190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44; Отдел генетики; ведущий научный сотрудник Лаборатории иммунитета Отдела генетики; д.б.н., профессор
42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000; Department of Genetics
190000 г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44; Отдел генетики; старший научный сотрудник Лаборатории иммунитета Отдела генетики; к.б.н.
42, 44 Bolshaya Morskaya Street, St. Petersburg 190000; Department of Genetics
Актуальность. Идентификация генов устойчивости к болезням является важнейшим этапом при рекомендации для использования образцов в селекции на резистентность. Для этого применяются три метода: гибридологический анализ, фитопатологический тест и ДНК-маркирование. Метод ПЦР-маркеров для идентификации генов устойчивости пшеницы и ее родичей к листовой ржавчине широко используется в нашей стране. Однако наличие фрагмента амплификации определенной длины вряд ли может рассматриваться как доказательство наличия гена устойчивости (вследствие рекомбинаций и мутаций в течение эволюции вида). Цель настоящего исследования – сравнение молекулярногенетического и фитопатологического методов идентификации эффективных генов ювенильной устойчивости к листовой ржавчине Lr9 и Lr41 у образцов трех видов рода Aegilops L.
Материалы и методы. Идентифицировали гены устойчивости Lr9 и Lr41 у сорока образцов рода Aegilops с помощью ПЦР при использовании праймеров J13 и GDM35 соответственно. Фитопатологический тест проводили при заражении проростков популяцией возбудителя и клонами гриба, вирулентными к линии пшеницы с геном Lr9.
Результаты и выводы. По результатам молекулярного маркирования ген Lr41 присутствует у двенадцати образцов Ae. tauschii Coss.; Lr9 – у четырех образцов Ae. umbellulata Zhuk. и четырех образцов Ae. biuncialis Vis. Все образцы Ae. tauschii, два образца Ae. umbellulata и три Ae. biuncialis, у которых по результатам молекулярного тестирования имеются эффективные гены резистентности, поражались популяцией патогена. Для трех образцов Ae. umbellulata, не имеющих гена Lr9 по результатам ДНК-маркирования, показано его наличиефитопатологическим тестом. Таким образом, наблюдаются значительные различия в постулировании генов резистентности к ржавчине Lr9 и Lr41 у образцов Aegilops при использовании фитопатологического теста и ДНК-маркирования.
Background. Identification of effective genes for disease resistance in resistant plant samples is the most important step toward recommending them for breeding. There are three main methods for such identification: hybridological analysis, phytopathological test, and DNA marking. The method of PCR markers is widely used in Russia to identify resistance genes in wheat relatives, including the genus Aegilops L. for resistance to leaf rust. From a theoretical viewpoint, the presence of a certain amplification fragment can hardly be interpreted as a definite proof of the presence of a resistance gene: during the species evolution, recombinations and mutations could occur, resulting in disturbance of the fragment’s presence and phenotypic expression of its connection with resistance. The purpose of this work was a comparison between molecular-genetic and phytopathological methods to identify leaf rust resistance genes Lr9 and Lr41 in three Aegilops species.
Materials and methods. We identified leaf rust resistance genes Lr9 and Lr41 in forty Aegilops accessions using PCR with J13 and GDM35 primers, respectively. In the phytopathological test, the seedlings were infected with the pathogen population (avirulent to Lr9 and Lr41 genes) and the fungus clones virulent to the wheat line with the Lr9 gene.
Results and conclusions. According to the data of molecular marking, the Lr41 gene was present in twelve Ae. tauschii Coss. accessions; Lr9 in four Ae. umbellulata Zhuk. accessions and four of Ae. biuncialis Vis. All accessions of Ae. tauschii, two of Ae. umbellulata, and three of Ae. biuncialis, possessing effective resistance genes according to the molecular testing, were susceptible to the pathogen population. For three Ae. umbellulata accessions resistant to the population, where DNA marking failed to identify an Lr9 gene, the presence of this gene was shown by a phytopathological test. Thus, there were significant differences in the postulation of effective Lr9 and Lr41 leaf rust resistance genes in Aegilops accessions after a phytopatological test and the use of DNA markers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.