vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2022-2-177-182vir-nw-1292Research ArticleИММУНИТЕТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙIMMUNITY OF CULTIVATED PLANTS AND THEIR WILD RELATIVESУстойчивость черешни и вишни к коккомикозуLeaf spot resistance in sweet and sour cherrieshttps://orcid.org/0000-0002-2717-3038ЛенивцеваМ. С.LenivtsevaM. S.

Ленивцева Мария Сергеевна - кандидат сельскохозяйственных наук.

350901, Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39.

Mariya S. Lenivtseva - Cand. Sci. (Agriculture), North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Winemaking.

39, 40 let Pobedy St., Krasnodar 350901.

masha@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4829-6640КузнецоваА. П.KuznetsovaA. P.

Кузнецова Анна Павловна - кандидат биологических наук, заведующая лабораторией.

350901 Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39.

Anna P. Kuznetsova - Cand. Sci. (Biology), Head of a Laboratory, North Caucasian Federal Scientific Center for Horticulture, Viticulture, Wine-making.

39, 40 let Pobedy St., Krasnodar 350901.

anpalkuz@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3019-0306РадченкоЕ. Е.RadchenkoE. E.

Радченко Евгений Евгеньевич - доктор биологических наук, главный научный сотрудник, заведующий отделом.

190000, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44.

Evgeny E. Radchenko - Dr. Sci. (Biology), Chief Researcher, Head of a Department, N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic  Resources.

42,  44 Bolshaya  Morskaya  Street,  St. Petersburg  190000.

eugene_radchenko@rambler.ruСеверо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделияРоссияNorth Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, WinemakingRussian FederationФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. ВавиловаРоссияN.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic ResourcesRussian Federation2022240620221832177182Copyright © Ленивцева М.С., Кузнецова А.П., Радченко Е.Е., 20222022Ленивцева М.С., Кузнецова А.П., Радченко Е.Е.Lenivtseva M.S., Kuznetsova A.P., Radchenko E.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/1292Актуальность

Актуальность. Коккомикоз (возбудитель – гриб Coccomyces hiemalis Higg.) в течение многих лет является одним из самых вредоносных заболеваний косточковых культур. Возрастающая генетическая однородность используемых в селекции форм способствует ускорению адаптивной микроэволюции патогена и преодолению эффективных ранее генов устойчивости. Исследовали структуру популяций C. hiemalis из Краснодарского края по вирулентности к образцам-дифференциаторам и оценивали эффективность новых доноров устойчивости к патогену.

Материалы и методы

Материалы и методы. Изучали полиморфизм трех популяций гриба по числу рас (фенотипов вирулентности), которые определяли с помощью дифференциаторов. В лабораторных экспериментах оценивали устойчивость новых отдаленных гибридов к 50 монопустульным изолятам гриба.

Результаты и выводы

Результаты и выводы. Выявили пять фенотипов гриба, различающихся по вирулентности к шести образцам черешни и вишни. Отмечено возрастание частот фенотипов вирулентности, способных сильно поражать доноры, используемые в селекции на иммунитет. Для расширения генетического разнообразия устойчивых к C. hiemalis сортов вишни и черешни предлагаются 5 гибридов (3-61-4-139, 3-39-5-47, 3-107-6-28, АИ 5 Б-Д-2-4-27, 3-76), защищенных генами устойчивости к коккомикозу, которые перенесены от Prunus serrulata Lindl. Аллели генов устойчивости этих образцов не тождественны аллелям устойчивости используемых в селекции образцов Сеянец № 1, Мутант 561, ‘Алмаз’, Кусумкент 8, курильская Ветровое 11 и сахалинская БГ-35. Сеянец 3-20-5-23 (P. serrulata × Northstar) неустойчив к ряду клонов гриба. Предполагается, что этот образец и курильская Ветровое 11 защищены идентичными аллелями генов устойчивости, которые отличаются от аллелей, имеющихся у пяти новых гибридных форм.

Background

Background. Cherry leaf spot (caused by the fungus Coccomyces hiemalis Higg.) has been one of the most harmful diseases of stone fruits for many years. The increasing genetic homogeneity of plant forms used in breeding promotes the acceleration of the pathogen’s adaptive microevolution and the overcoming of previously effective resistance genes. The structure of C. hiemalis populations from Krasnodar Territory in terms of their virulence to a set of differentiators and the effectiveness of new leaf spot resistance donors were studied.

Materials and methods

Materials and methods. The polymorphism in three populations of the fungus was assessed by the frequencies of virulence phenotypes which were identified using six differentiators. The resistance of new distant hybrids to 50 monopustular isolates was assessed in laboratory experiments.

Results and conclusions

Results and conclusions. Five phenotypes of the fungus, differing in virulence to six cherry genotypes, were identified. An increase was observed in the frequencies of virulence phenotypes capable of strongly affecting donors used in breeding for resistance. Five hybrids are proposed to expand the genetic diversity of sour and sweet cherry cultivars resistant to C. hiemalis: 3-61-4-139, 3-39-5-47, 3-107-6-28, AI 5 B-D-2-4-27, and 3-76. They are protected by the leaf spot resistance genes that have been transferred from Prunus serrulata Lindl. The alleles of the resistance genes in these plants are not identical to the resistance alleles in the genotypes Seyanets No. 1, Mutant 561, ‘Almaz’, Kusumkent 8, Vetrovoe 11 (P. kurilensis Miyabe), and BG-35 (P. sargentii Rehd.), all used in breeding. Seedling 3-20-5-23 (P. serrulata × Northstar) was not resistant to a number of C. hiemalis clones. It is assumed that this genotype and Vetrovoe 11 (P. kurilensis) are protected by identical alleles of resistance genes, which differ from the alleles present in the five new hybrid forms.

косточковые культурыCoccomyces hiemalis Higg.резистентностьпопуляциидифференциаторыstone fruit cropsCoccomyces hiemalis Higg.resistancepopulationsdifferentiatorsИсследование выполнено при финансовой поддержке Кубанского научного фонда и ООО «ОПХ им. К.А. Тимирязева» в рамках научного проекта № МФИ-П-20.1/12 и согласно тематическому плану ВИР по проекту № 0481-2022-0004 «Совершенствование подходов и методов <i>ex situ</i> сохранения идентифицированного генофонда вегетативно размножаемых культур и их диких родичей, разработка технологий их эффективного использования в селекции». Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.The study was supported by the Kuban Scientific Foundation and the K.A. Timiryazev Experiment and Production Farm within the framework of Scientific Project No. MFI-P-20.1/12 and according to the theme plan of VIR, Project No. 0481-2022-0004 “Improving the approaches and methods for <i>ex situ</i> conservation of the identified genetic diversity of vegetatively propagated crops and their wild relatives, and development of technologies for their effective utilization in plant breeding”. The authors thank the reviewers for their contribution to the peer review of this work.ReferencesAndersen K.L., Sebolt A., Sundin G.W., Iezzoni A.F. Assessment of the inheritance of resistance and tolerance in cherry (Prunus sp.) to Blumeriella jaapii, the causal agent of cherry leaf spot. Plant Pathology. 2018;67(3):682-691. DOI: 10.1111/ppa.12765Andersen K.L., Sebolt A., Sundin G.W., Iezzoni A.F. Assessment of the inheritance of resistance and tolerance in cherry (Prunus sp.) to Blumeriella jaapii, the causal agent of cherry leaf spot. Plant Pathology. 2018;67(3):682-691. DOI: 10.1111/ppa.12765Apostol J. New sweet and sour cherry selections in Hungary. Acta Horticulturae. 2008;7951:75-77.Apostol J. New sweet and sour cherry selections in Hungary. Acta Horticulturae. 2008;7951:75-77.Бояндина Т.Е. Использование вишни Маака в селекции на устойчивость к коккомикозу на Алтае. В кн.: Северная вишня: сборник материалов III Всероссийского симпозиума косточковедов (Челябинск, 03–04 марта 2015 г.). Челябинск; 2015. С.44-47.Boyandina T.E. Using Manchurian cherry in breeding for resistance to leaf spot in Altai Territory (Ispolzovaniye vishni Maaka v selektsii na ustoychivost k kokkomikozu na Altaye). In: Northern Cherry. Proceedings of the III All-Russian Symposium of Stone Fruit Researchers (Chelyabinsk, March 03–04, 2015) (Severnaya vishnya: sbornik materialov III Vserossiyskogo simpoziuma kostochkovedov [Chelyabinsk, 03–04 marta 2015 g.]). Chelyabinsk; 2015. p.44-47. [in Russian]Чивилев В.В., Кружков А.В., Кириллов Р.Е., Куликов В.Н. Оценка устойчивости сортов и форм груши, черешни и абрикоса к грибным заболеваниям. Вестник современных исследований. 2018;6.1(21):294-296.Chivilev V.V., Kruzhkov A.V., Kirillov R.E., Kulikov V.N. Assessment of the resistance of pear, sweet cherry and apricot varieties and forms to fungal diseases (Otsenka ustoychivosti sortov i form grushi, chereshni i abrikosa k gribnym zabolevaniyam). Vestnik sovremennykh issledovaniy = Bulletin of Modern Research. 2018;6.1(21):294-296. [in Russian]Flor H.H. The complementary genic systems in flax and flax rust. Advances in Genetics. 1956;8:29-54. DOI: 10.1016/S0065-2660(08)60498-8Flor H.H. The complementary genic systems in flax and flax rust. Advances in Genetics. 1956;8:29-54. DOI: 10.1016/S0065-2660(08)60498-8Гуляева А.А., Джигадло Е.Н. Итоги селекции косточковых культур во ВНИИСПК за 1955…2015 гг. Современное садоводство. 2015;4(16):14-21.Gulyaeva A.A., Dzhigadlo E.N. The results of stone fruit breeding at the VNIISPK for 1955…2015. Contemporary Horticulture. 2015;4(16):14-21. [in Russian]Кузнецова А.П., Ленивцева М.С. Эффективность устойчивости межвидовых гибридов рода Prunus L. к коккомикозу. Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2017;(67):132-134. DOI: 10.21515/1999-1703-67-132-134Kuznetsova A.P., Lenivtseva M.S. The effectiveness of the stability interspecific hybrids of the Prunus genus to leaf spot. Proceedings of the Kuban State Agrarian University. 2017;(67):132-134. [in Russian] DOI: 10.21515/1999-1703-67-132-134Ленивцева М.С. Изучение устойчивости косточковых культур к коккомикозу. Методические указания. Санкт-Петербург: ВИР; 2010.Lenivtseva M.S. The study of stone fruit resistance to leaf spot. Guidelines (Izucheniye ustoychivosti kostochkovikh kultur k kokkomikozu. Metodicheskiye ukazaniya). St. Petersburg: VIR; 2010. [in Russian]Ленивцева М.С., Кузнецова А.П., Радченко Е.Е. Внутривидовая изменчивость Coccomyces hiemalis по признаку вирулентности к образцам черешни и вишни. Микология и фитопатология. 2016;50(1):62-65.Lenivtseva M.S., Kuznetsova A.P., Radchenko E.E. Intraspecific variability of Coccomyces hiemalis for virulence to sour and sweet cherry accessions. Mycology and phytopathology. 2016;50(1):62-65. [in Russian]Ленивцева М.С., Радченко Е.Е., Кузнецова А.П. Генетическое разнообразие сортов косточковых культур (род Prunus L.), устойчивых к коккомикозу (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2017;52(5):895-904. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.5.895rusLenivtseva M.S., Radchenko E.E., Kuznetsova A.P. Genetic diversity of stone fruit varieties (genus Prunus L.) resistant to leaf spot (review). Agricultural Biology. 2017;52(5):895-904. [in Russian] DOI: 10.15389/agrobiology.2017.5.895rusRadičević S., Cerović R., Lukić M., Paunović S., Jevremović D., Milenković S. et al. Selection of autochthonous sour cherry (Prunus cerasus L.) genotypes in Feketić region. Genetika. 2012;44(2):285-297. DOI: 10.2298/GENSR1202285RRadičević S., Cerović R., Lukić M., Paunović S., Jevremović D., Milenković S. et al. Selection of autochthonous sour cherry (Prunus cerasus L.) genotypes in Feketić region. Genetika. 2012;44(2):285-297. DOI: 10.2298/GENSR1202285RSchuster M., Grafe C., Wolfram B., Schmidt H. Cultivars resulting from cherry breeding in Germany. Erwerbs-Obstbau. 2014;56(2):67-72. DOI: 10.1007/s10341-014-0204-8Schuster M., Grafe C., Wolfram B., Schmidt H. Cultivars resulting from cherry breeding in Germany. Erwerbs-Obstbau. 2014;56(2):67-72. DOI: 10.1007/s10341-014-0204-8Stegmeir T., Schuster M., Sebolt A., Rosyara U., Sundin G.W., Iezzoni A. Cherry leaf spot resistance in cherry (Prunus) is associated with a quantitative trait locus on linkage group 4 inherited from P. canescens. Molecular Breeding. 2014;34(3):927-935. DOI: 10.1007/s11032-014-0086-3Stegmeir T., Schuster M., Sebolt A., Rosyara U., Sundin G.W., Iezzoni A. Cherry leaf spot resistance in cherry (Prunus) is associated with a quantitative trait locus on linkage group 4 inherited from P. canescens. Molecular Breeding. 2014;34(3):927-935. DOI: 10.1007/s11032-014-0086-3Vámos A., Holb I.J. Cherry leaf spot incidence on 12 sweet cherry cultivars in integrated production. International Journal of Horticultural Science. 2013;19(1-2):65-67. DOI: 10.31421/IJHS/19/1-2/1084Vámos A., Holb I.J. Cherry leaf spot incidence on 12 sweet cherry cultivars in integrated production. International Journal of Horticultural Science. 2013;19(1-2):65-67. DOI: 10.31421/IJHS/19/1-2/1084

The authors declare that there are no conflicts of interest present.