Молекулярно-генетический анализ гибридов томата F1 по устойчивости к фузариозу

Опубликовано 06.05.2021 автором Саша Корнев
УДК 635.64:631.52:632
https://doi.org/10.25630/PAV.2021.44.34.006

Ерошевская А.С., Егорова А.А., Милюкова Н.А., Пырсиков А.С.

Одно из самых опасных заболеваний томата – фузариозное увядание (Fusarium wilt), возбудитель которого – фитопатогенный гриб Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici. Наиболее эффективный метод борьбы с этой болезнью – выращивание устойчивых сортов и гибридов томата. В настоящее время анализ растений по аллелям генов устойчивости успешно проводят с использованием молекулярных маркеров, которые позволяют выявить различия изучаемых образцов на уровне ДНК. Цель исследований – молекулярно-генетический анализ гибридов томата F1 селекции агрофирмы «Поиск» по устойчивости к фузариозу (ген I2). В качестве объекта исследования были взяты 17 гибридов томата F1 разных товарных групп (крупноплодные, кистевые, коктейль, черри). Исследования проводили в лаборатории маркерной и геномной селекции растений ФГБНУ ВНИИСБ в 2019 году. Для идентификации аллелей гена I2 использовали функциональный маркер I-2 c праймерами I-2/5F (CAAGGAACTGCGTCTGTCTG) и I-2/5R (ATGAGCAATTTGTGGCCAGT). ПЦР проводили в амплификаторе Termal Cycler Bio-Rad T 100, визуализацию результатов проводили путем электрофореза в 1,7%-ном агарозном геле с 1х ТАЕ буфером, результаты анализировали с помощью системы Gel Doc 2000. При идентификации гена устойчивости I2 к фузариозу у изучаемых гибридов томата F1 были выявлены фрагменты 633 п.н. (аллель I-2) и 566 п.н. (аллель I-2C), что указывает на их устойчивость к этому заболеванию. Установлено, что из 17 исследуемых гибридов 16 – устойчивы к фузариозу, из них 4 – доминантные гомозиготы по гену I2 (аллели I-2). Гибрид F1 835/19 содержит в генотипе оба аллеля устойчивости: I-2 и I-2C. С целью проверки эффективности исследуемого гена I2 планируется оценка гибридов томата F1 методом искусственного заражения в фазе сеянцев (расы 1 и 2 Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici). При подтверждении результатов маркерного анализа доминантные гомозиготы по гену I2 будут использованы в селекционном процессе для создания линий-доноров к фузариозу.

Ключевые слова: томат, гибрид, фузариозное увядание, молекулярно-генетический анализ, устойчивость, донор

Ерошевская Анастасия Сергеевна, аспирант, м.н.с., ВНИИО – филиал ФГБНУ ФНЦО. E-mail: eroshnast@yandex.ru

Егорова Анна Анатольевна, канд. с.-х. наук, с.н.с., ВНИИО – филиал ФГБНУ ФНЦО. E-mail: edvaaed@rambler.ru

Милюкова Наталья Александровна, канд. биол. наук, с.н.с. лаборатории маркерной и геномной селекции растений, ФГБНУ ВНИИСБ, доцент кафедры генетики, селекции и семеноводства, РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева. E-mail: milyukovan@gmail.com

Пырсиков Андрей Сергеевич, канд. с.-х. наук, н.с. лаборатории маркерной и геномной селекции растений, ФГБНУ ВНИИСБ. E-mail: andrey.pyrsikov@yandex.ru

  1. Tomato disease resistances in the post-genomics era / Yuling Bai, Zhe Yan, E. Moriones, R. Fernandez-Munoz. Acta Hortic. 2018. Vol. 1207. Pp. 1–18. DOI: 10.17660/ActaHortic.2018.1207.1.
  2. Руководство по болезням томата. Практическое пособие для семеноводов, овощеводов и консультантов по сельскому хозяйству / под ред. Б. Габора. Seminis, 1997. 81 c.
  3. Ахатов А.К. Мир томата глазами фитопатолога. М.: Тов-во науч. изданий «КМК», 2016. 292 с.
  4. Variability and geographical distribution of Fusarium oxysporum f.sp. licopersici physiological races and field performance of resistant sources in Brazil / A.M. Gonçalves, H. Costa, M.E.N. Fonseca, L.S. Boiteux, C.A. Lopes, A. Reis. Acta Hortic. 2018. Vol. 1207. Pp. 45–50. DOI: 10.17660/ActaHortic.2018.1207.5.
  5. Хлесткина Е.К. Молекулярные маркеры в генетических исследованиях и в селекции // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. №4-2. С. 1044–1054.
  6. De Vicente M.C., Fulton T. Using molecular marker technology in studies on plant genetic diversity. IPGRI and Cornell University. 2003 [Web resource] URL: https://www.bioversityinternational.org/fileadmin/user_upload/online_library/publications/pdfs/Molecular_Markers_Volume_1_en.pdf. Date of access: 16.02.21.
  7. Картирование локусов, контролирующих устойчивость ячменя к различным изолятам Pyrenophora teres f. teres и Cochliobolus sativus / О.С. Афанасенко, А.В. Козьяков, П. Хедлэй, Н.М. Лашина, А.В. Анисимова, О. Маннинен, М. Ялли, Е.К. Потокина // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2014. Т.18. №4-1. С. 751–764.
  8. Genome-wide dissection of Fusarium resistance in tomato reveals multiple complex loci / M.B. Sela-Buurlage, O. Budai-Hadrian, Q. Pan, L. Carmel-Goren, R. Vunsch, D. Zamir, R. Fluhr. Mol. Genet. Genomics. 2001. Vol. 265 (6). Pp. 1104–1111. DOI: 10.1007/s004380100509.
  9. An RFLP marker in tomato linked to the Fusarium oxysporum resistance gene I2. M. Sarfatti, J. Katan, R. Fluhr, D. Zamir. Theor. Appl. Genet. 1989. Vol. 78 (5). Pp. 755–759. DOI: 10.1007/BF00262574
  10. Simons G. et al. Dissection of the fusarium I2 gene cluster in tomato reveals six homologs and one active gene copy. Plant Cell. 1998. Vol. 10 (6). Pp. 1055–1068. DOI: 10.1105/tpc.10.6.1055.
  11. Bournival B.L., Scott J.W., Vallejos C.E. An isozyme marker for resistance to race 3 of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici in tomato. Theor. Appl. Genet. 1989. 78 (4). Pp. 489–494. DOI: 10.1007/BF00290832.
  12. Tanksley S.D., Costello W. The size of the L. pennellii chromosome 7 segment containing the I-3 gene in tomato breeding lines measured by RFLP probing. Rept. Tomato Genet. Coop. 1991. Vol. 41. P. 60.
  13. Fine mapping of the tomato I-3 gene for fusarium wilt resistance and elimination of a co-segregating resistance gene analogue as a candidate for I-3 / M.N. Hemming, S. Basuki, D.J. McGrath, B.J. Carroll, D.A. Jones. Theor. Appl. Genet. 2004. Vol. 109 (2). Pp. 409–418. DOI: 10.1007/s00122-004-1646-4.
  14. Catanzariti A.M., Lim G.T., Jones D.A. The tomato I-3 gene: a novel gene for resistance to Fusarium wilt disease. New Phytol. 2015. Vol. 207 (1). Pp. 106–118 DOI: 10.1111/nph.13348.
  15. Correlation of genetic and physical structure in the region surrounding the I2 Fusarium oxysporum resistance locus in tomato / G. Segal, M. Sarfatti, M.A. Schaffer, N. Ori, D. Zamir, R. Fluhr. Mol Gen Genet. 1992. Vol. 231 (2). Pp. 179–185. DOI: 10.1007/BF00279789.
  16. Plaschke J., Ganal M.W., Röder M.S. Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers. Theor. Appl. Genet. 1995. Vol. 91. P. 1001–1007. DOI: 10.1007/BF00223912.
  17. Шамшин И.Н., Кудрявцев А.М., Савельев Н.И. Создание генетических паспортов сортов яблони на основе анализа полиморфизма микросателлитных локусов генома: методика. Мичуринск, 2013. 44 с.

PDF(Rus)

Для цитирования: Молекулярно-генетический анализ гибридов томата F1 по устойчивости к фузариозу / А.С. Ерошевская, А.А. Егорова, Н.А. Милюкова, А.С. Пырсиков // Картофель и овощи. 2021. №5. С. 37-40. https://doi.org/10.25630/PAV.2021.44.34.006

Запись опубликована в рубрике Селекция и семеноводство с метками , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

One Response to Молекулярно-генетический анализ гибридов томата F1 по устойчивости к фузариозу

  1. Олеся говорит:
    29.05.2021 в 16:46

    В последнее время независимо от цели отбора все больший масштаб приобретает маркер-сопутствующая селекция, ускоряющая создание сортов и гибридов в 2-3 раза и позволяющая получать исходный материал с интересующим селекционера набором генов. Большую ценность представляют маркеры, контролирующие устойчивость к вредителям и болезням. Для грунтовых теплиц особую актуальность имеет устойчивость к инфекциям и паразитам, сохраняющимся в почве. Прежде всего это устойчивость к грибам Cladosporium fulvum и Fusarium oxysporum, вызывающим бурую пятнистость листьев и непроходимость сосудов ксилемы соответственно, что приводит к уменьшению урожайности или полной гибели растений. Наряду с микозными заболеваниями опасным паразитом способным сократить урожайность до 50 %, является корневая нематода (Meloidogine spp.). В связи с этим целью исследований являлась оценка исходных форм томата по устойчивости к фитопатогенам и признакам продуктивности молекулярными методами и методами классической селекции.

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *