ДНК-МАРКЕРЫ ГЕНОВ УСТОЙЧИВОСТИ К ФИТОФТОРОЗУ И К Y-ВИРУСУ У ОБРАЗЦОВ ДИКОГО АЛЛОТЕТРАПЛОИДНОГО ВИДА КАРТОФЕЛЯ SOLANUM STOLONIFERUM

Мексиканский аллотетраплоидный дикий вид картофеля Solanum stoloniferum Schltdl. (серия Longipedicellata) представляет собой источник ряда ценных для селекции генов. Однако естественные репродуктивные барьеры между S. stoloniferum и культурным картофелем существенно затрудняют интрогрессию генов этого вида в селекционный материал. Ранее нами впервые показана возможность получения диплоидных гибридов в скрещиваниях между S. stoloniferum и диплоидными линиями S. tuberosum, что значительно упрощает этот процесс. Однако неясно, какие из ценных генов дикого вида, расположенные на разных геномах, удается перенести к диплоидным межвидовым гибридам. Целью настоящего исследования было отобрать генотипы аллотетраплоидного вида с максимально широкой представленностью ДНК-маркеров генов устойчивости к фитофторозу и Y-вирусу. Отобранные генотипы будут вовлечены в гибридизацию с диплоидами S. tuberosum, что позволит изучить перенос маркеров с геномом А (или В) дикого вида в диплоидные гибриды, в том числе при использовании других методов вовлечения в селекцию генофонда S. stoloniferum. В результате изучения 26 образцов S. stoloniferum выделен PI 205522, у которого имелись маркеры к генам устойчивости к фитофторозу (Rpi-sto1) и Y-вирусу картофеля (Ry-sto и Ry-fsto). Отсутствие расщепления по маркерам у потомства от самоопыления PI 205522 свидетельствует о гомозиготном состоянии этих генов. Сиквенс фрагмента маркера 1521/518 образца PI 205522 показал его гомологию (99 %) с известными последовательностями гена Rpi-sto1 S. stoloniferum и Rpi-blb1 S. bulbocastanum образцов этих видов, имеющих высокую устойчивость к фитофторозу. 

1. Ермишин, А. П. Генетические особенности аллотетраплоидных диких видов картофеля (Solanum) как объекта селекции / А. П. Ермишин // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. – 2014. – № 1. – С. 23–31.

2. Lamm, R. Investigation of some tuber-bearing Solanum hybrids / R. Lamm // Hereditas. – 1953. – Vol. 39, N 2. – P. 97–112.

3. Camadro, E. L. Germplasm transfer from the wild tetraploid species Solanum acaule Bitt. to the cultivated potato, S. tuberosum L. using 2n eggs / E. L. Camadro, J. C. Espinillo // Am. Potato J. – 1990. – Vol. 67. – P. 737–750.

4. Brown, C. R. Introgression of Solanum acaule germplasm from the endosperm balance number 2 gene pool into the cultivated endosperm balance number 4 potato gene pool via triplandroids / C. R. Brown, K. Adiwilaga // Genome. – 1990. – Vol. 33. – P 273–278.

5. Iwanaga, M. Breaking of the cross ability barriers between disomic tetraploid Solanum acaule and tetrasomic tetra-ploid S. tuberosum / M. Iwanaga, R. Freyre, K. Watanabe // Euphytica. – 1991. – Vol. 52, N 3. – P. 183–191.

6. Watanabe, K. N. Potato germ plasm enhancement with disomic tetraploid Solanum acaule. I. Efficiency of introgression / K. N. Watanabe, C. Arbizu, P. Schmiediche // Genome. – 1992. – Vol. 35, N 1. – P. 53–57.

7. Potato germplasm enhancement with disomic tetraploid Solanum acaule. II Assessment of breeding value of tetraploid F1 hybrids between tetrasomic tetraploid S. tuberosum and S. acaule / K. N. Watanabe [et al.] // Theor. Appl. Genet. – 1994. – Vol. 88, N 2. – P. 135–140.

8. Characterization of somatic hybrids between tetraploid Solanum tuberosum L. and dihaploid S. acaule / T. Yamada [et al.] // Breeding Sci. – 1997. – Vol. 47. – P. 229–236.

9. Rokka, V.-M. Interspecific somatic hybrids between wild potato Solanum acaule Bitt. and anther-derived dihaploid potato (Solanum tuberosum L.) / V.-M. Rokka // Plant Cell Reports. – 1998. – Vol. 18. – P. 82–88.

10. Воронкова, Е. В. Диплоидные гибриды между аллотетраплоидными дикими видами картофеля Solanum acaule Bitt., Solanum stoloniferum Schltdl. и дигаплоидами Solanum tuberosum L. / Е. В. Воронкова, В. М. Лисовская, А. П. Ермишин // Генетика. – 2007. – Т. 43, № 8. – С. 1065–1073.

11. Лисовская, В. М. Интрогрессия генетического материала диких аллотетраплоидных видов картофеля в диплоидные селекционные формы Solanum tuberosum L.: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.02.07 / В. М. Лисовская, Ин-т генетики и цитологии Нац. акад. наук Беларуси. – Минск, 2009. – 20 с.

12. Ермишин, А. П. Представленность специфических RAPD-локусов родительских видов у триплоидных и диплоидных гибридов между аллотетраплоидными видами картофеля и дигаплоидами Solanum tuberosum L. / А. П. Ермишин, Е. В. Воронкова // Докл. Нац. акад. навук Беларуси. – 2014. – Т. 58, № 2. – С. 97–103.

13. Cоколова, Е. А. Молекулярные маркеры генов устойчивости и геномов-доноров устойчивости картофеля к фитофторозу: метод. указания / Е. А. Cоколова, О. А. Фадина, Э. Е. Хавкин; Всерос. науч.-исслед. ин-т с.-х. биотехнологии Россельхозакад. – М.: [б. и.], 2013. – 25 с.

14. Development of a locus-specific marker and localization of the Rysto gene based on linkage to a catalase gene on chromosome XII in the tetraploid potato genome / I. Cernak [et al.] // Breed. Sci. – 2008. – Vol. 58. – P. 309–314.

15. Ry-fsto gene from Solanum stoloniferum for extreme resistant to Potato virus Y maps to potato chromosome XII and is diagnosed by PCR marker GP122718 in PVY resistant potato cultivars / B. Flis [et al.] // Mol. Breed. – 2005. – Vol. 15. – P. 95–101.

16. Wang, M. Diversity and evolution of resistance genes in tuber-bearing Solanum species. PhD thesis / M. Wang; University of Wageningen. – Wageningen, 2007. – P. 43–58.

17. Оценка исходного материала картофеля для селекции на устойчивость к болезням и вредителям с помощью специфических ПЦР-маркеров: метод. рекомендации / А. П. Ермишин [и др.]. – Минск: Право и экономика, 2010. – 60 с.

18. Методы вовлечения в селекцию 1 EBN диких диплоидных видов картофеля и скрининга селекционного материала на наличие генов устойчивости к фитофторозу: метод. рекомендации / А. П. Ермишин [и др.]. – Минск: Право и экономика, 2014. – 58 с.

19. Воронкова, Е. В. Методы молекулярно-генетического анализа для оценки потенциальной токсичности и аллергенности белковых продуктов трансгенов генно-инженерных растений (на примере ГМ-картофеля, устойчивого к колорадскому жуку): метод. рекомендации / Е. В. Воронкова, В. И. Лукша, А. П. Ермишин. – Минск: Право и экономика, 2014. – 72 с.

20. NCBI Standard Nucleotide BLAST [Электронный ресурс] // NCBI. – Режим доступа: http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/. – Дата доступа: 09.06.2016.

21. Marker-assisted selection for the broad-spectrum potato late blight resistance conferred by gene RB derived from a wild potato species / L. M. Colton [et al.] // Crop Sci. – 2006. – Vol. 46. – P. 589–594.

22. Cernak, I. Analysis of the applicability of molecular markers linked to the PVY extreme resistance gene Rysto, and the identification of new markers / I. Cernak // Acta Biol. Hungarica. – 2008. – Vol. 59, N 2. – P. 195–203.