. М. Удовиченко, Р. А. Волков // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. – 2017. – Т. 15, № 2. – С. 150–158.Identification of self-incompatibility (S) alleles in Latvian and Swedish sweet cherry genetic resources collections by PCR based typing / G. Lacis, E. Kaufmane, I. Rashal [et al.] // Euphytica. – 2008. – Vol. 160. – P. 155–163.Identification of self-incompatibility (S) alleles in Latvian and Swedish sweet cherry genetic resources collections by PCR based typing / G. Lacis, E. Kaufmane, I. Rashal [et al.] // Euphytica. – 2008. – Vol. 160. – P. 155–163.Ganopoulos, I. V. Determination of self-incompatible genotypes in 21 cultivated sweet cherry cultivars in Greece and implications for orchard cultivation / I. V. Ganopoulos, A. Argiriou, A. S. Tsaftaris // Journal of Horticultural Science and Biotechnology. – 2010. – Vol. 85. – P. 444–448.Ganopoulos, I. V. Determination of self-incompatible genotypes in 21 cultivated sweet cherry cultivars in Greece and implications for orchard cultivation / I. V. Ganopoulos, A. Argiriou, A. S. Tsaftaris // Journal of Horticultural Science and Biotechnology. – 2010. – Vol. 85. – P. 444–448.Determination of self-incompatibility groups of sweet cherry genotypes from Turkey / A. Ipek, H. Gulen, M. E. Akcay [et al.] // Genetics and Molecular Research. – 2011. – Vol. 10. – P. 253–260.Determination of self-incompatibility groups of sweet cherry genotypes from Turkey / A. Ipek, H. Gulen, M. E. Akcay [et al.] // Genetics and Molecular Research. – 2011. – Vol. 10. – P. 253–260.Cuyper, B. Determining self-incompatibility genotypes in Belgian wild cherries / B. de Cuyper, T. Sonneveld, K. R. Tobutt // Molecular Ecology. – 2005. – Vol. 14. – P. 945–955.Cuyper, B. Determining self-incompatibility genotypes in Belgian wild cherries / B. de Cuyper, T. Sonneveld, K. R. Tobutt // Molecular Ecology. – 2005. – Vol. 14. – P. 945–955.Determination of the S-allele composition of sweet cherry (Prunus avium L.) cultivars grown in the southeast of Spain by PCR analysis / A. D. Gisbert, M. L. Badenes, K. R. Tobutt [et al.] // Journal of Horticultural Science and Biotechnology. – 2008. – Vol. 83. – P. 246–252.Determination of the S-allele composition of sweet cherry (Prunus avium L.) cultivars grown in the southeast of Spain by PCR analysis / A. D. Gisbert, M. L. Badenes, K. R. Tobutt [et al.] // Journal of Horticultural Science and Biotechnology. – 2008. – Vol. 83. – P. 246–252.Cachi, A. M. S-genotyping of sweet cherry varieties from Spain and S-locus diversity in Europe / A. M. Cachi, A. Wünsch // Euphytica. – 2014. – Vol. 197. – P. 229–236.Cachi, A. M. S-genotyping of sweet cherry varieties from Spain and S-locus diversity in Europe / A. M. Cachi, A. Wünsch // Euphytica. – 2014. – Vol. 197. – P. 229–236.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.