Comparative sequence analysis of the potato cyst nematode resistance locus H1 reveals a major lack of co-linearity between three haplotypes in potato (Solanum tuberosum ssp.)

Abstract

The H1 locus confers resistance to the potato cyst nematode Globodera rostochiensis pathotypes 1 and 4. It is positioned at the distal end of chromosome V of the diploid Solanum tuberosum genotype SH83-92-488 (SH) on an introgression segment derived from S. tuberosum ssp. andigena. Markers from a high-resolution genetic map of the H1 locus (Bakker et al. in Theor Appl Genet 109:146–152, 2004) were used to screen a BAC library to construct a physical map covering a 341-kb region of the resistant haplotype coming from SH. For comparison, physical maps were also generated of the two haplotypes from the diploid susceptible genotype RH89-039-16 (S. tuberosum ssp. tuberosum/S. phureja), spanning syntenic regions of 700 and 319 kb. Gene predictions on the genomic segments resulted in the identification of a large cluster consisting of variable numbers of the CC-NB-LRR type of R genes for each haplotype. Furthermore, the regions were interspersed with numerous transposable elements and genes coding for an extensin-like protein and an amino acid transporter. Comparative analysis revealed a major lack of gene order conservation in the sequences of the three closely related haplotypes. Our data provide insight in the evolutionary mechanisms shaping the H1 locus and will facilitate the map-based cloning of the H1 resistance gene.Electronic supplementary materialThe online version of this article (doi:10.1007/s00122-010-1472-9) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Wounding coordinately induces cell wall protein, cell cycle and pectin methyl esterase genes involved in tuber closing layer and wound periderm development

“…Recently Finkers-Tomczak et al (2011) demonstrated that there are several copies of genes encoding extensin-like proteins at the H1 locus in potato, which is known for the resistance to potato cyst nematode infections. Also, extensin-like genes were up-regulated by infection and wounding, and may have a role in strengthening the cell wall for defense (Finkers-Tomczak et al, 2011).…”

Potato resistance to quarantine diseases

“…Маркер CP113 позднее был использован для отбора BACклонов при клонировании локуса Н1 (FinkersTomczak et al, 2011).…”

“…Группа японских исследователей разработала маркеры N146 и N195, тесно сцепленные с локусом Н1 (частота рекомбинации 0.109 и 0.207 % соответственно), и продемонстрировала эффективность их использования при скрининге японских сортов и селекционных клонов (Takeuchi et al, 2008;Asano et al, 2012). По результатам анализа последовательности локуса Н1 был предложен маркер 57R, локализованный внутри области «341 k. b.», которую авторы считали определяющей в детерминации признака устойчивости к нематоде (FinkersTomczak et al, 2011). При апробации маркера 57R было показано, что его ассоциация с устойчивостью тестируемых генотипов к нематоде более тесная по сравнению с TG689 (Shultz et al, 2012;Milczarek et al, 2014).…”

“…Ген Gro14 входит в состав локуса Gro1, картированного на хромосоме VII (Barone et al, 1990;Paal et al, 2004), содержащего также несколько псевдогенов. Отметим, что кодируемый геном Gro14 белок относится к классу TIRNBLRR (Paal et al, 2004), в то время как белки остальных секвенирован ных генов устойчивости к цистообразующим нематодам (Gpa2 и H1) не имеют TIR домена (van der Vossen et al, 2000;FinkersTomczak et al, 2011). Не исключено, что механизмы взаимодействия с патогеном в случае Gro14 отличаются от других генов, что повышает его селекци онную ценность.…”

Genetic diversity of potato varieties bred in Russia and near-abroad countries based on polymorphism of SSR-loci and markers associated with resistance R-genes

“…Известно, что маркеры 239E4left и 57R на интегрированной карте локуса Н1 располагаются на существенном расстоянии друг от друга (Finkers-Tomczak et al, 2011). 239E4left расположен на расстоянии 2,1 сМ вверх по течению от ассоциированного с устойчиво-стью сегмента '341 Kb', в котором локализованы копии RGL последовательностей типа NB-LRR, а маркер 57R интегрирован в район '341 Kb'.…”