Оценка внутрисортового полиморфизма генов устойчивости к грибным болезням томата у сортов селекции Мичуринского ГАУ

Автор: Шамшин Иван Николаевич, Ильичев Алексей Сергеевич, Грошева Екатерина Владимировна

Журнал: Овощи России @vegetables

Рубрика: Селекция, семеноводство и биотехнология растений

Статья в выпуске: 6 (68), 2022 года.

Бесплатный доступ

Цель. Исследования направлены на оценку внутрисортового аллельного разнообразия генов устойчивости к фузариозу и кладоспориозу томата сортов селекции Мичуринского ГАУ с использованием молекулярных маркеров. Методология. Биологическими объектами исследования являются сорта томата селекции Мичуринского ГАУ. Всего проанализировано 10 сортов. Оценка внутрисортового полиморфизма определялась на выборке из 10 растений каждого сорта. Экстрагирование ДНК было проведено с использованием набора для экстрагирования ДНК Quick-DNA Plant/Seed Miniprep Kit (Zymo Research, USA) согласно протоколу производителя. Для идентификации гена устойчивости к кладоспоризу Cf-19 использовали ДНК-маркер Р7. Наличие гена устойчивости к фузариозному увяданию I-2 определяли с помощью маркера I-2/5. Визуализацию результатов амплификации осуществляли с помощью электрофореза в 2% агарозном геле. Результаты. Было проанализировано по 10 растений 10 сортов томата селекции Мичуринского ГАУ с использованием молекулярных маркеров генов устойчивости к кладоспориозу и фузариозу. Проведена оценка внутрисортового полиморфизма. У большинства исследуемых сортов анализируемые гены идентифицированы в гетерозиготном состоянии. По гену I-2 выявлены три сорта (Виват, Каротинка,Красавец), содержащих в генотипе только аллели восприимчивости к возбудителю заболевания. Отмечены отдельные образцы гомозиготные по аллелю устойчивости к фузариозу. Анализ гена Cf-19 устойчивости к кладоспориозу показал, что большинство исследуемых сортов являются гетерозиготными формами. У части сортов все десять растений были гетерозиготны. К ним относятся Красавец, Виват, Орлик, Буй-Тур. Остальные образцы имели различный аллельный состав. Аллель устойчивости к возбудителю был идентифицирован у растений сорта Непрядва и Черныш. Доминантный аллель в гомозиготном состоянии выявлен у сорта Япончик. При этом все анализируемые растения этого сорта были однообразны. Заключение. Установлено, что значительная часть сортов томата селекции Мичуринского ГАУ является полиморфной по генам устойчивости к кладоспориозу и фузариозу. При этом значительная часть сортов может быть использована в селекции при проведении предварительного молекулярного анализа. По гену устойчивости к фузариозу выделены следующие сорта источники аллеля устойчивости: Сокол, Непрядва, Япончик, Орлик, Золотничок, Черныш. У них ген I-2 представлен в гетерозиготном состоянии. Внутрисортовой полиморфизм отмечен и для гена Cf-19. Большинство образцов имеют два аллеля. Исключение составляет сорт Япончик, который является доминантной гомозиготой по данному гену.

Еще

Томат, маркер-опосредованная селекция, днк-маркер

Короткий адрес: https://sciup.org/140296495

IDR: 140296495   |   DOI: 10.18619/2072-9146-2022-6-35-39

Список литературы Оценка внутрисортового полиморфизма генов устойчивости к грибным болезням томата у сортов селекции Мичуринского ГАУ

  • Polyxenova V.D. Induced resistance of plants to pathogens and abiotic stress factors: on the example of tomato. Bulletin of the Belarusian State University. 2009;(1):48-60. (in Russ.).
  • Van der Beek J. G., Verkerk R., Zabel P., Lindhout P. Mapping strategy for resistance genes in tomato based on RFLPs between cultivars: Cf9 (resistance to Cladosporium fulvum) on chromosome 1. Theoretical and Applied Genetics. 1992;84(1):106-112. https://doi.org/10.1007/BF00223988.
  • Grushetskaya Z.E., Lemesh V.A., Khotyleva L.V., Poliksenova V.D. Mapping of the Cf-6 tomato leaf mould resistance locus using SSR markers. Russian Journal of Genetics. 2007;43(11):1266-1270. https://doi.org/10.1134/S1022795407110099. (in Russ.).
  • Thomas C.M., Vos P., Zabeau M., Jones D. A., Norcott K. A., Chadwick B. P., Jones J. D. Identification of amplified restriction fragment polymorphism (AFLP) markers tightly linked to the tomato Cf-9 gene for resistance to Cladosporium fulvum. The Plant Journal. 1995;8(5):785-794. https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.1995.08050785.x.
  • Ning L., Jing-bin J., Jing-fu L., Xiang-yang X. Development of molecular marker linked to Cf-10 gene using SSR and AFLP method in tomato. Journal of Northeast Agricultural University (English Edition). 2012;19(4):30-36. https://doi.org/10.1016/S1006-8104(13)60047-1.
  • Truong H.T.H., Choi H., Cho M.C., Lee H.E., Kim J.H. Use of Cf-9 genebased markers in marker-assisted selection to screen tomato cultivars with resistance to Cladosporium fulvum. Horticulture, Environment, and Biotechnology. 2011;52(2):204-210. https://doi.org/10.1007/s13580-011-0164-y.
  • Zhao T., Jiang J., Liu G., He S., Zhang H., Chen X., Xu X. Mapping and candidate gene screening of tomato Cladosporium fulvum-resistant gene Cf-19, based on high-throughput sequencing technology. BMC plant biology. 2016;16(1):1-10. https://doi.org/10.1186/s12870-016-0737-0.
  • Singh V.K., Singh H.B., Upadhyay R.S. Role of fusaric acid in the development of ‘Fusarium wilt’symptoms in tomato: Physiological, biochemical and proteomic perspectives. Plant physiology and biochemistry. 2017;(118):320-332. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2017.06.028.
  • Takken F., Rep M. The arms race between tomato and Fusarium oxysporum. Molecular plant pathology. 2010;11(2):309-314. https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2009.00605.x.
  • El-Kharbotly A., Leonards-Schippers C., Huigen D. J., Jacobsen E., Pereira A., Stiekema W. J., Gebhardt C. Segregation analysis and RFLP mapping of the R1 and R3 alleles conferring race-specific resistance to Phytophthora infestans in progeny of dihaploid potato parents. Molecular and General Genetics MGG. 1994;242(6);749-754. https://doi.org/10.1007/BF00283432.
  • Staniaszek M., Kozik E.U., Marczewski W. A CAPS marker TAO1902 diagnostic for the I-2 gene conferring resistance to Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici race 2 in tomato. Plant Breeding. 2007;126(3):331-333. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2007.01355.x.
  • Tanyolaç B., Akkale C. Screening of resistance genes to fusarium root rot and fusarium wilt diseases in F3 family lines of tomato (Lycopersicon esculentum) using RAPD and CAPs markers. African Journal of Biotechnology. 2010;9 (19):2727-2730.
  • Simsek D., Pinar H., Mutlu N. Development of Fusarium oxysporum f. Sp. Lycopersici (FOL) and Fusarium oxysporum f. sp. Radicis lycopersici (FORL) resistant tomato lines with the aid of marker assisted selection. Current Trends in Natural Sciences. 2018;7(13):281-285.
  • Yu S.C., Zou Y.M. A co-dominant molecular marker of Fusarium wilt resistance gene I-2 derived from gene sequence in tomato. Yi Chuan= Hereditas. 2008;30(7):926-932. https://doi.org/10.3724/sp.j.1005.2008.00926.
  • Adzhieva V.F., Grushetskaya Z.E., Malyshev S.V., Nekrashevich N.A., Babak O.G., Kilchevsky A.V. Creation of a complex of DNA markers for tomato genes that determine the content of carotenoids and resistance to diseases and pests. II International. научн. - практ. conf. "Modern trends in the selection and seed production of vegetable crops. Traditions and perspectives." Moscow, Russia. August 2-4, 2010. P. 47. (in Russ.)
  • Grushetskaya Z.E., Lemesh V.A., Poliksenova V.D. Possible sources of new genes for resistance to the pathogen of tomato cladosporiosis in species Solarium L. Vegetable growing. 2010;(18):112.
  • Eroshevskaya A.S., Egorova A.A., Milyukova N.A., Pyrsikov A.S. Molecular-genetic analysis of tomato hybrids F1 on resistance to fuzariosis. Potatoes and vegetables. 2021;(5):37-40. (in Russ.)
  • Shamshin I.N., Grosheva E.V., Maslova M.V., Samoilova R.M. Creation of new tomato forms with fungal disease resistance genes based on marker selection. Vegetable crops of Russia. 2021;(6):16-21. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-6-16-21
  • Babak O.G., Nekrashevich N.A., Pugacheva I.G., Dobrodkin M.M., Kilchevsky A.V. Study of allelic polymorphism for resistance to fusariosis in cherry tomatoes. Biotechnological techniques in preserving biodiversity and plant breeding. Collection of articles of the International Scientific Conference. Minsk, August 18-20, 2014. 2014. Р.38. (in Russ.)
Еще
Статья научная