Применение SSR маркеров для изучения генетического разнообразия Venturia inaequalis на Северном Кавказе в агрофитоценозах разного типа

Применение SSR маркеров для изучения генетического разнообразия Venturia inaequalis на Северном Кавказе в агрофитоценозах разного типа

Автор: Супрун И.И., Насонов А.И., Токмаков С.В., Барсукова Ольга Николаевна, Якуба Г.В.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Генетические и физиологические основы селекции

Статья в выпуске: 1 т.53, 2018 года.

Бесплатный доступ

Парша яблони, вызываемая аскомицетом Venturia inaequalis (Cooke) G. Winter, - одно из самых вредоносных заболеваний этой культуры, приводящее во всем мире к значительным экономическим потерям урожая яблок. Северо-Кавказский регион относится к зоне с климатическими условиями, благоприятными для ее распространения. Исследования генетического разнообразия возбудителя заболевания необходимо для разработки селекционных программ и систем фитосанитарной защиты против патогена. В представляемой работе впервые был изучен SSR-полиморфизм популяций фитопатогена V. inaequalis, сформировавшихся в агрофитоценозах, которые различались по структуре и были локализованы в географически удаленных точках на территории Краснодарского края и Республики Адыгея (два промышленных сада и коллекция вида Malus orientalis, расположенные в Прикубанской и Предгорной агроэкологических зонах региона). Генетическая гетерогенность популяций растения-хозяина в точках отбора существенно различалась: промышленный сад - моносортовые насаждения яблони домашней сортов Гала, Ренет Симиренко, Голден Делишес и Чемпион; видовая коллекция яблони восточной - образцы, отобранные в разных частях ареала ее природной популяции. В работе использовали восемь SSR маркеров, предложенных разными авторами для изучения этого патогена: 1аac4f, Viga7/116, Vitc1/2, Vitcca7/P, Vicacg8/42, Viga3/z, 1tcla, Vitc2/D. SSR-анализ полученной нами выборки из 36 моноспоровых изолятов по изученным маркерам выявил 4 аллеля на локус для 1aac4f, 6 - для Vitc2/D, 10 - для Viga7/116 и Vicacg8/42, 11 - для Vitcca7/P и 12 - для Vitc1/2 и 1tcla. По маркеру Viga3/z был обнаружен один аллель. Несмотря на то, что по ряду маркеров распространенность обнаруженных аллелей в трех изученных субпопуляциях V. inaequalis варьировала, различия по этому показателю были недостаточными для дифференциации анализируемых субпопуляций. Результаты выполненной UPGMA-кластеризации не отражали взаимосвязи между распределением штаммов и их географическим происхождением, что указывает на слабые межпопуляционные различия. Это может свидетельствовать о свободном потоке генов между изученными популяциями, обусловленном (в силу значительного для естественного переноса спор расстояния) деятельностью человека. Полученные данные позволили сделать вывод о значительном генетическом разнообразии в исследованной выборке моноспоровых изолятов. Было выявлено более высокое генетическое разнообразие популяции V. inaequalis, сформировавшейся на растениях M. orientalis из коллекции генетических ресурсов, что свидетельствует о влияние гетерогенности популяции растения-хозяина на генетический полиморфизм патогена. Сравнение различий в полиморфизме по некоторым SSR маркерам, обнаруженным в представленной работе, с результатами зарубежных ученых, исследовавших полиморфизм в европейских популяциях V. inaequalis, позволяет, по нашему мнению, предположить, что популяции V. inaequalis в изученном нами регионе генетически отличаются от европейских.

Еще

Парша яблони, генетическое разнообразие, ssr маркеры, аллельный полиморфизм, северный кавказ

Короткий адрес: https://sciup.org/142214116

IDR: 142214116   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2018.1.170rus

Список литературы Применение SSR маркеров для изучения генетического разнообразия Venturia inaequalis на Северном Кавказе в агрофитоценозах разного типа

  • MacHardy W.E. Apple scab: biology, epidemiology, and management. The American Phytopathological Society, St. Paul, MN, 1996.
  • Насонов А. И., Супрун И.И. Парша яблони: особенности возбудителя и патогенеза. Микология и фитопатология, 2015, 49(5): 275-285.
  • Седов Е.Н., Жданов В.В., Серова З.М., Макаркина М.А. Селекция яблони на устойчивость к парше: развитие идей Н.И. Вавилова и И.В. Мичурина. Сельскохозяйственная биология, 2013, 1: 42-52.
  • Федорова Р.Н. Парша яблони. Л., 1977.
  • Барсукова О.Н. Расовый состав Venturia inaequalis (Cke.) Wint. на Кавказе. Микология и фитопатология, 1985, 19(6): 499-502.
  • Барсукова О.Н. Парша яблони в европейской части СССР. Микология и фитопатология, 1983, 17(5): 395-403.
  • Дорожкин Н.А., Бондарь Л.В., Коновалова Н.А. Вирулентность возбудителя парши яблони. Микология и фитопатология, 1979, 13(5): 401-404.
  • Цикаридзе О.Н., Турцеладзе З.Р., Лежава И.Л., Микаберидзе М.С. Расовая дифференциация Venturia inaequalis (Cke.) Wint. -возбудителя парши яблони в условиях Грузии. Сообщения АН ГССР, 1983, 3(1): 101-104.
  • Жданов В.В., Седов Е.Н. Селекция яблони на устойчивость к парше. Тула, 1991.
  • Tenzer I., Degli-Ivanissevich S., Morgante M., Gessler C. Identification of microsatellite markers and their application to population genetics of Venturia inaequalis. Phytopathology, 1999, 89(9): 748-753.
  • Tenzer I., Gessler C. Subdivision and genetic structure of four populations of Venturia inaequalis in Switzerland. Eur. J. Plant Pathol., 1997, 103(6): 565-571.
  • Gladieux P., Zhang X.G., Afoufa-Bastien D., Sanhueza R. V., Sbaghi M., Le Cam B. On the origin and spread of the scab disease of apple: out of Сentral Asia. PLoS ONE, 2008, 3(1): 1455 ( ) DOI: 10.1371/journal.pone.0001455
  • Gladieux P., Zhang X.G., Roldan-Ruiz I.R., Caffier V., Leroy T., Devaux M., Glabeke S.V., Coart Е., Cam B.L. Evolution of the population structure of Venturia inaequalis, the apple scab fungus, associated with the domestication of its host. Mol. Ecol., 2010, 19(4): 658-674 ( ) DOI: 10.1111/j.1365-294X.2009.04498.x
  • Xu X.-M., Yang J.-R., Thakur V., Roberts A.L., Barbara D.J. Population variation of apple scab (Venturia inaequalis) isolates from Asia and Europe. Plant Dis., 2008, 92: 247-252 ( ) DOI: 10.1094/PDIS-92-2-0247
  • Xu X., Yang J., Thakur V., Roberts A., Barbara D.J. Population variation of apple scab (Venturia inaequalis) within mixed orchards in the UK. Eur. J. Plant Pathol., 2013, 135(1): 97-104 ( ) DOI: 10.1007/s10658-012-0068-4
  • Khajuria Y.P., Kaul S., Dhar M.K. Molecular characterization of Venturia inaequalis causing apple scab in Kashmir. Open Access Scientific Reports, 2012, 1: 339 ( ) DOI: 10.4172/scientificreports.339
  • Padder B.A., Sofi T.A., Ahmad M., Shah M.-Ul-D., Hamid A., Saleem S., Ahanger F.A. Virulence and molecular diversity of Venturia inaequalis in commercial apple growing regions in Kashmir. J. Phytopathol., 2013, 161: 271-279 ( ) DOI: 10.1111/jph.12061
  • Leroy T., Lemaire C., Dunemann F., Le Cam B. The genetic structure of a Venturia inaequalis population in a heterogeneous host population composed of different Malus species. BMC Evol. Biol., 2013, 13(1): 64 ( ) DOI: 10.1186/1471-2148-13-64
  • Насонов А. И., Якуба Г. В., Супрун И. И. Получение аскоспоровой культуры гриба Venturia inaequalis в лабораторных условиях. Микология и фитопатология, 2016, 50(2): 131-132.
  • Смольякова В.М., Якуба Г.В. Диагностика, учет и прогноз парши яблони на Северном Кавказе. Научно-методические рекомендации. Краснодар, 2003.
  • Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. М., 1979.
  • Билай В.И. Методы экспериментальной микологии. Киев, 1982.
  • Cenis J.L. Rapid extraction of fungal DNA for PCR amplification. Nucleic Acids Res., 1992, 20: 2380.
  • Gu_rin F., Franck P., Loiseau A., Devaux M., Le Cam B. Isolation of 21 new polymorphic microsatellite loci in the phytopathogenic fungus Venturia inaequalis. Mol. Ecol. Notes, 2004, 4(2): 268-270 ( ) DOI: 10.1111/j.1471-8286.2004.00637.x
  • Hammer O., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica, 2001, 4(1): 9.
  • Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research -an update. Bioinformatics, 2012, 28(19): 2537-2539 ( ) DOI: 10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
  • Nagy S., Poczai P., Cernák I., Gorji AM., Hegedűs G., Taller J. PIC calc: an online program to calculate polymorphic information content for molecular genetic studies. Biochem. Genet., 2012, 50: 670-672 ( ) DOI: 10.1080/09712119.2015.1124328
  • Дьяков Ю.Т. Популяционная биология фитопатогенных грибов. М., 1998.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp