Application of Molecular Markers in Breeding for Resistance to Potato Cyst Nematode

Biryukova, V. A.; Smiglya, I. V.; Abrosimova, S. B.; Manankov, V. V.; Mityushkin, A.V.; Рогозина, Е. В.; Kiru, S. D.; Chalaya, N. A.; Meleshin, A. A.; Zharova, V. A.

doi:10.30901/2227-8834-2017-1-92-103

Cited by 3 publications

(2 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Из пяти известных патотипов G. rostochiensis (26) в Российской Федерации распространен один -Ro1 (27). Устойчивость к нему определяется доминантными аллелями генов Н1 (5-я хромосома) и Gro1 (7-я хромосома) (17,(28)(29)(30)(31)(32), локусы которых содержат большое число копий RGA (33,34). Ген Н1 интрогрессирован в сорта от единичных нематодоустойчивых образцов S. tuberosum subsp.…”

Section: характеристика полиморфизма выявленного в результате Nbs-маunclassified

Variability of Genomic Rga-Loci of Modern Russian Potato Cultivars: NBS-Profiling Data

Dyachenko¹

2021

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Свойственный растениям иммунитет направлен на защиту от биотических и абиотических стрессов и, как следствие, на адаптацию к изменяющимся условиям среды. На первом уровне защиты используется широкий спектр рецепторов фитопатогенов, кодируемых R-генами устойчивости. Присутствие в рецепторах консервативного NBS-домена дает возможность маркировать геном растения с помощью амплификации аналогов R-генов. На этом основано мультилокусное NBS-маркирование, которое позволяет эффективно охарактеризовать геном растения с точки зрения представленности и вариабельности семейства R-генов, продукты которых имеют NBS-домен. Этот метод применяется для изучения разнообразия локусов R-генов устойчивости сельскохозяйственных культур и родственных им дикорастущих видов, явлений интрогрессивной гибридизации и эволюции R-генов у видов растений с различной степенью резистентности к патогенам. Также с помощью NBS-маркирования проводится генотипирование коллекций генбанков, разработка кодоминантных маркеров и насыщение генетических карт. Существующая необходимость паспортизации и сравнения генотипов сортов и ограниченное число таких работ в России делают актуальными исследования по молекулярному маркированию сортов агрокультур отечественной и зарубежной селекции, возделываемых на территории Российской Федерации. В настоящей работе NBS-маркирование было использовано для генотипирования 60 сортов и пяти перспективных селекционных клонов картофеля Solanum tuberosum отечественной и зарубежной селекции, а также образца родственного вида Solanum stoloniferum (в качестве внешней группы). С помощью двух комбинаций праймер/фермент (NBS7/MseI и NBS9/MseI) было сгенерировано 204 NBS-фрагмента, включая 144 (70,6 %) полиморфных и один уникальный для сорта Гала. Для каждого сорта был определен индивидуальный, специфичный спектр NBS-фрагментов. Анализ матрицы генетических расстояний между сортами показал, что исследуемая выборка сортов высокополиморфна (GD = 0,18-0,45 при среднем значении 0,33). Генетические расстояния внутри анализируемой выборки варьировали больше, чем между сортами S. tuberosum и образцом S. stoloniferum (0,27-0,40). Наиболее близкими оказались сорта селекции Всероссийского НИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха Солнечный/Памяти Рогачева (GD = 0,18) и Великан/Вымпел (GD = 0,19), а наиболее удаленными-сорта Чароит/Ред Скарлетт (GD = 0,45). Был проведен статистический анализ результатов NBS-маркирования, который позволил кластеризовать изучаемые образцы картофеля по различным признакам, связанным с родословной и устойчивостью к фитопатогенам. На дендрограмме и графиках, построенных с помощью программ PAST и Structure 2.3.4, наблюдалась слабая тенденция к группировке сортов по признакам устойчивости к Y вирусу картофеля (Potato virus Y, Potyvirus, Potyviridae) и вирусу скручивания листьев картофеля (Potato leafroll virus, Polerovirus, Luteoviridae). Продемонстрировано, что использованные в настоящей работе системы праймер/фермент для NBS-анализа могут быть применены в дальнейшем для исследования механизмов устойчивости сортов картоф...

show abstract

Section: характеристика полиморфизма выявленного в результате Nbs-маunclassified

Variability of Genomic Rga-Loci of Modern Russian Potato Cultivars: NBS-Profiling Data

Dyachenko¹

2021

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Для развития селекции картофеля важное значение имеет скрининг сортов и исходных родительских форм на наличие генов устойчивости к болезням и вредителям (15)(16)(17). Постоянным источником ценной гермоплазмы для селекционных учреждений России и ближнего зарубежья служит коллекция картофеля Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И.…”

unclassified

Multiplex PCR-Based Identification of Potato Genotypes as Donors in Breeding for Resistance to Diseases and Pests

Рогозина¹,

Terentjeva²,

Potokina³

et al. 2019

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Селекция картофеля на основе традиционных технологий гибридизации и отбора индивидуальных растений-длительный и трудоемкий процесс. Использование ДНК маркеров, сцепленных с генами устойчивости к болезням и вредителям, позволяет существенно повысить эффективность отбора ценных генотипов на ранних этапах селекции. В представленной работе чилийские аборигенные сорта картофеля впервые охарактеризованы с использованием ДНК маркеров генов H1 и Gro1-4, контролирующих устойчивость к золотистой нематоде Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens патотипов Ro1, Ro4, гена Gpa2, определяющего устойчивость к бледной нематоде G. pallida (Stone) Behrens патотипа Pa2, генов Ry adg , Ry chc и Ry sto (иммунитет к Y-вирусу картофеля), гена Rx (иммунитет к X-вирусу картофеля) и гена Sen1 устойчивости к раку картофеля Synchytrium endobioticum (Schilb.) Percival. Получены результаты одновременного тестирования клонов межвидовых гибридов и сортов картофеля по нескольким генам. Нашей целью был молекулярный скрининг сортов и селекционного материала картофеля из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР) для идентификации форм с генами устойчивости к цистообразующим нематодам, раку, X-и Y-вирусам картофеля, а также оценка эффективности этого подхода. Исследовали 90 образцов из коллекции ВИР, среди которых были формы культурного картофеля подвидов Solanum tuberosum subsp. chiloense (A.DC.) Kostina (аборигенные сорта Чили) и S. tuberosum subsp. tuberosum (селекционные сорта), а также гибридные клоны-источники и доноры устойчивости картофеля к возбудителям экономически значимых или карантинных заболеваний. Использовали 10 маркеров: TG 689, 57 R, N 195 гена H1 и Gro1-4-1 гена Gro1-4, маркер Gpa 2-2 гена Gpa2, маркеры RYSC3 гена Ry adg , Ry 186 гена Ry chc и YES3-3A гена Ry sto , маркер PVX гена Rx и маркер NL 25 гена Sen1. Эффективность мультиплексной ПЦР оценивали посредством сопоставления результатов ДНК-анализа коллекционных образцов с их фенотипической характеристикой по устойчивости к золотистой нематоде, раку и Y-вирусу картофеля. Мультиплексный ПЦР-анализ позволил идентифицировать среди генетически разнообразных форм картофеля генотипы с несколькими (до пяти) генами устойчивости разной специфичности, в том числе обеспечивающими устойчивость к нематоде G. rostochiensis Ro1, возбудителю рака S. endobioticum и Y-вирусу картофеля. Установлена тесная связь между маркерами гена H1 и устойчивостью образцов картофеля к нематоде G. rostochiensis Ro1 (r А = 0,59, r s = 0,72-0,79), между маркером NL 25 гена Sen1 и устойчивостью к раку (r А = 0,62). Связь маркеров генов Ry adg и Ry sto с устойчивостью образцов картофеля к Y-вирусу не выявлена из-за большого числа устойчивых генотипов, у которых маркеры известных генов иммунитета не обнаружены. Ключевые слова: картофель, Solanum ssp., межвидовые гибриды, ДНК маркеры, маркер-опосредованная селекция, рак картофеля, Synchytrium endobioticum, нематода, Globodera rostochiensis Ro1, Y-вирус картофеля. * Работа выполнена при финансовой поддержке Министерст...

show abstract

Molecular screening of potato varieties bred by Falenki Breeding station for resistance to phytopathogens

Бакулина

Савинцева

Bashlakova

et al. 2021

Аграрная наука Евро-Северо-Востока

View full text Add to dashboard Cite

The genotypes of potatoes bred by Falenki Breeding station were studied for the presence of resistance genes markers to the following pathogens: Globodera rostochiensis, Globodera pallidа, Synchytrium endobioticum, potato virus X (PVХ) and potato virus Y (PVY). The method of multiplex PCR analysis was used. The varieties Shurminsky 2, Alisa, Viza, Chayka, Ognivo, Darik, Gloriya, Golubka, Virazh and a promising variety sample 56-09 were studied. In most (8 out of 10) genotypes, marker linked to the Sen1 gene of resistance to S. endobioticum was identified. DNA marker of the G. rostochiensis resistance gene (H1) and the G. pallida resistance gene marker (Gpa2) were found in six genotypes. The marker of the PVX resistance gene (Rx1) was detected in the varieties Shurminsky 2, Alisa, Chayka, Golubka, and Virazh. It has been established that none of the studied potato genotypes carries markers RYSC3, Ry186, YES3-3A linked to the PVY resistance genes. Although in the field, resistance was detected in the samples Chayka, Darik, Virazh, Alisa. Molecular markers linked to the largest number of resistance genes studied (H1, Gpa2, Sen1, and Rx1) were identified in the varieties Shurminsky 2, Golubka, and Virazh. Among the DNA markers used in the work, the data of potato genotype assessment using markers of virus resistance genes (PVX, RYSC3, Ry186, YES3-3A) were less consistent with field observations. The use of molecular markers makes it possible to determine the presence of resistance genes and assess the prospects of a sample in a short period of time, but, at the same time, requires careful choice of a DNA marker that is highly correlated with the manifestation of the trait.

show abstract

Application of Molecular Markers in Breeding for Resistance to Potato Cyst Nematode

Cited by 3 publications

References 5 publications

Variability of Genomic Rga-Loci of Modern Russian Potato Cultivars: NBS-Profiling Data

Variability of Genomic Rga-Loci of Modern Russian Potato Cultivars: NBS-Profiling Data

Multiplex PCR-Based Identification of Potato Genotypes as Donors in Breeding for Resistance to Diseases and Pests

Molecular screening of potato varieties bred by Falenki Breeding station for resistance to phytopathogens

Contact Info

Product

Resources

About