Устойчивость сортов картофеля к вирусам Х, У с применением молекулярных маркеров
Автор: Газданова И.О., Гериева Ф.Т.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Агрономия
Статья в выпуске: 10, 2024 года.
Бесплатный доступ
Цель исследования - выявление и изучение сортов картофеля, обладающих устойчивостью к основным вирусам картофеля (PVY; PVX), для дальнейшего использования сортов в программе селекции и семеноводства картофеля. В ходе молекулярного скрининга селекционных генотипов картофеля применяли ДНК-маркеры: для идентификации гена Rуadg использовали SCAR маркер RYSC3. Присутствие гена Rysto определяли с помощью маркера STS YES3-3. Детекцию гена Rychc проводили с применением STS-маркера RY186 устойчивости к вирусу PVX - STS-маркер PVX гена Rx1. Праймеры для ПЦР и условия реакции были выбраны из литературных источников. Для проведения ПЦР-анализа использовалась приборно-аппаратная линия. ПЦР-амплификации проводили в общем объеме 25 мкл, содержащем 10Х буфер для Taq ДНК-полимеразы (Синтол), 2,5 мМ смесь dNTP (Хеликон), 2,5 мМ водный раствор хлорида магния (Fermentas), 5-10 пкмоль каждого праймера (Синтол), 0,2 е.а. Taq ДНК-полимеразы (Синтол), 20 нг пробы ДНК и 13-15 мкл автоклавированной бидистиллированной воды. Все продукты ПЦР разделяли электрофорезом на 1,5 % агарoзном геле в 1 × TAE-буфере и визуализировали с помощью ультрафиолетового излучения (УФ). В качестве маркеров молекулярного веса используется DNA GeneRuler, Thermo FS. Предварительно селекционный материал был оценен в лабораторно-полевых условиях в соответствии с рекомендациями по селекционному процессу для картофеля. Тотальную ДНК выделяли из листьев полевых растений картофеля, собранных в период вегетации, с использованием CTAB-метода. Для анализа использовали ДНК, выделенные из листьев полевых растений картофеля, с использованием протокола, основанного на методе CTAB. В результате проведенных анализов на ген-устойчивость картофеля выделены сорта с R-генами вирусоустойчивости картофеля: с геном Rysto сцепленного с маркером YES3-3A с ожидаемым размером фрагмента 341 п.н. (отмечено у 4 образцов картофеля Даренка, Фарн, Рокко). Ген Rx1, контролирующий устойчивость к вирусу (PVX), выявлен у 2 образцов картофеля.
Картофель, днк, рнк, вирус, устойчивость, ген, сорт, селекция
Короткий адрес: https://sciup.org/140307613
IDR: 140307613 | УДК: 631.52+633.491 | DOI: 10.36718/1819-4036-2024-10-3-9
Resistance of potato varieties to X, Y viruses using molecular markers
The aim of research is to identify and study potato varieties with resistance to the main potato viruses (PVY; PVX) for further use of the varieties in the potato breeding and seed production program. During the molecular screening of potato breeding genotypes, DNA markers were used: the SCAR marker RYSC3 was used to identify the Rуadg gene. The presence of the Rysto gene was determined using the STS marker YES3-3. The Rychc gene was detected using the STS marker RY186 of resistance to the PVX virus - the STS marker PVX of the Rx1 gene. PCR primers and reaction conditions were selected from literature sources. An instrumental line was used to perform PCR analysis. PCR amplifications were performed in a total volume of 25 μl containing 10X Taq DNA polymerase buffer (Synthol), 2.5 mM dNTP mix (Helikon), 2.5 mM aqueous magnesium chloride solution (Fermentas), 5-10 pmol of each primer (Synthol), 0.2 U Taq DNA polymerase (Synthol), 20 ng DNA sample and 13-15 μl autoclaved bidistilled water. All PCR products were separated by electrophoresis on 1.5 % agarose gel in 1× TAE buffer and visualized with ultraviolet (UV). DNA GeneRuler, Thermo FS was used as molecular weight markers. The breeding material was preliminarily assessed in laboratory and field conditions in accordance with the recommendations for the breeding process for potatoes. Total DNA was isolated from the leaves of field potato plants collected during the growing season using the CTAB method. DNA isolated from the leaves of field potato plants was used for analysis using a protocol based on the CTAB method. As a result of the analysis of the potato resistance gene, varieties with R-genes of potato virus resistance were isolated: with the Rysto gene linked to the YES3-3A marker with an expected fragment size of 341 bp (noted in 4 potato samples Darenka, Farn, Rocco). The Rx1 gene, which controls resistance to the virus (PVX), was detected in 2 potato samples.
Список литературы Устойчивость сортов картофеля к вирусам Х, У с применением молекулярных маркеров
- Актуальные направления развития селекции и семеноводства картофеля в России / Е.А. Симаков [и др.] // Картофель и овощи. 2020. № 12. С. 22–26.
- Устойчивость картофеля к карантинным болезням / А.В. Хютти [и др.] // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21(1). С. 51–61. DOI: 10.18699/VJ17.223.
- Устойчивость картофеля к вирусам: современное состояние и перспективы / С.С. Макарова [и др.] // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21(1). С. 62–73. DOI: 10.18699/VJ17.224.
- Ермишин А.П. Особенности использования ДНК-маркеров в селекции картофеля // Картофелеводство: сб. науч. тр. 2013. Т. 21. С. 169–183.
- Молекулярный скрининг сортов и гибридов картофеля северо-западной зоны Российской Федерации / Т.А. Гавриленко [и др.] // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018. Т. 22 (1). С. 35–45. DOI: 10.18699/ VJ18.329.
- Рогозина Е. Идентификация родительских форм для селекции картофеля, устойчивого к болезням и вредителям методом мультиплексного ПЦР-анализа // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54 (1). С. 19–30.
- Межвидовые гибриды картофеля, устойчивые к возбудителям болезней / Е. Рогозина [и др.] // Каталог мировой коллекции ВИР. СПб., 2018. Вып. 866. C. 26–31.
- Хлесткина Е.К., Шумный В.К., Колчанов Н.А. Маркер ориентированная селекция и примеры ее использования в мировом картофелеводстве // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30 (10). С. 5–8.
- Álvarez D., Gutiérrez P., Marín M. Secuencia-ción del genoma del Potato yellow vein virus (PYVV) y desarrollo de una prueba molecular para su detección // Bioagro. 2017. Vol. 29 (1). P. 3–14.
- Исследование коллекционных образцов картофеля на наличие генетических маркеров устойчивости к фитопатогенам / А.Б. Сайна-кова [и др.] // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018. Т. 22 (1). С. 18–24. DOI: 10.18699/VJ18.326.
- Молекулярный скрининг сортов картофеля Фаленской селекционной станции на устойчивость к фитопатогенам / А.В. Бакулина [и др.] // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2021. Т. 22 (3). С. 340–350. DOI: 10.30766/2072-9081.2021.22.3.340-350.
- Development of SCAR markers to the PVY resistance gene Ryadg based on a common feature of plant disease resistance genes / K. Kasai [et al.] // Genome. 2000;43:1–8.
- Mapping of extreme resistance to PVY (Rysto) on chromosome XII using anther-culture-derived primary dihaploid potato lines / Y.S. Song [et al.] // Theor. Appl. Genet. 2005;111:879-887.
- Development of a multiplex PCR method for simultaneous detection of diagnostic DNA markers of five disease and pest resistance genes in potato/ K. Mori [et al.] // Euphytica. 2011;180:347-355.
- Characterization of resistance to Globodera rostochiensis pathotype Ro1 in cultivated and wild potato species accessions from the Vavilov Institute of Plant Industry / L. Liman-tseva [et al.] // Plant Breeding. 2014;133(5):660–665. DOI: 10.1111/pbr.12195.
