ною хромосомі або ділянці хромосоми, або поблизу конкретного гена) і маркери, про локалізацію яких нічого не відомо (як правило, це мультілокусние маркери). Як ті, так і інші знаходять своє застосування в генетичних дослідженнях і в селекції. Молекулярні маркери з невідомою локалізацією не можна використовувати для маркування певного гена або хромосоми, зате їх успішно застосовують в філогенетичних дослідженнях, для паспортизації сортів рослин і порід тварин. Деякі мультілокусние маркери підходять для створення генетичних карт (DArT- і AFLP-маркери), а також для геномної селекції (DArT)). На вибір ДНК-маркерів відповідного типу для вирішення конкретного завдання впливають і такі характеристики, як рівень внутрішньовидовогополіморфізму і можливість автоматизації процесу аналізу поліморфізму ДНК (малюнок 1).
З впровадженням ДНК-маркерів найбільший розмах придбали серед інших такі напрямки, як побудова молекулярних карт окремих хромосом і геномів, картування на них генів і локусів кількісних ознак (QTL). У 1980 р Девід Ботштейн спільно з Р. Уайтом, М. Школярем і Р. Девісом розробив перший монолокусние генетичні маркери на основі аналізу поліморфізму ДНК (а саме поліморфізму довжини рестрикційних фрагментів - RFLP) і показав, що з їх допомогою можна проводити побудова генетичних карт [Botstein et al., 1980].
За цієї піонерської роботою пішло створення RFLP-карт різних видів тварин і рослин. Наскільки ефективно RFLP-маркери дозволили просунутися в картуванні геномів, ілюструє наступний приклад. Перша RFLP-карта геному пшениці [Liu, Tsunewaki, 1991] містила в 1,5 рази більше локусів і була в 1,2 рази довше колишньої класичної генетичної карти, що стала результатом праць багатьох дослідників протягом декількох десятиліть.
Рис. 1 - Рівень внутрішньовидовогополіморфізму і можливість автоматизації аналізу різних типів ДНК-маркерів [Хлесткіна, 2011]
З'ясувалося, що RFLP-маркери, розроблені для одного виду, можуть використовуватися для аналізу геномів споріднених видів і родів. Таким чином, стало можливим порівняльне картування геномів, завдяки якому всередині окремих сімейств вдалося виявити ряди ортологічних генів і простежити перетворення структури генома окремих видів в ході еволюції від загального предка. Результати цих робіт вкрай важливі для сучасних досліджень в області порівняльної геноміки [Moore et al., 1995].
Завдяки використанню RFLP-карт з'явилася можливість визначати точне положення окремих генів в геномі і клонувати їх послідовності на основі картування (map-based gene cloning- позиційне клонування генів). Піонером в області позиційного клонування генів є американський дослідник Стівен Тенкслі. Під його керівництвом при використанні даного методу був уперше клоновано ген стійкості до бактеріальної плямистості плодів томата [Martin et al alal., 1993]. С. Тенкслі був першим і серед тих, хто оцінив потенційні переваги відбору за генотипом і в 1983 р одночасно з Жаком Бекманом запропонував використовувати ДНК-маркери в селекції [Beckmann, Soller, 1983; Burr et al al., 1983; Tanksley, 1983].
Аналіз прояву тієї чи іншої ознаки складає суворо певній стадії розвитку. Зразки для генотипування можна відібрати практично в будь-який зручний момент. Відбір проб для виділення необхідної кількості ДНК на ранніх стадіях розвитку селектіруемих організмів дозволяє своєчасно вилучати з селекційного процесу значна кількість матеріалу, не витративши на аналіз і догляд за ним зайвих коштів.
На результати фенотипування впливають різні фактори навколишнього середовища. Генотип не залежить від зміни умов середовища. Якщо відбір ведеться на підставі аналізу фенотипу, то при повному домінуванні неможливо відрізнити домінантні гомозиготи від гетерозигот і, отже, вибрати індивідууми для схрещування в поточному поколінні. За допомогою ДНК-маркерів легко впоратися з цим завданням.
Методи селекції, в яких застосовуються ДНК-маркери, поділяють на дві основні групи:
). ОПМ - відбір за допомогою маркерів (MAS -marker-assisted selection); синоніми: МАС (маркер-асоційована селекція) і МОС (маркер-опосередкована/орієнтована селекція). Підхід у сучасній селекції рослин і тварин, що дозволяє проводити відбір за генотипом при використанні ДНК-маркерів, тісно зчеплених з селектіруемих геном.
). Геномна селекція (genomic selection). Метод сучасної селекції рослин і тварин, що дозволяє при використанні рівномірно розподілених по геному ДНК-маркерів проводити відбір за генотипом в відсутність даних про генах, що впливають на ознаку.
Метод ОПМ припускає використання ДНК-маркерів, тісно зчеплених з цільовим геном, замість або разом з фенотипическим аналізом. Маркери, тісно зчеплені з цільовим геном, є надійним інструментом для ...
