Анализ полиморфизма генотипов земляники (Fragaria L.) по гену устойчивости к фитофторозной корневой гнили RPF1 для идентификации перспективных для селекции и садоводства форм


https://doi.org/10.29235/1817-7204-2020-58-3-311-320

Полный текст:


Аннотация

Фитофторозная корневая гниль (Phytophthora fragariae var. fragariae Hickman) – одно из наиболее опасных заболеваний земляники в умеренном климатическом поясе. Важным этапом успешной селекционной работы по созданию устойчивых к фитофторозному увяданию сортов земляники является идентификация исходных форм, несущих гены устойчивости. Применение диагностических ДНК-маркеров целевых генов повысит надежность идентификации и эффективность селекционного процесса по созданию устойчивых генотипов земляники. Цель настоящего исследования – изучение полиморфизма дикорастущих видов р. Fragaria L. и сортов земляники садовой (F.çananassa Duch.) по гену Rpf1 устойчивости к фитофторозной корневой гнили с использованием молекулярных маркеров. Объектами исследования являлись дикорастущие виды F. orientalis Los., F. moschata Duch., F. ovalis Rydb., F. virginiana Duch. ssp. platypetala и сорта земляники садовой (F.çananassa Duch.) различного эколого-географического происхождения. Экстракция геномной ДНК земляники проводилась из молодых листьев согласно методу Puchooa. Для оценки аллельного состояния гена Rpf1 использовали маркеры SCAR-R1A (соответствует доминантному аллелю Rpf1) и OPO-16C (соответствует рецессивному аллелю rpf1). Маркер SCAR-R1A выявлен у дикорастущего вида F. virginiana Duch. ssp. platypetala (регион произрастания – Британская Колумбия, Канада), сорта земляники ананасной Былинная и перспективных отборных форм 62-41 (БылиннаяçФейерверк), 65-17, 65‑24 (Олимпийская надеждаçБылинная). Указанные генотипы характеризуются гетерозиготным генотипом по гену Rpf1 – Rpf1rpf1 (в генотипе присутствуют оба маркера) и могут использоваться в качестве источников устойчивости к фитофторозной корневой гнили для маркер-опосредованной селекции. У остальных изученных генотипов земляники маркер SCAR-R1A отсутствует, что предположительно свидетельствует об их рецессивном гомозиготном генотипе по гену Rpf1 (rpf1rpf1). Результаты исследований могут быть полезными селекционерам земляники садовой и исследователям биоразнообразия растений р. Fragaria.


Об авторах

А. С. Лыжин
ФГБНУ «Федеральный научный центр имени И.В. Мичурина»
Россия

Лыжин Александр Сергеевич – кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

ул. Мичурина, 30, 393774 Мичуринск, Тамбовская область



И. В. Лукъянчук
ФГБНУ «Федеральный научный центр имени И.В. Мичурина»
Россия

Лукъянчук Ирина Васильевна – кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

ул. Мичурина, 30, 393774 Мичуринск, Тамбовская область



Список литературы

1. A combination of baiting and different PCR formats, including measurement of real-time quantitative fluorescence, for the detection of Phytophthora fragariae in strawberry plants / P.J. M. Bonants [et al.] // Europ. J. of Plant Pathology. – 2004. – Vol. 110, №7. – P. 689–702. https://doi.org/10.1023/b:ejpp.0000041551.26970.0e

2. Screening of strawberries with the red stele (Phytophthora fragariae) resistance gene Rpf1 using sequence specific DNA markers / A. Sasnauskas [et al.] // Acta Horticulturae. – 2007. – №760. – P. 165–169. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2007.760.21

3. Фитофтороз земляники / И.Н. Александров [и др.] // Защита и карантин растений. – 2007. – №5. – С. 32–34.

4. Genome sequence of Phytophthora fragariae var. fragariae, a quarantine plant-pathogenic fungus / R. Gao [et al.] // Genome Announcements. – 2015. – Vol. 3, №2. – P. e00034-15. https://doi.org/10.1128/genomeA.00034-15

5. De los Santos, B. Strawberry fungal diseases / B. De los Santos, C. Barrau, F. Romero // Crop management and postharvest handling of horticultural products / ed.: R. Dris, R. Niskanen, S.M. Jain. – Enfield, 2004. – Vol. 4 : Diseases and disorders of fruits and vegetables. – P. 233–268.

6. Szkuta, G. Czerwona zgnilizana korzeni truskawki / G. Szkuta // Ochrona Roślin. – 2006. – Vol. 51, №1. – P. 17–21.

7. Survival, distribution and genetic variability of inoculum of the strawberry red core pathogen, Phytophthora fragariae var. fragariae, in soil / A.C. Newton [et al.] // Plant Pathology. – 2010. – Vol. 59, №3. – P. 472–479. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2010.02273.x

8. Anandhakumar, J. Biological control of red stele (Phytophthora fragariae var. fragariae) and crown rot (P. cactorum) disease of strawberry with rhizobacteria / J. Anandhakumar, W. Zeller // J. of Plant Diseases a. Protection. – 2008. – Vol. 115, №2. – P. 49–56. https://doi.org/10.1007/BF03356238

9. Palmer, C. «Greening» agriculture in the developing world / C. Palmer // Rural 21. – 2008. – Vol. 42, №3. – P. 30–32.

10. Жученко, А.А. Биологизация и экологизация интенсификационных процессов в сельском хозяйстве / А.А. Жученко // Вестн. ОрелГАУ. – 2009. – №3. – С. 8–12.

11. Gorgitano, M.T. Life cycle economic and environmental assessment for a greening agriculture / M.T. Gorgitano, M. Pirilli // Quality – Access to Success. – 2016. – Vol. 17, suppl. 1. – P. 181–185.

12. Van de Weg, W.E. A gene-for-gene model to explain interactions between cultivars of strawberry and races of Phytophthora fragariae var. fragariae / W.E. Van de Weg // Theoretical a. Appl. Genetics. – 1997. – Vol. 94, №3–4. – P. 445– 451. https://doi.org/10.1007/s001220050435

13. Whitaker, V.M. Applications of molecular markers in strawberry / V.M. Whitaker // J. of Berry Research. – 2011. – Vol. 1, №3. – P. 115–127. https://doi.org/10.3233/BR-2011-013

14. Comparative mapping and marker-assisted selection in Rosaceae fruit crops / E. Dirlewanger [et al.] // Proc. of the Nat. Acad. of Sciences of the USA. – 2004. – Vol. 101, №26. – P. 9891–9896. https://doi.org/10.1073/pnas.0307937101

15. Puchooa, D. Simple, rapid and efficient method for the extraction of genomic DNA from lychee (Litchi chinensis Sonn.) / D. Puchooa // Afr. J. of Biotechnology. – 2004. – Vol. 3, №4. – P. 253–255. https://doi.org/10.5897/ajb2004.000-2046

16. Development of SCAR markers linked to a Phytophthora fragariae resistance gene and their assessment in European and North American strawberry genotypes / K.M. Haymes [et al.] // J. of the Amer. Soc. for Horticultural Science. – 2000. – Vol. 125, №3. – P. 330–339. https://doi.org/10.21273/jashs.125.3.330

17. Identification of RAPD markers linked to a Phytophthora fragariae resistance gene (Rpfl) in the cultivated strawberry / K.M. Haymes [et al.] // Theoretical a. Appl. Genetics. – 1997. – Vol. 94, №8. – P. 1097–1101. https://doi.org/10.1007/s001220050521

18. Haymes, K.M. Development of a SCAR marker for the Phytophthora fragariae resistance gene Rpfl in the commercial strawberry (Fragaria × ananassa) / K.M. Haymes, P. Arens, B. Vosman // Molecular genetic studies in Fragaria species: agrobacterium-mediated transformation and fine mapping of the Phytophthora fragariae resistance gene Rpfl : Ph.D. Thesis / K.M. Haymes. – Wageningen, 1997. – P. 47–58.

19. Studies on the interspecific hybridization in the genus Fragaria / J. Lei [et al.] // Acta Horticulturae Sinica. – 2002. – Vol. 29, №6. – P. 519–523. https://doi.org/10.3321/j.issn:0513-353X.2002.06.004

20. Molecular characterization of allelic status of the Rpf1 and Rca2 genes in six cultivars of strawberries / M. Sturzeanu [et al.] // Acta Horticulturae. – 2016. – №1139. – P. 107–112. https://doi.org/10.17660/actahortic.2016.1139.19

21. Screening of apple and strawberry plants carrying fungal disease resistance oligogenes using molecular markers / D. Gelvonauskienė [et al.] // Zemdirbyste. – 2007. – Vol. 94, №4. – P. 139-145.

22. Njuguna, W. Development and use of molecular tools in Fragaria : Ph.D. Thesis / W. Njuguna. – Oregon State University, 2010. – 370 p.f

23. Лукъянчук, И.В. Анализ генетической коллекции земляники (Fragaria L.) по генам Rca2 и Rpf1 с использованием молекулярных маркеров / И.В. Лукъянчук, А.С. Лыжин, И.И. Козлова // Вавилов. журн. генетики и селекции. – 2018. – Т. 22, №7. – С. 795–799. https://doi.org/10.18699/VJ18.423

24. Conservation of linkage of RAPD and SCAR markers to the Rpf1 resistance gene for Phytophthora fragariae in strawberry / K.M. Haymes [et al.] // Molecular genetic studies in Fragaria species: agrobacterium-mediated transformation and fine mapping of the Phytophthora fragariae resistance gene Rpfl : Ph.D. Thesis / K.M. Haymes. – Wageningen, 1997. – P. 65–82.


Дополнительные файлы

Просмотров: 73

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1817-7204 (Print)
ISSN 1817-7239 (Online)