No abstract

Potato virus Y (PVY) are among the most harmful viral pathogens that reduce the yield and quality of potatoes. The number of modern varieties resistant to a wide range of PVY strains is very limited, therefore, the selection of potatoes in this direction does not become irrelevant. Molecular markers of the Ry genes are universal tools for identifying new sources of resistance among existing biodiversity of potato genotypes. Since potato varieties and hybrids containing Rysto tend to exhibit cytoplasmic male sterility associated with mitochondrial DNA, the definition of cytoplasmic types is important. In the article, molecular markers of the Ry genes YES3-3A, YES3-3B, RYSC3, Ry186 were used for screening foreign and Russian varieties and hybrids potatoes from the collections of Lorch Potato Research Institute and N.I.Vavilov Institute of Plant Genetic Resources. Molecular screening and analysis of рedigree revealed that russian varieties and hybrids of potatoes characterized by extreme resistance to PVY were obtained on the basis of foreign varieties Alwara, Arosa, Bison, Bobr, Roko, as well as backcrosses of the Hungarian selection donors of the Rysto gene linked to cytoplasmic male sterility, and forms 128/6 a donor of the Ryadg gene, derived from S. stoloniferum. The marker RYSC3 coupled to Ryadg was found in interspecies hybrids of N.I.Vavilov Institute of Plant Genetic Resources 8-1-2004, 8-3-2004, 8-5-2004, 135-5-2005, 135-3-2005, having the same origin with the participation of S. okadae species K-20921 Hawkes et Hjerting and S. chacoense K-19759 Bitt. The marker Ry186 of the gene Rychc is rare. It is present in 5% of the potato genotypes. Molecular screening revealed samples of potatoes with markers of the Ry genes. They are of particular interest for further breeding. Data on the presence of Ry markers of genes in potato varieties and hybrids, serve as valuable information in the selection of initial forms for hybridization.

Актуальность. Картофельные цистообразующие нематоды (КЦН)-яв ляются объектами внешнего и внутреннего карантина растений. Выведе ние устойчивых сортов-основной способ борьбы с данными паразитами. Для повышения эффективности селекции на устойчивость к КЦН в по следнее время широко используются молекулярные маркеры. Во Всерос сийском научно-исследовательском институте картофельного хозяйства (ВНИИКХ) ДНК-маркеры генов устойчивости к КЦН применяются на разных этапах селекционных программ. Материал и методика. Прове ден скрининг более 450 образцов из коллекций ВНИИКХ и Всероссий ского института генетических ресурсов растений (ВИР) на устойчивость к КЦН с помощью классических и молекулярных подходов. Исследованы 57 образцов генетической коллекции ВИР; 144 образца из признаковых коллекций и 160 перспективных гибридов ВНИИКХ; более 90 генотипов из разных гибридных популяций. Результаты и выводы. Согласован ность между результатами молекулярного анализа и фенотипической устойчивостью к нематоде составила для маркеров гена H 1: 96% для 57R, 91% для N146, 90% для N195, 64% для TG689 и для маркеров гена G rol-4: 81% для Gro1-4 и 78% для Gro1-4-1. Выявлены случаи с «ложноотри цательными» (когда есть устойчивость, и нет маркера) и «ложноположи тельными» (есть маркер, но нет устойчивости) результатами исследова ний. Наиболее эффективным маркером для селекции картофеля на устой чивость к Globodera rostochiensis (Woll.) Behrens является-57R, характе ризующийся высоким уровнем корреляции с признаком устойчивости к нематоде. Изучено наследование ДНК-маркеров генов H1 и G rol-4 в F 1 поколении, полученном от разных комбинаций скрещивания. В потом стве как по гену H1, так и по гену Gro1-4 наблюдалось расщепление 1:1. На основе маркер опосредованной селекции выделены гибриды картофе ля, обладающие более высокой системой защиты к КЦН,-2646-11, про исхождение: 92.13-186 (Gro1-4) х 91.30-66 [Россиянка (H1, Gpa2) х 88.34/14] и 1327-1, происхождение: Лира (Gro1-4) х Raja (H1, Gpa2). Оба гибрида содержат по три гена-H1, Gro1-4, Gpa2 и являются источника ми устойчивости к нескольким патотипам КЦН.

Цель работы: изучение эффективности использования доноров и родительских линий при реализации важнейших направлений селекции на основе оптимальных вариантов гибридизации и отбора селекционно ценных генотипов для улучшения питательной ценности клубней новых перспективных сортов картофеля. Материал исследований: сортообразцы из коллекции ВИР и ВНИИКХ, созданные на основе межвидовой гибридизации и последующих возвратных скрещиваний с сортами S. tuberosum. Исследования проводили в 20082018 годах на экспериментальных базах ВНИИКХ Коренево и Пышлицы Московской области. В результате изучения гибридов выявлено трансгрессивное расщепление по крахмалистости клубней при накапливающих скрещиваниях родителей с крахмалистостью 1819, существенно повышающее уровень этого признака в потомстве, слабо коррелирующего с урожайностью. Поэтому идентификация генотипов, сочетающих оба признака, отмечена только на уровне средней популяционной, совпадающей со средней крахмалистостью родителей, а результативность отбора низкокрахмалистых форм значительно выше, поскольку снижение уровня проявления признака не имеет отрицательной корреляции с урожайностью. Среди гибридов с высокой крахмалистостью (1921) клубней отмечены генотипы, содержащие от 50,6 до 61,5 крупных крахмальных гранул (60 мкм), что обусловливает вероятность отбора форм с высоким качеством крахмала. Установлена высокая корреляционная связь (0,897) содержания белка в клубнях родительских форм со средней белковостью потомства, что подтверждает наличие контроля этого признака аддитивно действующими полигенами. При этом в процессе естественного мейотического рекомбиногенеза в гибридных популяциях наблюдается увеличение белковости клубней гибридов в крайних классах вариационного ряда до 3,53,9, что превышает содержания белка контрольных образцов на 1,51,9. При измерении антиоксидантной активности (АОА) сортообразцов коллекционного питомника установлен ее высокий уровень (10321280 мг/кг) у гибридов с пигментированной окраской кожуры и мякоти клубней, отличающихся высоким содержанием каротиноидов и антоцианов, определяющих ее уровень. Среди гибридного потомства от скрещивания красно-фиолетовых и красноклубневых родительских форм отмечено на 9,712,0 больше фенотипов с красно-фиолетовой окраской в сравнении с вариантами скрещивания одинаковых по окраске сортообразцов. Использование выделенных сортообразцов в качестве доноров комплекса хозяйственно полезных признаков позволяет ускорить селекционный процесс и сократить затраты на создание новых сортов картофеля с улучшенной питательной ценностью клубней.The purpose of the work: to study the effectiveness of using donors and parent lines in the implementation of the most important areas of selection based on optimal hybridization options and selection of breeding valuable gene types to improve the nutritional value of tubers of new promising potato varieties. The research material: varietal samples from the collection of VIR and Lorch Potato Research Institute, created on the basis of interspecific hybridization and subsequent return crosses with varieties of S. tuberosum. The research was carried out in 20082018 at the experimental bases of Lorch Potato Research Institute Korenevo and Pyshlitsy Moscow region. As a result of studying hybrids transgressive cleavage of tubers by starchiness was found in accumulating crosses of parents with a starchiness of 18-19, which significantly increases the level of this trait in the offspring, which is rarely correlated with yield. Therefore, identification of genotypes, combined the two features observed only at the level of the average population, coinciding with the average starch content parents, and the effectiveness of the selection low-starchy forms is much higher, since the decrease in the level of a trait has negative correlation with productivity. Hybrids with high starchiness (1921) of tubers, genotypes containing from 50.6 to 61.5 of large starch granules ( 60 mkm) are measured, which makes it possible to select forms with a high starch content. A high correlation (0.897) of the protein content in tubers of the parent forms with the average protein content of the offspring was established, which confirms the presence of control of this feature by additive acting polygens. At the same time, during natural meiotic recombination in hybrid populations, the protein content of hybrid tubers in the extreme classes of the variation series increases to 3.53.9, which exceeds the protein content of control samples by 1.51.9. When measuring the antioxidant activity (AOA) of collectible nursery cultivars, its high level (10321280 mg/kg) was established in hybrids with pigmented skin and pulp of tubers, characterized by a high content of carotenoids and anthocyanins that determine its level. Among the hybrid offspring from the crossing of red-purple and red-tuberous parent forms, the largest number of phenotypes with red-purple color was noted, exceeding by 9.712 other variants. The use of selected variety samples as donors of a complex of economically useful features allows speeding up the selection process and reducing the cost of creating new potato varieties with improved nutritional value of the tubers.

Представлены результаты оценки сортообразцов картофеля, потенциально пригодных к переработке на картофелепродукты по комплексу хозяйственно полезных признаков и выделены родительские формы для включения в различные комбинации скрещивания. Проведена оценка гибридных популяций от скрещивания родительских форм с различной степенью пригодности к переработке на основе анализа частоты встречаемости пригодных генотипов среди гибридов 1го клубневого поколения по цвету ломтиков хрустящего картофеля и содержанию редуцирующих сахаров в клубнях в динамике зимневесеннего холодного хранения (t 23 С). Установлено, что эффективность отбора пригодных гибридов, не требующих рекондиционирования, зависит от генотипа родительских форм и направления использования их в качестве компонентов скрещивания.The results of the evaluation of potato variety samples potentially suitable for processing into potato products on a complex of economically useful features are presented and parental forms for inclusion in various combinations of crossing are identified. Assessed in hybrid populations by crossing parental forms with different degrees of suitability for processing into potato products. The frequency of genotypes occurrence among hybrids of the 1st generation of tubers suitable for processing by the color of crispy potato slices and the content of reducing sugars in tubers in the dynamics of winterspring cold storage (t23 C) was analyzed. It is established that the efficiency of selection of suitable hybrids that do not require conditioning depends on the genotype of parental forms and the direction of their use as components of crossing.