Применение SCAR-маркирования локуса cf-9 для генотипирования новых селекционных образцов томата

Опубликовано 21.05.2024 автором Саша Корнев
УДК 632.4.01:577.21
https://doi.org/10.25630/PAV.2024.79.36.007

Пырсиков А.С., Милюкова Н.А.

Томат (Solanum lycopersicum) – одна из важнейших овощных культур. Его поражение различными болезнями приводит к снижению урожайности, ухудшению товарного вида продукции, уменьшению количество полезных веществ и лежкости товара. Все это приводит к серьезным финансовым потерям. Одно из самых опасных заболеваний томата – кладоспориоз, возбудителем которого является гриб Cladosporium fulvum Cooke. Основной метод борьбы с заболеваниями – выведение и возделывание устойчивых сортов и гибридов томата. Традиционная селекция – длительный процесс, а молекулярные маркеры, применяемые на различных этапах селекционного процесса, способствуют его ускорению и эффективности. Устойчивость томата к кладоспориозу наследуется как полностью доминантный признак. Генетический механизм устойчивости томата к кладоспориозу сложен и контролируется 24 доминантными генами, среди которых один из основных – ген Cf-9. Локус Cf-9 был интегрирован в культурный томат от его дикорастущего родственника Solanum pimpinellifolium. Методы молекулярного маркирования, направленные на идентификацию аллелей гена Cf-9, находят все более широкое применение в селекционных программах. Предложенная в настоящем исследовании система SCAR-маркирования локуса данного гена позволяет идентифицировать устойчивые и восприимчивые к кладоспориозу генотипы. Для подтверждения информативности метода были проведены полевые испытания на инфекционном фоне и было обнаружено, что результаты балльной оценки поражения полностью совпадают с результатами генотипирования. Эти результаты указывают на то, что разработанная система SCAR-маркирования аллелей гена Cf-9 может быть рекомендована к использованию в MAS-селекции сортов и гибридов томата, устойчивых к C. fulvum.

Ключевые слова: локус Cf-9, томат, Cladosporium fulvum, MAS, SCAR-маркеры

Пырсиков Андрей Сергеевич, канд. с.-х. наук, с.н.с. отдела молекулярной биологии, ФГБУ «Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов»; н.с. лаборатории маркерной и геномной селекции растений, ФГБНУ ВНИИСБ. Тел.: +7 (906) 723-50-00. E–mail: andrey.pyrsikov@yandex.ru

Милюкова Наталья Александровна, канд. биол. наук, с. н. с. лаборатории маркерной и геномной селекции растений ФГБНУ ВНИИСБ. Тел.: +7 (916) 225-35-05. E–mail: milyukovan@gmail.com

  1. Foolad, M. R., & Panthee, D. R. Marker-Assisted Selection in Tomato Breeding// Critical Reviews in Plant Sciences. 2012. №31(2). Pp. 93–123. Doi: 10.1080/07352689.2011.616057.
  2. Идентификация аллелей гена Сf-9 устойчивости к кладоспориозу у гибридов томата F1 селекции Агрофирмы «Поиск» / А.С. Ерошевская, А.А. Егорова, Н.А. Милюкова, А.С. Пырсиков // Картофель и овощи. 2021. №3. С. 35–37. https://doi.org/10.25630/PAV.2021.55.18.004
  3. Пересыпкин, В.Ф. Сельскохозяйственная фитопатология. 4-е изд., доп. и перераб. Москва: Агропромиздат, 1989. 480 с.
  4. Walter, J.M. Hereditary resistance to disease in tomato. Annu. Rev. Phytopathol. 1967. №5. Pp. 131–160.
  5. Transcriptome Analysis of the Cf-13-MediatedHypersensitive Response of Tomato to Cladosporium fulvum Infection. X. Jiang, Y. Li, R. Li [et al.]. Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23. Р. 4844. Doi: 10.3390/ijms23094844.
  6. Mapping and candidate gene screening of tomato Cladosporium fulvum-resistant gene Cf-19, based on high-throughput sequencing technology. T. Zhao, J. Jiang, G. Liu, S. He [et al.]. BMC Plant Biol. 2016.16:51. Doi:10.1186/s12870-016-0737-0.
  7. Two complex resistance loci revealed in tomato by classical and RFLP mapping of the Cf-2, Cf-4, Cf-5 and Cf-9 genes for resistance to Cladosporium fulvum/ Dickinson M.J., Balint-Kurti P.J., Dixon M.S., Jones J.D. Plant-Microbe Interact. 1993. Vol.6. Pp. 348–357.
  8. Novel Mutations Detected in Avirulence Genes Overcoming Tomato Cf Resistance Genes in Isolates of a Japanese Population of Cladosporium fulvum. Y. Iida,van ‘t Hof P, H. Beenen, C. Mesarich [et al.]. PLoS ONE. 2015. Vol. 10(4). Doi:10.1371/journal.pone.0123271.
  9. Kim B. Hwang I.S., Lee H-J. Combination of newly developed SNP and InDel markers for genotyping the Cf-9 locus conferring disease resistance to leaf mold disease in the tomato. Mol. Breeding, 2017. Vol. 37. Pp. 59. Doi: 10.1007/s11032-017-0663-3.
  10. The Cf-4 and Cf-9 Resistance Genes Against Cladosporium fulvum are Conserved in Wild Tomato Species. M.Kruijt, D. J. Kip, M. H. A. J. Joosten, Bas F. Brandwagt [et al.]. The American Phytopathological Society. 2005. Vol. 18, N9. Рp.1011–1021. Doi: 10.1094/MPMI-18-1011.
  11. Occurrence of leaf mold pathogen Fulviafulva strains infecting tomato Cf-9 cultivars in Korea / J.H. Lee, M.S. Park, K.S Jang [et al] // Koream J. of Horticultural Science and Technology. 2013. Vol. 31. P. 740–747. Doi: 10.7235/hort.2013.13017.
  12. Use of Cf-9 Gene-based Markers in Marker-assisted Selection to Screen Tomato Cultivars with Resistance to Cladosporium fulvum. H. T. H Truong, H. Choi, M. C. Cho, H. E. Lee, & J. H. Kim. Hort. Environ. Biotechnol. 52(2): 204-210, 2011. Doi: 10.1007/s13580-011-0164-y.
  13. Intragenic recombination generated two distinct Cf genes that mediate AVR9 recognition in the natural population of Lycopersicon pimpinellifolium. R. A. L. Van der Hoorn, M. Kruijt, R. Roth, B. F. Brandwagt, M. H. A. J. Joosten et al. Proc. Natl. Acad. Sci. 2001. Vol. 98. Pp. 10493–10498. Doi: 10.1073/pnas.181241798
  14. Dilworth, E. and Frey, J. A rapid method for high throughput DNA extractionfrom plant material for PCR amplification. Plant Molecular Biology Reporter. 2000. №18. Pp. 61–64. Doi: 10.1007/BF02825295.
  15. Henry, R. J. (2001). Plant DNA extraction Plant Genotyping: the DNA Fingerprinting of Plants. Oxford: CABI.239-249. Doi: 10.1079/9780851995151.0000.
  16. Велижанов Н.М., Кондратьева И.Ю., Енгалычев М.Р. Оценка образцов томата с целью выделения ценного исходного материала для селекции // Известия ФНЦО. 2019. №2. C. 39–44. Doi: 10.18619/2658-4832-2019-2-39-44.

PDF(Rus)

Для цитирования: Пырсиков А.С., Милюкова Н.А.  Применение SCAR-маркирования локуса Cf-9 для генотипирования новых селекционных образцов томата // Картофель и овощи. 2024. №2. С. 52-56. https://doi.org/10.25630/PAV.2024.79.36.007

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

Добавить комментарий

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