Genetic variability of clones of English oak (Quercus robur L.) from Shipov forest

Oak is one of the most valuable forest species throughout the European-Ural part of Russia and is of great economic importance. To date, a series of SSR markers have been developed, which were subsequently successfully applied to study the genetic structure of populations of this species. However, it should be noted that the domestic gene pool of English oak has not yet been studied in full using modern molecular genetic approaches. In our study, using microsatellite analysis, we studied the genetic variability of 25 SSR loci in English oak clones from the "Shipov Les" oak forest on a forest seed plantation in the Voronezh region. As expected, all studied SSR loci were effective in detecting DNA polymorphism. They had a high coefficient of polymorphism, as well as a high indicator of expected heterozygosity (He) - from 0.410 to 0.828. Of the tested microsatellite loci for the nuclear part of DNA (nSSRs), the most polymorphic loci were ZAG4, ZAG5, ZAG7, ZAG39, ZAG65, ZAG75, ZAG87, ZAG110, ZAG112, as well as the PIE243 locus in the transcribed part of DNA (EST-SSRs). For pedunculate oak on clonal LSP, in general, a higher level of expected heterozygosity (He) compared to observed (Ho) was revealed, which indicates a deficit of heterozygotes relative to the expected distribution according to the Hardy-Weinberg law. The main average genetic parameters in the oak forest "Shipov Les" were: He and Ho equal to 0.623 and 0.141, respectively, ne = 3.067, fixation index F = 0.765. The data obtained make it possible to evaluate the features of the genetic diversity of clones of a valuable forest massif of natural origin in the south of the Voronezh region for rational use in reforestation practice. The obtained parameters of the variability of oak in the "Shipov Les" by molecular markers turned out to be slightly lower than in oak populations from the marginal populations of the South Ural region, but slightly higher than in oak in the Republic of Mari El, Belarus.

Guercus Robur L, microsatellite markers, polymorphism, genetic diversity

1. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. - М.: Наука, 1989. - 328 с.

2. Камалов Р.М., Камалова И.И. Генетико-экологические параметры признаков общей продуктивности дуба чершчатого (Quercus robur L.) популяции "Шипов лес" // Генетика популяций: прогресс и перспективы. Сборник материалов Международной научной конференции, посвящённой 80-летию со дня рождения академика Ю.П. Алтухова и 45-летию основания лаборатории популяционной генетики им. Ю.П. Алтухова. - Звенигород: Ваш Формат, 2017. - С. 117-118.

3. Кострикин В.А. К вопросу о генофонде дубрав // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. - 2013. - № 4. - С. 138-142.

4. Кулаков Е.Е., Воробьева Е.А., Сиволапов В.А., Карпеченко Н.А. Оценка полиморфизма дуба черешчатого (Quercus robur L.) с помощью SSR-анализа // Лесной вестник. - 2021. - Т. 25. - № 4. - С. 44-51.

5. Опытно-производственные селекционно-семеноводческие объекты НИИЛГиС: Сб. науч. трудов. - Воронеж: НИИЛГиС. - Т.2. - 2004. - 196 с.

6. Петюренко М.Ю. Сравнение эффективности выделения ДНК из Quercus robur L. С помощью коммерческих наборов реагентов // ФГБУ «ВНИИЛГИСбиотех» -Наука и практика. Всероссийский научно-исследовательский институт лесной генетики, селекции и биотехнологии. - М.: «Перо», 2021. - С. 214-223.

7. Янбаев Р.Ю., Деген Б., Янбаев Ю.А. Микросателлитные локусы: эффективный инструмент решения практических вопросов восстановления дубрав на Южном Урале // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. - 2017. - № 1(41). - С. 115-118.

8. Янбаев Р.Ю., Бахтина С.Ю., Тагиров В.В., Янбаев Ю.А. Молекулярно-генетические исследования дуба черешчатого: перспективы применения результатов в практике лесного хозяйства // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. - 2022. - № 1(61). - С. 64-71.

9. Durand J., Bodenes C., Chancerel E. A fast and cost-effective approach to develop and map EST-SSR markers: oak as a case study // BMC Genomics. - 2010. - No. 11. - P. 570-573.

10. Kampfer S., Lexer Ch., Glössl J., Steinkellner H. Characterization of (GA)n microsatellite loci from Quercus robur L. // Hereditas. - 1998. - No. 129. - P. 183-186.

11. Steinkellner Н., Fluch S., Turetschek E. Identification and characterization of (GA/CT) n- microsatellite loci from Quercus petraea L. // Plant Molecular Biology. - 1997. - No. 33. - P. 1093-1096.