Применение молекулярных маркеров при отборе генотипов картофеля, обладающих резистентностью к вирусам и фитофторозу

Ирина Олеговна Газданова, Нино Нодаровна Догузова, Irina Gazdanova, Nino Doguzova

Аннотация


Цель исследования – выявление в гибридах картофеля генов, ассоциированных с устойчивостью культуры к основным вирусным заболеваниям и фитофторозу для дальнейшего использования этих гибридов в программе селекции и семеноводства картофеля. Применение маркер ориентированной селекции (МОС) с использованием ДНК-маркеров позволяет облегчить селекцию сельскохозяйственных растений с комплексной устойчивостью к болезням и вредителям. МОС широко используется для ускорения отбора устойчивых сортов с хорошими агрономическими характеристиками. Для молекулярно-генетического скрининга были взяты гибриды картофеля, которые предварительно оценивались в полевых условиях в соответствии с рекомендациями по селекционному процессу для картофеля на устойчивость к фитопатогенам. Гибриды картофеля получены из селекционного питомника Владикавказского научного центра РАН. Для молекулярного скрининга генотипов картофеля использованы следующие молекулярные ДНК-маркеры: YES3-3A, RYSC3, Ry186, М45, М6, 5Rx1, R1-1205, R3b-378, которые позволяют выявить наличие в геноме гибридных сортов гены устойчивости к вирусам (PVY, PVX) и фитофторозу. На основании молекулярного скрининга выделены гибриды, которые в дальнейшем будут использованы для выведения новых вирусоустойчивых сортов картофеля.


Ключевые слова


картофель; гибрид; гены устойчивости; ДНК; праймер; маркер; фитопатогены; вирусные инфекции; фитофтороз

Полный текст:

PDF

Литература


Бирюкова В. А., Жарова В. А., Чалая Н. А., Шмыгля И. В., Рогозина Е. В. Молекулярные маркеры как инструмент в селекции на устойчивость к Y-вирусу картофеля // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022. Т. 23, № 6. С. 777–787. doi: 10.30766/2072-9081.2022.23.6.777-787

Макарова С. С., Макаров В. В., Тальянский М. Э., Калинина Н. О. Устойчивость картофеля к вирусам: современное состояние и перспективы // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21, № 1. С. 62–73. doi: 10.18699/VJ17.224

Симаков Е. А., Анисимов Б. В., Жевора С. В., Митюшкин А. В., Журавлев А. А., Митюшкин А. В., Гайзатулин А. С. Актуальные направления развития селекции и семеноводства картофеля в России // Картофель и овощи. 2020. № 12. С. 22–26. doi: 10.25630/ PAV.2020.49.70.005

Aguiar E. R., Olmo R. P., Marques J. T. Virus-derived small RNAs: molecular footprints of host-pathogen interactions // Wiley Interdiscip. Rev. RNA. 2016. Vol. 7, no. 6. P. 824–837. doi: 10.1002/wrna.1361

Ahmadvand R., Javanmard T. H., Mousapour G. A. Biological and molecular screening of some potat cultivars and promising clones for resistance to potato virus X (PVX) // Seed Plant. 2021. Vol. 37, no. 1. P. 63–82.

Ahmadvand R., Wolf I., Gorji A. M., Polgár Z., Taller J. Development of molecular tools for distinguishing between the highly similar Rx1 and Rx2 PVX extreme resistance genes in tetraploid potato // Potato Res. 2013. Vol. 56, no. 4. P. 277–291. doi: 10.1007/ s11540-013-9244-y

Beketova M. P., Chalaya N. A., Zoteyeva N. M., Gurina A. A., Kuznetsova M. A., Armstrong M., Hein I., Drobyazina P. E., Khavkin E. E., Rogozina E. V. Combination breeding and marker-assisted selection to develop late blight resistant potato cultivars // Agronomy. 2021. No. 11. Art. 2192. doi: 10.3390/agronomy11112192

Burkhanova G. F., Sorokan A. V., Cherepanova E. A. Endophytic. Bacillus bacteria with RNase activity in the resistance of potato plants to viruses // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019. Vol. 23, no. 7. P. 873–878. doi: 10.18699/VJ19.561

Elison G. L., Hall D. G., Novy R. G., Whitworth J. L. Development and application of a multiplex marker assay to detect PVY resistance genes in Solanum tuberosum // Am. J. Potato Res. 2020. Vol. 97. P. 289–296. doi: 10.1007/s12230-020-09777-1

Elnahal A. S. M., Li J., Wang X., Zhou C., Wen G., Wang J., Lindqvist-Kreuze H., Meng Y., Shan W. Identification of natural resistance mediated by recognition of Phytophthora infestans effector gene Avr3aEM in potato // Front Plant Sci. 2020. No. 11. Art. 919. doi: 10.3389/fpls.2020.00919

Fisenko P., Sobko O., Kim I., Matsishina N., Volkov D. Screening of potato cultivars (Solanum tuberosum L.) and identification of markers of fesistance genes to PVX, PVY, Globodera pallida and Globodera rostochiensis // Fundamental and Applied Scientific Research in the Development of Agriculture in the Far East (AFE-2021). Cham, Switzerland: Springer, 2022. P. 1–8.

Haverkort A. J., Boonekamp P. M., Hutten R., Jacobsen E., Lotz L. A. P., Kessel G. J. T., Vossen J. H., Visser R. G. F. Durable late blight resistance in potato through dynamic varieties obtained by cisgenesis: scientific and societal advances in the DuRPh project // Potato Res. 2016. Vol. 59, no. 1. P. 35–66. doi: 10.1007/ s11540-015-9312-6

Haverkort A. J., Struik P. C., Visser R. G. F., Jacobsen E. Applied biotechnology to combat late blight in potato caused by Phytophthora infestans // Potato Res. 2009. Vol. 52, no. 3. P. 249–264. doi: 10.1007/s11540-009-9136-3

Herrera M. D. R., Vidalon L. J., Montenegro J. D., Riccio C., Guzman F., Bartolini I., Ghislain M. Molecular and genetic characterization of the Ryadg locus on chromosome XI from Andigena potatoes conferring extreme resistance to potato virus Y // Theor. Appl. Gen. 2018. Vol. 131, no. 9. P. 1925–1938. doi: 10.1007/ s00122-018-3123-5

Kasai K., Morikawa Y., Sorri V. A., Valkonen J. P. T., Gebhardt C., Watanabe K. N. Development of SCAR markers to the PVY resistance gene Ryadg based on a common feature of plant disease resistance genes // Genome. 2000. Vol. 43, no. 1. P. 1–8.

Kolliopoulou A., Kontogiannatos D., Swevers L. The use of engineered plant viruses in a trans-kingdom silencing strategy against their insect vectors // Front. Plant Sci. 2020. Vol. 11. Art. 917. doi: 10.3389/ fpls.2020.00917

Mori K., Mukojima N., Nakao T., Tamiya S., Sakamoto Y., Sohbaru N., Hayashi K., Watanuki H., Nara K., Yamazaki K., Ishii T., Hosaka K. Germplasm release: Saikai 35, a male and female fertile breeding line carrying Solanum phureja-derived cytoplasm and potato cyst nematode resistance (H1) and Potato virus Y resistance (Rychc) genes // Am. J. Potato Res. 2012. Vol. 89. P. 63–72. doi: 10.1007/s12230-011-9221-4

Pourrahim R., Farzadfar Sh., Golnaraghi A. R., Ahoonmanesh A. Incidence and distribution of important viral pathogens in some Iranian potato fields // Plant Dis. 2007. Vol. 91. P. 609–615. doi: 10.1094/ PDIS-91-5-0609

Rietman H., Bijsterbosch G., Cano L. M., Lee H. R., Vossen J. H., Jacobsen E., Visser R. G., Kamoun S., Vleeshouwers V. G. Qualitative and quantitative late blight resistance in the potato cultivar Sárpo Mira is determined by the perception of five distinct RXLR effectors // Mol. Plant Microbe Interact. 2012. Vol. 25, no. 9. P. 910–919. doi: 10.1094/MPMI 01-12-0010-R

Sobko O. A., Fisenko P. V., Kim I. V., Matsishina N. V. Potato viruses of 7 commercial cultivars grown in field Primorsky Krai of Russia // Vegetable Crops of Russia. 2022; 1:79–85. doi: 10.18619/2072- 9146-2022-1-79-85

Sokolova E., Pankin A., Beketova M., Kuznetsova M., Spiglazova S., Rogozina E., Yashina I., Khavkin E. SCAR markers of the R-genes and germplasm of wild Solanum species for breeding late blight-resistant potato cultivars // Plant Gen. Res. 2011. Vol. 9, no. 2. P. 309–312. doi: 10.1017/S1479262111000347

Song Y.-S., Schwarzfischer A. Development of STS markers for selection of extreme resistance (Rysto) to PVY and maternal pedigree analysis of extremely resistant cultivars // Am. J. Potato Res. 2008. Vol. 85. P. 159–170. doi: 10.1007/s12230-008-9012-8

Sorensen P. L., Christensen G., Karki H. S., Endelman J. B. A KASP marker for the potato late blight resistance gene RB/Rpi-blb1 // Am. J. Potato Res. 2023. Vol. 100, no. 3. P. 240–246. doi: 10.1007/s12230-023-09914-6

Zhang Z., Tian R., Wang K., Zhou J., Haoyu S., Wang Z., Jiao G., Du Y., Huang H., Lv D. Pathogenicity, resistance genes and integrated management strategies of potato virus Y in potato // Viruses. 2026. Vol. 18, no. 3. P. 2–14. doi: 10.3390/v18030343




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb2266

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019