Поиск и анализ нуклеотидных последовательностей в геноме подсолнечника, ассоциированных с генами устойчивости к расам заразихи Orobanche cumana Wallr
Автор: Савиченко Д.Л., Гучетль С.З., Головатская А.В.
Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Статья в выпуске: 3 (183), 2020 года.
Бесплатный доступ
Исследование линий, устойчивых к расе G заразихи, созданных на центральной экспериментальной базе ВНИИМК, показало генетический контроль устойчивости как моногенный с неполным доминированием. Целью работы являлся поиск и анализ молекулярных маркеров для генов устойчивости к расе G заразихи на основе применения методов ПЦР. Материалом исследования служили созданные во ВНИИМК шесть линий-доноров, устойчивых к расе G заразихи: RGP1, RGP2, RGB, RGL1, RGL2, RGA, а также восприимчивые линии ВК 101, ВК 678, ВК 680. Выделение ДНК проводилось из листьев молодых растений с использованием CTAB-буфера. Для ПЦР анализа использовали 17 пар праймеров двух типов: SCAR (sequence characterized amplified region) и SSR (simple sequence repeat). Условия амплификации рекомендованные авторами маркеров с экспериментальным подбором температуры гибридизации праймеров. В рамках исследования используемые в работе SSR и SCAR локусы с помощью инструмента BLAST были сопоставлены со сборкой HanXRQr1.0. По этим данным состав лена физическая карта положения локусов. При оценке шести устойчивых и трех восприимчивых родительских линий полиморфизм по длине локуса ДНК показали семь маркеров, а по наличию/отсутствию амплифицированного фрагмента -два маркера. У маркеров ORS 683 и ORS 1112 была отмечена связь полиморфизма локусов с восприимчивостью растений родительских линий к заразихе. У ORS 683 это выражалось наличием аллеля длиной 364 п.н., а у ORS 1112 - отсутствием аллеля длиной 375 п.н. Данные маркеры отмечены как основные для гибридологического анализа в F1 и F2 с выбранными парами для скрещиваний. Дополнительные маркеры будут подобраны индивидуально на основании полученных данных по полиморфизму локусов. Таким образом, в результате исследования была составлена физическая карта для дальнейшего подбора маркеров, выбраны гибридные комбинации и маркеры из числа изученных для гибридологического анализа.
Подсолнечник, заразиха, устойчивость, днк, маркеры, пцр
Короткий адрес: https://sciup.org/142224955
IDR: 142224955 | DOI: 10.25230/2412-608X-2020-3-183-11-19
Список литературы Поиск и анализ нуклеотидных последовательностей в геноме подсолнечника, ассоциированных с генами устойчивости к расам заразихи Orobanche cumana Wallr
- Skoric D., Pacureanu M. Sunflower breeding for resistance to broomrape (Orobanche cumana Wallr.) // In: Proceedings of the International Symposium Sunflower Breeding on Resistance to Diseases, Krasnodar, Russia, 23-24 June, 2010. - P. 19-30.
- Molinero-Ruiz L., Delavault P., Pérez-Vich B., Pacureanu-Joita M., Bulos M., Altieri E., Dommguez J. History of the race structure of Orobanche cumana and the breeding of sunflower for resistance to this parasitic weed: A review // Span. J. Agric. Res. -2015. - V. 13. - 4 e10R01. 10.5424/sjar/ 2015134-8080. DOI: 10.5424/sjar/2015134-8080
- Dommguez J. R-41, a sunflower restorer inbred line, carrying two genes for resistance against a highly virulent Spanish population of Orobanche cernua // Plant Breed. - 1996. - V. 115. - P. 203-204.
- Jestin C., Lecomte V., Duroueix F. Current situation of sunflower broomrape in France // In: Proceedings of the 3rd International Symposium on Broomrape in Sunflower, Cordoba, Spain, 3-6 June, 2014. - P. 3-6.
- Perez-Vich B., Velasco L., Rich P.J., Ejeta G. Marker-assisted and physiology-based breeding for resistance to root parasitic Orobanchaceae // In: Parasitic Orobanchaceaem - Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2013. - P. 369-391.
- Martm-Sanz A., Malek J., Fernândez-Martmez J.M., Pérez-Vich B., Velasco L. Increased virulence in sunflower broomrape (Orobanche cumana Wallr.) populations from Southern Spain is associated with greater genetic diversity // Front. Plant Sci. - 2016. -V. 7. - P. 589.
- Fernândez-Martmez J.M., Pérez-Vich B., Velasco L. Sunflower broomrape (Orobanche cumana Wallr.) // In: Sunflower. - AOCS Press: Urbana, IL, USA, 2015. - P. 129-155.
- Kaya Y. Current situation of sunflower broomrape around the world // In Proceedings of the 3rd International Symposium on Broomrape (Orobanche spp.) in Sunflower, Cordoba, Spain, 3-6 June, 2014. -P. 9-18.
- Antonova T.S. The history of interconnected evolution of Orobanche cumana Wallr. and sunflower in the Russian Federation and Kazakhstan // Helia. - 2014. - V. 37. - P. 215-225.
- Duca M., Port A., Boicu A. Molecular Characterisation of Broomrape Populations from Republic of Moldova using SSR Markers // Helia. - 2017. - V. 40. - P. 47-60.
- Antonova T.S., Araslanova N.M., Strelnikov E.A., Ramazanova S.A., Tchelustnikova T.A., Guchetl S.Z. Screening of wild Helianthus species for resistance to high virulent Orobanche cumana Wallr., affecting sunflower in the Rostov region of the Russian Federation // Helia. - 2011. - V. 34. - P. 115-123.
- Maklik E., Kyrychenko V.V., Pacureanu M.J. Race composition and phenology of sunflower broomrape (Orobanche cumana Wallr.) in Ukraine // In: Proceedings of the 4th International Symposium on Broomrape in Sunflower, Bucharest, Romania, 24 July, 2018. - P. 67-78.
- Pacureanu J.M., Raranciuc S., Sava E., Stanciu D., Nastase D. Virulence and aggressiveness of sunflower (Orobanche cumana Wallr.) populations in Romania // Helia. - 2014. - V. 32. - P. 111-118.
- Miladinovic D., Dedic B., Quiroz F., Alvarez D., Poverene M., Cantamutto M. Orobanche cumanaWallr. Resistance of commercial sunflower cultivars grown in Argentina // J. Basic Appl. Genet. - 2012. - V. 23. - P. 37-41.
- Dedic B., Miladinovic D., Jocic S., Cvejic S., Jockovic M., Miklic V. Increase in virulence of sunflower broomrape in Serbia // In: Proceedings of the 4th International Symposium on Broomrape in Sunflower, Bucharest, Romania, 2-4 July, 2018. - P. 27 35.
- Imerovski I., Dimitrijevic A., Miladinovic D., Dediv B., Jocic S., Köcis Tubic N., Cvejic S. Mapping of a new gene for resistance to broomrape races higher than F //Euphytica. - 2016. - Vol. 209. - Р. 281-289.
- Vranceanu A.V., Tudor V.A., Stoenescu F.M., Pirvu N. Virulence groups of Orobanche cumana Wallr. differential hosts and resistance sources and genes in sunflower // In: Proceedings of the 9th International Sunflower Conference, Torremolinos, Spain, 8-13 June, 1980. - P. 74-80.
- Pacureanu-Joita M., Vranceanu A.V., Soare G., Marinescu A., Sandu I. The evaluation of the parasite-host interaction system (Helianthus annuus L.) (Orobanche cumana Wallr.) in Romania // In: Proce-dings of the 2nd Balkan Symposium on Field Crops, Novi Sad, Yugoslavia, 16-20 June, 1998. - P. 1-20.
- Pérez-Vich B., Akhtouch B., Knapp S., Leon A., Velasco L., Fernândez-Martmez J., Berry S.T. Quantitative trait loci for broomrape (Orobanche Cumana Wallr.) resistance in sunflower // Theor. Appl. Genet. - 2004. - V. 109. - P. 92-102.
- Akhtouch B., Munoz-Ruz. J., Melero-Vara J.M., Fernândez-Martmez J.M., Dominguez J. Inheritance of resistance to race F of broomrape (Orobanche cumana Wallr.) in sunflower lines of different origin // Plant Breed. - 2002. - V. 121. - P. 266-268.
- Fernândez-Martmez J., Pérez-Vich B., Akhtouch B., Velasco L., Munoz-Ruz J., Melero-Vara J.M., Dommguez J. Registration of Four Sunflower Germplasms Resistant to Race F of Broomrape // Crop Sci. - 2004. - V. 44. - P. 1033-1034.
- Akhtouch B., del Moral L., Leon A., Velasco L., Fernândez-Martmez J.M., Pérez-Vich B. Genetic study of recessive broomrape resistance in sunflower // Euphytica. - 2016. - V. 209. - P. 419-428.
- Lu Y.H., Gagne G., Grezes-Besset B., Blanchard P. Integration of a molecular linkage group containing the broomrape resistance gene Or5 into an RFLP map in sunflower // Genome. - 1999. -V. 42. - P. 453-456.
- Lu Y., Melero-Vara J., Garcia-Tejada J., Blanchard P. Development of SCAR markers linked to the gene Or5 conferring resistance to broomrape (Orobanche cumana Wallr.) in sunflower // Theor. Appl. Genet. - 2000. - V. 100. - P. 625-632.
- Tang S., Heesacker A., Kishore V.K., Fernandez A., Sadik E.S., Cole G., Knapp S.J. Genetic mapping of the Or5 gene for resistance to Orobanche race E in sunflower // Crop Sci. - 2003. - V. 43. - P. 1021-1028.
- Imerovski I., Dedic B., Cvejic S., Miladinovic D., Jocic S., Owens G.L., Köcis Tubic N., Rieseberg L.H. BSA-seq mapping reveals major QTL for broomrape resistance in four sunflower lines // Mol. Breed. -2019. - V. 39. - P. 39-41.
- Duriez P., Vautrin S., Auriac M.C., Bazerque J., Boniface M.C., Callot C., Carrère S., Cauet S., Chabaud M., Gentou F. [et al.]. A receptor-like kinase enhances sunflower resistance to Orobanche cumana // Nat. Plants. - 2019. - V. 5. - P. 12111215.
- Антонова Т.С., Стрельников Е.А., Арасланова Н.М., Гучетль С.З., Челюстникова Т.А. Отбор на устойчивость к расе G заразихи из расщепляющихся популяций подсолнечника в искусственных условиях выращивания // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2017. -Вып. 3 (171). - С. 18-22.
- Saghai-Maroof M.A., Soliman K.M., Jorgensen R A., Allard R. W. Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: Mendelian inheritance, chromosomal location, and population dynamics // PNAS. - 1984. - V. 81. - P. 8014-8018.
- Bi I.V. [et al.]. Improved RAPD amplification of recalcitrant plant DNA by the use of activated charcoal during DNA extraction // Plant Breeding. -1996. - V. 115. - V. 3. - P. 205-206.
- Гучетль С.З., Антонова Т.С., Арасланова Н.М., Челюстникова Т.А. Питинова Ю.В. Генетический анализ устойчивости к расе G Orobanche cumana Wallr. в F2 и ВС1 линий подсолнечника RGP1, RGP2, RGВ, RGL1, RGL2 // Масличные культуры. - 2019. - Вып. 4 (180). - С. 23-28. Х-2019-4-180-23-28.
- DOI: 10.25230/2412-608
- Imerovski I., Dimitrijevic А., Miladinovic D., Dedic B., Sinisa J., Kocis N. Cvejic S. Mapping of a new gene for resistance to broomrape races higher than F // Euphytica. - 2015. - V. 209. - P. 281-289.
- DOI: 10.1007/s10681-015-1597
- Badouin H., Gouzy J., Grassa C. [et al.]. The sunflower genome provides insights into oil metabolism, flowering and Asterid evolution // Nature. -2017. - V. 546. - P. 148-152. 10.1038/ Nature22380.
- DOI: 10.1038/nature22380
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCF_ 002127325.1.
- https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi.
