Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск

Устойчивые к фитофторозу гибридные клоны картофеля в коллекции генетических ресурсов растений ВИР

https://doi.org/10.30901/2227-8834-2018-3-278-292

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Фитофтороз является широко распространенным и вредоносным заболеванием картофеля. Использование генетического разнообразия культурных и дикорастущих сородичей картофеля из коллекции ВИР позволяет создавать межвидовые гибриды - перспективные родительские формы для селекции на устойчивость к фитофторозу.

Цель исследования. Отбор гибридных клонов картофеля с высокой и долговременной устойчивостью к фитофторозу и выделение среди них генотипов перспективных для поиска новых генов или новых аллелей уже известных генов устойчивости к Phytophtora infestans (Mont.) de Bary.

Материалы и методы. В течение 2015-2017 гг. в Северо-Западном и Центральном регионах России в полевых условиях оценены 45 гибридных клонов, несущих генетический материал от двух до девяти видов секции Petota Dumort. рода Solanum L., и шесть сортов картофеля, использованных в качестве контроля. Определяли относительную степень поражения растений фитофторозом (rAUDPC - relative Area Under Disease Progress Curve), относительную устойчивость к фитофторозу (Sx) и балл поражения растений в конце вегетации. В лабораторных опытах 36 генотипов оценены на устойчивость к заражению вирулентными высоко агрессивными изолятами P. infestans. из Государственной коллекции ВНИИФ (Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии). Параллельно с помощью ДНК-маркеров определено присутствие трех генов устойчивости к фитофторозу (Rpi - Resistance to Phytophthora infestans), обладающих широкой специфичностью по отношению к расам этого патогена.

Результаты и выводы. Начальный период заражения, скорость развития патогена и степень поражения растений картофеля фитофторозом существенно различались в 2015-2017 гг. Показатели rAUDPC у гибридов и сортов картофеля в разные годы варьировали, но связь между значениями rAUDPC у одних и тех же генотипов была статистически значимой (г = 0.870.94). Ежегодно сорт 'Sarpo Mira' и клоны 10/05-09 и 50/1 КВА отличались высокой устойчивостью к заболеванию (Sx = 7-8 баллов). У остальных генотипов картофеля значения показателя Sx зависели от года испытания. При искусственном заражении устойчивы к P. infestans сорт 'Sarpo Mira' и 12 гибридных клонов: 38 КВА, 24-1, 24-2, 16/27-09, 4-1-2012, 118-5-2011, 39-1-2005, 50/1 КВА, 12/1-09, 171-3, 134-2-2006 и 15/13-09. Установлена средняя степень согласованности оценок устойчивости картофеля в полевых и лабораторных опытах: коэффициент корреляции Спирмена r = 0.450.50 (p <0.05). При кластерном анализе 36 генотипов картофеля распадались на три группы, которые значимо различались по устойчивости к фитофторозу в различных условиях среды. Высокая устойчивость к фитофторозу предположительно связана с присутствием генов устойчивости с широкой расовой специфичностью (R8 = Rpi-smira2 у 'Sarpo Mira' и Rpi-blb1, Rpi-blb2 и Rpi-vnt1 у межвидовых гибридов).

Об авторах

Е. В. Рогозина
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
Россия

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



Н. А. Чалая
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова
Россия

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



М. А. Кузнецова
Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии
Россия

143050, Одинцовский р-н, Московская обл., р.п. Большие Вяземы, ул. Институт, 5-а



В. Н. Демидова
Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии
Россия


А. Н. Рогожин
Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии
Россия


Т. И. Сметанина
Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии
Россия


М. П. Бекетова
Всероссийский институт сельскохозяйственной биотехнологии
Россия

127550, Москва, ул. Тимирязевская, 42



О. А. Фадина
Всероссийский институт сельскохозяйственной биотехнологии
Россия

127550, Москва, ул. Тимирязевская, 42



Э. Е. Хавкин
Всероссийский институт сельскохозяйственной биотехнологии
Россия

127550, Москва, ул. Тимирязевская, 42



Список литературы

1. Colon L. T., Budding D. J., Keizer L.C.P., Pieters J. Components of resistance to late blight (Phytophthora infestans) in eight South American Solanum species // European J. Plant. Pathol., 1995, vol. 101, pp. 441-456.

2. ColonL.,NielsenB,Darsow U. Field test for foliage blight resistance. http://euroblight.net/protocols/ Field test for foliage blight resistance. 2004. http://euroblight.net/fileadmin/euroblight/Protocols/Field_Test_Foliar_Blight_rsvised.pdf.

3. Cooke D. E. L., Cano L. M., Raffaele S., Bain R. A., Cooke L. R. et al. Genome Analyses of an Aggressive and Invasive Lineage of the Irish Potato Famine Pathogen // PLoS Pathog., 2012, vol. 8, no. 10: e1002940. Doi: 10.1371/journal.ppat.1002940.

4. Фадина О. А., Бекетова М. П., Соколова Е. А., Кузнецова М. А., Сметанина Т. И., Рогозина Е. В., Хавкин Э. Е. Упреждающая селекция: использование молекулярных маркеров при создании доноров устойчивости картофеля к фитофторозу на основе сложных межвидовых гибридов // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52, № 1, C. 84-94. Doi: 10.15389/agrobiology.2017.184.rus.

5. Forbes G., Perez W., Andrade Piedra J. Field assessment of resistance in potato to Phytophthora infestans: International cooperators guide. 2014. 35 p. http://cipotato.org/wpcontent/uploads/2014/06/006154.pdf.

6. Fry W. E., Birch P. R. J., Judelson H. S., GrunwaldN. J., Danie G., EvertsK. L., Geven A. J., Gugino B. K., Johnson D. A., Johnson S. B., McGrath M. T., Myers K. L., Ristaino J. B., Roberts P. D., Secor G., Smart C. D. Five reasons to consider Phytophthora infestans a re-emerging pathogen // Phytopathology, 2015, vol. 105, pp. 966-981. http://www.plantpath.cornell.edu/Fry/PHYT0-01-15-0005-FI.pdf.

7. Fry W. E., McGrath M. T., Seaman A., Zitter T. A., McLeod A., Danies G., Small I. M., Myers K., Everts K., Gevens A. J., Gugino B. K., Johnson S. B., Judelson H., Ristaino J., Roberts P., Secor G., Seebold K., Snover-Clift K., Wyenandt A., Grunwald N. J., Smart C. D. The 2009 Late Blight Pandemic in the Eastern United States - Causes and Results // Plant Disease, 2013, vol. 97, no. 3, pp. 296-306.

8. Halterman D.A., Chen Y., Sopee J., Berduo-Sandoval J., Sanchez-Perez A. Competition between Phytophthora infestans effectors leads to increased aggressiveness on plants containing broad-spectrum late blight resistance // PLoS ONE, 2010, vol.5, no. 5: e10536. Doi: 10.1371/journal.pone.0010536.

9. James W. C. An illustrated series of assessment keys for plant diseases, their preparation and usage // Can. Plant Dis. Surv., 1972, vol. 51, pp. 39-65.

10. Jiang R., Li J., Tian Z., Du J., Armstrong M., Baker K., Lim J. T-Y., Vossen J. H., He H., Porta L., Zhou J., Bonierbale M, Hein I., Lindqvist-Kreuze H, Xie C. Potato late blight field resistance from QTL dPI09c is conferred by the NB-LRR gene R8 // Journal of experimental botany, 2018, vol. 69, no. 7, pp. 1545-1555.

11. Козлов В. А., Рогозина Е. В. Созданные в ВИР межвидовые гибридные клоны картофеля - источники ценных признаков для селекции картофеля в Беларуси // Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2014. Т. 175, вып. 2. С. 61-72.

12. Kuznetsova M. A., Spiglasova S. Yu., Rogozhin A. N., Smetanina T. I., Filippov A. V. A new approach to measure potato susceptibility to Phytophthora infestans, a causal organism of the late blight. In: PPO-Special Report (ed. H.T.A.M. Schepers), 2014, no. 16, pp. 223-233. http://euroblight.net/fileadmin/euroblight/Publications/EuroBlight_Proceedings_2014_HR.pdf

13. Кузнецова М. А., Козловский М. П., Бекетова М. П., Соколова Е. А., Малышенко О. П., Алексеев Я. И., Рогозина Е. В., Хавкин Э. Е. Фитопатологическая и молекулярная характеристика изолятов Phytophthora infestans, собранных на устойчивых и восприимчивых генотипах картофеля // Микология и фитопатология. 2016. Т. 50. С.175-184.

14. Кузнецова М. А., Стацюк Н. В., Рогожин А. Н., Уланова Т. И., Морозова Е. В., Демидова В. Н. Мониторинг изолятов Phytophthora infestans, выделенных с картофеля и томатов в Московской области (2009-2017 гг.) // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32, № 3, C. 28-33. Doi:10.24411/0235-2451-2018-10306.

15. Lehsten V., WiikL., HannukkalaA., Andreasson E., Chen D., Ou T. et all. Earlier occurrence and increased explanatory power of climate for the first incidence of potato late blight caused by Phytophthora infestans in Fennoscandia // PLoS ONE. 2017, vol. 12, no. 5: e0177580. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0177580.

16. Рогозина Е. В. Межвидовые гибриды картофеля - доноры устойчивости к фитофторозу // Докл. РАСХН, 2003. Т. 2. C. 8-11.

17. Рогозина Е. В., Бирюкова В. А., Симаков Е. В., Жарова В. А., Чалая Н. А., Кузнецова М. А., Рогожин А. Н., Бекетова М. П., Фадина О. А., Хавкин Э. Е. Межвидовые гибриды как родительские формы для упреждающей селекции картофеля на устойчивость к болезням и вредителям // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32, № 1. C. 26-31. Doi: 10.24411/0235-2451-2018-10105.

18. Рогозина Е. В., Хавкин Э. Е. Межвидовые гибриды картофеля как доноры долговременной устойчивости к патогенам // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21, № 1. C. 30-41. Doi: 10.18699/VJ17.221.

19. Rogozina E. V., Kuznetsova M. A., Patrikeyeva M. V., Spiglazova S. Y., Smetanina T. I., Semenova N. N., Deahl K. L. Late blight-resistant tuber-bearing Solanum species in field and laboratory trials. In: Proceedings of the 12th EuroBlight Workshop (Arras, France May 3-6, 2010), PPO-Special Report (ed. H.T.A.M. Schepers). 2010, no. 14, pp 239-246.

20. RogozinaE. V., KuznetsovaM. A.,Fadina O. A., BeketovaM. P., SokolovaE. A., NovikovaL. Yu.,KhavkinE. E. Stability of late blight resistance of potato hybrids with diverse genetic background // In: Proceedings of the 16th EuroBlight Workshop (Aarhus, Denmark, May 14-17, 2017), PAGV - Special Report (ed. H.T.A.M. Schepers) 2017, no. 18, p. 159-166. http://euroblight.net/fileadmin/euroblight/Workshops/Aarhus/Proceedings/Special_Report_18_Totaal.pdf.

21. Симаков Е. А., Жарова В. А., Митюшкин А. В., Бирюкова В. А., Рогозина Е. В., Киру С. Д. Использование генетических ресурсов картофеля для повышения эффективности селекции // Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2017. Т. 177, вып.2. С. 113-121.

22. Sokolova Е .А., Kuznetsova M. A., Ulanova T. I., Rogozhin A. N., Smetanina T. I., Demidova V. N., Beketova M. P., Malyuchenko O. P., Alekseev Ya. I., Rogozina E. V., Khavkin E. E. Pathogenicity of East European strains of Phytophthora infestans vs. resistance of colonized potato plants: the profiles of AVR genes vs. R gene pyramids. In: Proceedings of the 16th EuroBlight Workshop (Aarhus, Denmark, May 14-17, 2017), PAGV - Special Report (ed. H.T.A.M. Schepers) 2017, no. 18, pp. 259-267. http://euroblight.net/fileadmin/euroblight/Workshops/AArhus/Proceedings/Special_Report_18_Totaal.pdf

23. Srivastava A. K., Bag T. K., GurjarM. S., Bhardwaj V., Sharma S., Singh B. P. Evaluation of exotic potato genotypes for resistance to late blight //Indian Phytopath. 2015, vol. 68, no. 1, pp. 78-82.

24. Vossen J. K., Jo K.-R., Vosman B. Mining the genus Solanum for increasing disease resistance. In: R. Tuberosa et al., eds. Genomics of Plant Genetic Resources. 2014. Springer Netherlands, pp. 27-46.

25. Yong G. K., Cooke L. R., Kirk W. W., Tumbalam P., Perez F. M., Deahl K. L. Influence of competition and host plant resistance on selection in Phytophthora infestans populations in Michigan // USA and in Northern Ireland Plant Pathology. 2009, vol. 58, pp. 703-714. Doi: 10.1111/j.1365-3059.2009.02043.x.

26. Zimnoch-Guzowska E., FlisB. Evaluation of resistance to Phytophthora infestans: A survey. In: Late Blight: Managing the Global Threat. Hamburg. 2002, pp. 37-47.


Для цитирования:


Рогозина Е.В., Чалая Н.А., Кузнецова М.А., Демидова В.Н., Рогожин А.Н., Сметанина Т.И., Бекетова М.П., Фадина О.А., Хавкин Э.Е. Устойчивые к фитофторозу гибридные клоны картофеля в коллекции генетических ресурсов растений ВИР. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2018;179(3):278-292. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2018-3-278-292

For citation:


Rogozina E.V., Chalaya N.A., Kuznetsova M.A., Demidova V.N., Rogozin A.N., Smetanina T.I., Beketova M.P., Fadina O.A., Khavkin E.Е. Late blight resistant potato hybrid clones in the VIR collection of plant genetic resources. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2018;179(3):278-292. (In Russ.) https://doi.org/10.30901/2227-8834-2018-3-278-292

Просмотров: 46


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-8834 (Print)
ISSN 2619-0982 (Online)