vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2019-1-73-77vir-nw-368Research ArticleГЕНЕТИКА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ ДИКИХ РОДИЧЕЙGENETICS OF CULTIVATED PLANTS AND THEIR WILD RELATIVESПолиморфизм сортов земляники (Fragaria × ananassa) по гену устойчивости к антракнозу Rca2Polymorphism of the Rca2 anthracnose resistance gene in strawberry cultivars (Fragaria × ananassa)ЛыжинА. С.LyzhinA. S.

393760 Россия, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Мичурина, 30

30 Michurina St., Michurinsk, Tambov Prov. 393760, Russia

Ranenburzhetc@yandex.ruЛукъянчукИ. В.LukyanchukI. V.

393760 Россия, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Мичурина, 30

30 Michurina St., Michurinsk, Tambov Prov. 393760, Russia

Ranenburzhetc@yandex.ruЖбановаЕ. В.ZhbanovaE. V.

393760 Россия, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Мичурина, 30

30 Michurina St., Michurinsk, Tambov Prov. 393760, Russia

Ranenburzhetc@yandex.ruФедеральный научный центр имени И. В. МичуринаРоссияI. V. Michurin Federal Science CenterRussian Federation20192306201918017377Copyright © Лыжин А.С., Лукъянчук И.В., Жбанова Е.В., 20192019Лыжин А.С., Лукъянчук И.В., Жбанова Е.В.Lyzhin A.S., Lukyanchuk I.V., Zhbanova E.V.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/368Актуальность

Актуальность. Антракноз, вызываемый фитопатогенными грибами рода Colletotrichum, – широко распространенное заболевание земляники садовой. Большинство существующих сортов земляники восприимчивы к антракнозу. В этой связи идентификация исходных форм, несущих гены устойчивости, является необходимым этапом успешной селекционной работы по созданию устойчивых к антракнозу сортов. Применение молекулярных маркеров повысит надежность идентификации и эффективность селекционного процесса по созданию устойчивых генотипов земляники.

Материалы и методы

Материалы и методы. Биологическими объектами исследования являлись сорта земляники садовой (Fragaria × ananassa Duch.) различного эколого-географического происхождения. Экстракция геномной ДНК сортов земляники проводилась из молодых листьев согласно методу Puchooa. Для оценки аллельного состояния гена устойчивости земляники к антракнозу Rca2 использовался SCAR-маркер STS-Rca2_240.

Результаты и выводы

Результаты и выводы. SCAR-маркер STS-Rca2_240, картированный на расстоянии 2,8 cM от гена Rca2, выявлен у сортов ‘Elianny’, ‘Troubadour’ и ‘Сударушка’. Сорта ‘Elianny’ и ‘Troubadour’ предположительно характеризуются доминантным гомозиготным (Rca2Rca2) или гетерозиготным (Rca2rca2) генотипом. Сорт земляники ‘Сударушка’ имеет гетерозиготное состояние по гену Rca2 (Rca2rca2). У остальных изученных сортов маркер STS-Rca2_240 не выявлен (предполагаемый генотип rca2rca2).

Background

Background. Anthracnose, caused by phytopathogenic fungi of the genus Colletotrichum, is one of the most important strawberry diseases. Strawberry yield losses from anthracnose lesions can reach 80%. Most strawberry cultivars are susceptible to anthracnose. Therefore, identification of the initial forms carrying resistance genes is a necessary step toward successful breeding of anthracnose-resistant cultivars. Use of molecular markers will increase reliability of identification and enhance effectiveness of strawberry breeding.

Materials and methods

Materials and methods. Biological material was represented by strawberry cultivars (Fragaria × ananassa Duch.) of various ecological and geographical origin. Total genomic DNA was extracted from the fresh leaves using the CTAB methods according to Puchooa (2004). To assess the allelic state of the Rca2 anthracnose resistance gene, the SCAR marker STS-Rca2_240 was used. The SCAR marker STS-Rca2_240 was multiplexed with the microsatellite marker EMFv020 used as the positive PCR control.

Results and conclusion

Results and conclusion. The SCAR marker STS-Rca2_240, mapping at about 2.8 cM from the Rca2 gene, was identified in the strawberry cultivars ‘Elianny’, ‘Troubadour’ and ‘Sudarushka’. Cvs. ‘Elianny’ and ‘Troubadour’ are presumably characterized by a dominant homozygous (Rca2Rca2) or heterozygous (Rca2rca2) genotype. Cv. ‘Sudarushka’ has the heterozygous state for the Rca2 anthracnose resistance gene (Rca2rca2). In the remaining cultivars studied, the marker STS-Rca2_240 was not detected (the prospective genotype is rca2rca2).

земляникамолекулярные маркерыустойчивостьантракнозген Rca2strawberrymolecular markersresistanceanthracnosethe Rca2 geneИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Тамбовской области в рамках научного проекта № 18-416-680002.ReferencesBaroncelli R., Zapparata A. et al. (2015) Molecular diversity of anthracnose pathogen populations associated with UK strawberry production suggests multiple introductions of three different Colletotrichum species. PLoS One, vol. 10(6), pp. e0129140. DOI: 10.1371/journal.pone.0129140Baroncelli R., Zapparata A. et al. (2015) Molecular diversity of anthracnose pathogen populations associated with UK strawberry production suggests multiple introductions of three different Colletotrichum species. PLoS One, vol. 10(6), pp. e0129140. DOI: 10.1371/journal.pone.0129140Denoyes B., Baudry A. (1995) Species Identification and Pathogenicity Study of French Colletotrichum Strains Isolated from Strawberry Using Morphological and Cultural Characteristics. Phytopathology, vol. 85(1), pp. 53–57. DOI: 10.1094/Phyto-85-53Denoyes B., Baudry A. (1995) Species Identification and Pathogenicity Study of French Colletotrichum Strains Isolated from Strawberry Using Morphological and Cultural Characteristics. Phytopathology, vol. 85(1), pp. 53–57. DOI: 10.1094/Phyto-85-53Denoyes-Rothan B., Lerceteau-Kohler E. et al. (2004) QTL analysis for resistance to Colletotrichum acutatum and Phytophthora cactorum in octoploid strawberry (Fragaria × ananassa). Acta Hort., vol. 663, pp. 147–151. DOI: 10.17660/ActaHortic.2004.663.19Denoyes-Rothan B., Lerceteau-Kohler E. et al. (2004) QTL analysis for resistance to Colletotrichum acutatum and Phytophthora cactorum in octoploid strawberry (Fragaria × ananassa). Acta Hort., vol. 663, pp. 147–151. DOI: 10.17660/ActaHortic.2004.663.19Дудченко И. П., Скрипка О. В. и др. Вспышка антракноза земляники в Воронежской области // Современная микология в России: Материалы III Международного микологического форума. Москва. 2015. № 5 (4). С. 28–29.Dudchenko I. P., Skripka O. V. et al. (2015) Outbreak of strawberry anthracnose in Voronezh Province (Vspyshka antraknoza zemlyaniki v Voronezhskoy oblasti). In: Modern Mycology in Russia: Proceedings of the III International Mycological Forum (Sovremennaya mikologiya v Rossii: Materialy III Mezhdunarodnogo mikologicheskogo foruma), Moscow, vol. 5(4), pp. 28–29 [in Russian]Forcelini B. B., Seijo T. E. et al. (2016) Resistance in strawberry isolates of Colletotrichum acutatum from Florida to quinone-outside inhibitor fungicides. Plant Disease, vol. 100(10), pp. 2050–2056. DOI: 10.1094/PDIS-01-16-0118-REForcelini B. B., Seijo T. E. et al. (2016) Resistance in strawberry isolates of Colletotrichum acutatum from Florida to quinone-outside inhibitor fungicides. Plant Disease, vol. 100(10), pp. 2050–2056. DOI: 10.1094/PDIS-01-16-0118-REFreeman S., Shalev Z. et al., (2002) Survival in soil of Colletotrichum acutatum and C. gloeosporoides pathogenic to strawberry. Plant Dis., vol. 86(9), pp. 965–970. DOI: 10.1094/PDIS.2002.86.9.965Freeman S., Shalev Z. et al., (2002) Survival in soil of Colletotrichum acutatum and C. gloeosporoides pathogenic to strawberry. Plant Dis., vol. 86(9), pp. 965–970. DOI: 10.1094/PDIS.2002.86.9.965Головин С. Е. Новые болезни земляники в средней полосе России // Плодоводство и ягодоводство России. 2014. № 1. С. 88–95.Golovin S. E. (2014) New diseases of strawberries in the central Russia (Novye bolezni zemlyaniki v sredney polose Rossii). Pomiculture and Small Fruits Culture in Russia (Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii), vol. 1, pp. 88–95 [in Russian]Холод Н. А., Кащиц Ю. П. и др. Оценка устойчивости сортов земляники садовой к антракнозной черной гнили в южном регионе // Плодоводство и виноградарство юга России. 2018. № 51(3). С. 140–148. http://journalkubansad.ru/ pdf/18/03/14.pdf DOI: 10.30679/2219-5335-2018-3-51-137-145Holod N. A., Kashchits Y. P. et al. (2018) Evaluation of stability of strawberry varieties to anthracnose black rot in the southern region (Otsenka ustoychivosti sortov zemlyaniki sadovoy k antraknoznoy chernoy gnili v yuzhnom regione). Fruit Growing and Viticulture of South Russia (Plodovodstvo i vinogradarstvo yuga Rossii), vol. 51(3), pp. 140–148 [in Russian] DOI: 10.30679/2219-5335-2018-3-51-137-145Leandro L. F. S., Gleason M. L. et al. (2001) Germination and sporulation of Colletotrichum acutatum on symptomless strawberry leaves. Phytopathology, vol. 91(7), pp. 659–664. DOI: 10.1094/PHYTO.2001.91.7.659Leandro L. F. S., Gleason M. L. et al. (2001) Germination and sporulation of Colletotrichum acutatum on symptomless strawberry leaves. Phytopathology, vol. 91(7), pp. 659–664. DOI: 10.1094/PHYTO.2001.91.7.659Lerceteau-Kohler E., Roudeillac P. et al. (2002) The use of molecular markers for durable resistance breeding in the cultivated strawberry (Fragaria × ananassa). Acta Hort., vol. 567(2), pp. 615–618. DOI: 10.17660/ActaHortic.2002.567.132Lerceteau-Kohler E., Roudeillac P. et al. (2002) The use of molecular markers for durable resistance breeding in the cultivated strawberry (Fragaria × ananassa). Acta Hort., vol. 567(2), pp. 615–618. DOI: 10.17660/ActaHortic.2002.567.132Lerceteau-Kohler E., Guerin G. et al. (2005) Identification of SCAR markers linked to Rca2 anthracnose resistance gene and their assessment in strawberry germplasm. Theor. Appl. Genet., vol. 111, pp. 862–870. DOI: 10.1007/s00122-005-0008-1Lerceteau-Kohler E., Guerin G. et al. (2005) Identification of SCAR markers linked to Rca2 anthracnose resistance gene and their assessment in strawberry germplasm. Theor. Appl. Genet., vol. 111, pp. 862–870. DOI: 10.1007/s00122-005-0008-1Puchooa D. A. (2004) Simple, rapid and efficient method for the extraction of genomic DNA from lychee (Litchi chinensis Sonn.). African Journal of Biotechnology, vol. 3, no. 4, pp. 253–255.Puchooa D. A. (2004) Simple, rapid and efficient method for the extraction of genomic DNA from lychee (Litchi chinensis Sonn.). African Journal of Biotechnology, vol. 3, no. 4, pp. 253–255.Smith B. J. (2008) Epidemiology and pathology of strawberry anthracnose: a North American perspective. Hort. Science, vol. 43(1), pp. 69–73.Smith B. J. (2008) Epidemiology and pathology of strawberry anthracnose: a North American perspective. Hort. Science, vol. 43(1), pp. 69–73.Sturzeanu M. Coman M. et al. (2016) Molecular characterization of allelic status of the Rpf1 and Rca2 genes in six cultivars of strawberries. Acta Hortic., vol. 1139, pp. 107–112. DOI: 10.17660/ActaHortic.2016.1139.19Sturzeanu M. Coman M. et al. (2016) Molecular characterization of allelic status of the Rpf1 and Rca2 genes in six cultivars of strawberries. Acta Hortic., vol. 1139, pp. 107–112. DOI: 10.17660/ActaHortic.2016.1139.19Wagner A., Hetman B. (2016) Susceptibility of strawberry cultivars to Colletotrichum acutatum J.H. Simmonds. Acta Scientiarum Polonorum-Hortorum Cultus, vol. 15(6), pp. 209–219.Wagner A., Hetman B. (2016) Susceptibility of strawberry cultivars to Colletotrichum acutatum J.H. Simmonds. Acta Scientiarum Polonorum-Hortorum Cultus, vol. 15(6), pp. 209–219.

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