Генетическая дивергенция между дикорастущими популяциями рапса и культурными сортами Brassica napus L.

The study assessed the genetic diversity of commercial varieties and feral populations of oilseed rape (Brassica napus L.) grown in the Republic of Belarus according to the genotyping data of 7 microsatellite loci – Na12D08, Ol12D04-1, Ol12D04-2, Ra2A05, Na10H03, Na14H11, Ol11B05. The following parameters were calculated: the average number of alleles per locus, the effective number of alleles, the levels of expected and observed heterozygosity, % of polymorphic loci. The results indicate a greater genetic diversity in feral oilseed rape populations. According to the cluster analysis, one feral population fell into a cluster of commercial varieties and demonstrated similarities with the variety Atora, which indicates its recent wildness and the preservation of the genetic characteristics inherent in cultivated varieties. The variety Mercedes was clustered together with samples of feral populations, which may indicate its hybrid origin. An analysis of the structure of the genotype distribution in the Structure software showed the division into three clusters – commercial varieties, feral populations and samples of B. rapa. The established genetic divergence between feral populations and commercial varieties indicates that feral oilseed rape is able to maintain persistent populations inBelarus. In practice, this should be taken into account while assessing the environmental risk when transgenic rape is released into the environment. When cultivating transgenic rapeseed, special attention should be paid to measures to prevent the occurrence of its free-growing populations.Дана оценка генетического разнообразия сортов и дикорастущих популяций масличного рапса (Brassica napus L.), произрастающих на территории Республики Беларусь, по данным генотипирования 7 микросателлитных локусов – Na12D08, Ol12D04-1, Ol12D04-2, Ra2A05, Na10H03, Na14H11, Ol11B05. Рассчитаны среднее число аллелей на локус, эффективное число аллелей, уровни ожидаемой и наблюдаемой гетерозиготности, процент полиморфных локусов. Результаты свидетельствуют о большем генетическом разнообразии в дикорастущих популяциях рапса. По данным кластерного анализа, одна из девяти дикорастущих популяций кластеризовалась с культурными сортами и продемонстрировала генетическое сходство с сортом Атора, что свидетельствует о ее недавнем формировании и сохранении генетических характеристик, присущих культурным сортам. В противоположность этому сорт Мерседес кластеризовался вместе с образцами дикорастущих популяций, что может свидетельствовать о его гибридном происхождении и наличии в дикорастущих популяциях генотипов, которые являлись прародителями данного сорта. Анализ структуры распределения генотипов в программе Structure показал, что наиболее вероятно разделение исследуемой группы на три кластера – культурные сорта, дикорастущие популяции B. napus и образцы B. rapa. Установленная нами генетическая дивергенция между дикорастущими популяциями и сортами указывает на то, что дикорастущий масличный рапс способен формировать и поддерживать стабильные популяции в условиях Беларуси. На практике это следует учитывать при оценке экологического риска при высвобождении трансгенного рапса в окружающую среду. А при возделывании трансгенного рапса особое внимание необходимо уделять мерам по предотвращению возникновения его свободнорастущих популяций

Phenotypic, biochemical and genomic variability in generations of the rapeseed (Brassica napus L.) mutant lines obtained via chemical mutagenesis.

The phenotypic, biochemical and genetic variability was studied in M2-M5 generations of ethyl methansulfonat (EMS, 0.2%) mutagenized rapeseed lines generated from canola, '00', B. napus cv. Vikros. EMS mutagenesis induced extensive diversity in morphological and agronomic traits among mutant progeny resulted in selection of EMS populations of B. napus- and B. rapa-morphotypes. The seeds of the obtained mutant lines were high-protein, low in oil and stabilized in contents of main fatty acids which make them useful for feed production. Despite the increased level of various meiotic abnormalities revealed in EMS populations, comparative karyotype analysis and FISH-based visualization of 45S and 5S rDNA indicated a high level of karyotypic stability in M2-M5 plants, and therefore, the obtained mutant lines could be useful in further rapeseed improvement. The revealed structural chromosomal reorganizations in karyotypes of several plants of B. rapa-type indicate that rapeseed breeding by chemical mutagenesis can result in cytogenetic instability in the mutant progeny, and therefore, it should include the karyotype examination. Our findings demonstrate that EMS at low concentrations has great potential in rapeseed improvement