Разработка HybProb молекулярного маркера на аллель Tsw для маркер-опосредованной селекции перца сладкого Capsicum spp. на платформе Real-Time

Опубликовано 07.11.2024 автором admin
УДК 635.649:631.527
https://doi.org/10.25630/PAV.2024.96.52.001

Будылин М.В., Верба В.М.

Одним из условий создания современного высокотехнологичного гибрида сладкого перца является наличие в нём устойчивости к вирусу бронзовости (TSWV). Данный вирус относится к роду Orthotospovirus и приводит к большим потерям товарных плодов по всему миру. На сегодняшний день единственным доступным источником устойчивости сладкого перца к некоторым патотипам TSWV (патотип P0) является аллель гена Tsw, который был обнаружен в двух образцах вида Capsicum chinense L. (PI152225 и PI159236).  Растения, несущие аллель Tsw показывают устойчивость в полевых условиях, которая обеспечивается механизмом реакции гиперчувствительности. Несмотря на то, что данная аллель не дает устойчивости против ряда патотипов TSWV (объединены в группу патотипов P1), она по-прежнему широко применяется в селекционных программах по всему миру. Однако, до сих пор не существует эффективных инструментов молекулярной диагностики для ведения селекционных программ на внедрение алели Tsw в генетический фон родительских линий сладкого перца.  В статье мы приводим данные о разработке точного и рентабельного молекулярного маркера F195 для маркер-опосредованной селекции сладкого перца, основанного на гибридизационных зондах и платформе real-time PCR. Данная диагностическая система была валидирована на референсных образцах гермплазмы из международных генетических банков. Валидность маркера подтверждена в независмой лаборатории AgBiotech (США). Также, с помощью данного молекулярного маркера был проведен скрининг селекционного материала разных поколений, выявлены устойчивые линии и на их базе получены гибриды первого поколения, которые прошли испытания в производственных условиях.

Ключевые слова: Capsicum, Tomato spotted wilt orthotospovirus, ген устойчивости,  Tsw , SNP, Real-Time PCR.

Будылин Михаил Вячеславович, канд. биол. наук, зам. директора по молекулярной диагностике и биотехнологии. E-mail: bmw@gavrish.ru

Верба Вадим Михайлович, канд. с.-х. наук, с.н.с. E-mail: verba@gavrish.ru, verbavm@mail.ru

ООО «Научно-исследовательский институт селекции овощных культур» (ООО «НИИСОК»).

  1. Pappu H.R., Resende H.R. Tomato Spotted Wilt Virus (Tospoviridae). Encyclopedia of Virology. 4th ed. Elsevier Ltd. 2021. Vol. 3. Pp. 507–515.
  2. Almási A., Nemes K., Salánki K. Case Study of Tomato Spotted Wilt Virus–Pepper Interaction. Plant viruses: diversity, interaction and management. Boca Raton, FL: CRC Press (Taylor and Francis). 2018. Pp. 239–248.
  3. Brittlebank C.C. Tomato diseases. Journal of the Department of Agriculture in Victoria. 1919. Vol. 17. Pp. 1348–1352.
  4. Pappu H.R., Jones R.A.C., Jain R.K. Global status of tospovirus epidemics in diverse cropping systems: successes achieved and challenges ahead. Virus research. Elsevier, 2009. Vol. 141. No2. Pp. 219–236.
  5. Whitfield A.E., Falk B.W., Rotenberg D. Insect vector-mediated transmission of plant viruses. Virology. Elsevier. 2015. Vol. 479. Pp. 278–289.
  6. Thrips transmission of tospoviruses. D. Rotenberg, A.L. Jacobson, D.J. Schneweis, A.E. Whitfield. Current opinion in virology. Elsevier. 2015. Vol. 15. Pp. 80–89.
  7. Tomato Spotted WiltTospovirusGenome Reassortment and Genome Segment-Specific Adaptation.Virology. W.P. Qiu, S.M. Geske, C.M. Hickey, J.W. Moyer. Elsevier. 1998. Vol. 244. No1. Pp. 186–194.
  8. Roggero P., Masenga V., Tavella L. Field Isolates of Tomato spotted wilt virus Overcoming Resistance in Pepper and Their Spread to Other Hosts in Italy. Plant Disease. 2002. Vol. 86, No9. Pp. 950–954.
  9. Jacobson A.L., Kennedy G.G. Specific insect-virus interactions are responsible for variation in competency of different Thrips tabaci isolines to transmit different Tomato spotted wilt virus isolates. PLoS One. Public Library of Science San Francisco, USA, 2013. Vol. 8. No1. Pp. e54567.
  10. Identification of three new isolates of Tomato spotted wilt virus from different hosts in China: molecular diversity, phylogenetic and recombination analyses. Z. Zhang, D. Wang, C. Yu, Z. Wang, J. Dong, K. Shi, X. Yuan. Virol J. 2016. Vol. 13. No1. P. 8.
  11. Black L.L., Hobbs H.A., Kammerlohr D.S. Resistance of Capsicum chinense lines to tomato spotted wilt virus isolates from Louisiana, USA, and inheritance of resistance. Tospoviruses and Thrips of Floral and Vegetable Crops 431. 1995. Pp. 393–401.
  12. Thomas-Carroll M.L., Jones R.A.C. Selection, biological properties and fitness of resistance-breaking strains of Tomato spotted wilt virus in pepper. Annals of Applied Biology. 2003. Vol. 142. No2. Pp. 235–243.
  13. Evidence That the Nonstructural Protein of Tomato spotted wilt virus Is the Avirulence Determinant in the Interaction with Resistant Pepper Carrying the Tsw Gene. P. Margaria, M. Ciuffo, D. Pacifico, M. Turina MPMI. 2007. Vol. 20. No5. Pp. 547–558.
  14. Sharman M., Persley D.M. Field isolates of Tomato spotted wilt virus overcoming resistance in capsicum in Australia: 2. Australasian Plant Pathology. CSIRO Publishing, 2006. Vol. 35. No2. Pp. 123–128.
  15. First Report of a Resistance-Breaking Strain of Tomato spotted wilt virus Infecting Tomatoes With the Sw- 5 Tospovirus-Resistance Gene in California. O. Batuman, T.A. Turini, P.V. Oliveira, M.R. Rojas, M. Macedo, H.C. Mellinger, S. Adkins, R.L. Gilbertson. Plant Disease. 2017. Vol. 101. No4. Pp. 637–637.
  16. Biological and molecular characterization of tomato spotted wilt virus (TSWV) resistance-breaking isolates from Argentina. L. Ferrand, M.M.S. Almeida, A.F. Orílio, E. Dal Bó, R.O. Resende, M.L. García. Plant Pathology. 2019. Vol. 68. No9. Pp. 1587–1601.
  17. HR-mediated defense response is overcome at high temperatures in Capsicum species. B.N. Chung, J.-H. Lee, B.-C. Kang, S.W. Koh, J.H. Joa, K. San Choi, J.J. Ahn. The plant pathology journal. The Korean Society of Plant Pathology. 2018. Vol. 34. No1. P. 71.
  18. De Ronde D., Lohuis D., Kormelink R. Identification and characterization of a new class of Tomato spotted wilt virus isolates that break Tsw-based resistance in a temperature-dependent manner. Plant Pathology. 2019. Vol. 68. No1. Pp. 60–71.
  19. Turina M., Kormelink R., Resende R.O. Resistance to Tospoviruses in Vegetable Crops: Epidemiological and Molecular Aspects. Annu. Rev. Phytopathol. 2016. Vol. 54. No1. Pp. 347–371.
  20. Genetic Mapping of the Tsw Locus for Resistance to the Tospovirus Tomato spotted wilt virus in Capsicum spp. and Its Relationship to the Sw-5 Gene for Resistance to the Same Pathogen in Tomato. M. Jahn, I. Paran, K. Hoffmann, E.R. Radwanski, K.D. Livingstone, R.C. Grube, E. Aftergoot, M. Lapidot, J. Moyer MPMI. 2000. Vol. 13. No6. Pp. 673–682.
  21. Kim S. et al. Divergent evolution of multiple virus-resistance genes from a progenitor in Capsicum spp. New Phytologist. 2017. Vol. 213. No2. Pp. 886–899.

PDF(Rus)

Для цитирования: Будылин М.В., Верба В.М. Разработка HybProb молекулярного маркера на аллель Tsw для маркер-опосредованной селекции перца сладкого Capsicum spp. на платформе Real-Time // Картофель и овощи. 2024. №7. С. 32-36. https://doi.org/10.25630/PAV.2024.96.52.001

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 *