Устойчивость диких видов картофеля к фитофторозу в полевых условиях Северо-Запада РФ

Актуальность. Несмотря на усилия селекционеров, поражение растений картофеля фитофторозом остается важной причиной потери урожая. Интрогрессия генов устойчивости к болезни от диких видов Solanum L. является основным методом придания устойчивости к патогену сортам картофеля. Для большей эффективности селекционной работы необходимо выявление источников устойчивости среди широкого ряда видов в условиях жесткого естественного инфекционного фона.

Материал и методы. Материалом для исследования служил 1141 образец 99 диких видов картофеля, принадлежащих к 15 таксономическим сериям в системе Дж. Хокса (J. Hawkes). Каждый образец оценивали в течение 3–5 лет. Поражение растений отмечали еженедельно с момента появления первых симптомов болезни с использованием 9-балловой шкале, где балл 9 означает отсутствие симптомов поражения, балл 1 – растение полностью поражено. Устойчивыми считали растения, оцениваемые баллами от 6 до 9.

Результаты и выводы. В результате полевых обследований выявлены виды, среди которых возможен поиск источников стабильно высокой устойчивости к фитофторозу. Наиболее высокий процент устойчивых образцов найден среди видов с ареалами в Мексике: в составе большинства из них отмечено преобладание высоко устойчивых образцов. У небольшой части центрально-американских видов и значительной части видов с ареалами в Южной Америке наблюдали высокую вариабельность уровня устойчивости ботвы к фитофторозу.

1. Ballvora A., Ercolano M.R., Weiss J., Meksem K., Bormann C.A., Oberhagemann P., Salamini F., Gebhardt C. The Rͭ gene for potato resistance to late blight (Phytophtora infestans) belongs to the leucine zipper/NBS/LRR class of plant resistance genes. The Plant Journal. 2002;30(3):361-371. DOI: 10.1046/j.1365-313x.2001.101292.x

2. Carputo D., Alioto D., Aversano R., Garramone R., Miraglia V., Villano C., Frusciante L. Genetic diversity among potato species as revealed by phenotypic resistances and SSR markers. Plant Genetic Resources. 2013;11(2):131-139. DOI: 10.1017/S1479262112000500

3. Colton L.M., Groza H.I., Wielgus S.M., Jiang J. Marker-assisted selection for the broad-spectrum potato late blight resistance conferred by gene RB derived from a wild potato species. Crop Science. 2006;46:589-584 DOI: 10.2135/cropsci2005.0112

4. Fry W. Phytophthora infestans: the plant (and R gene) destroyer. Mol. Plant Pathol., 2008;9(3):385-402. DOI: 10.1111/j.1364-3703.2007.00465.x

5. Gebhardt C., Valkonen J.P.T. Organization of genes controlling disease resistance in potato genome. Annu Rev Phytopathol. 2001;39:79-102 DOI: 10.1146/annurev.phyto.39.1.79

6. Hawkes J.G. Origins of cultivated potatoes and species relationships. In: Bradshaw J.E., Mackay G.R. (eds.) Potato genetics. Wallingford: CAB International. p.3-42.

7. Hawkes J.G. The potato: evolution, biodiversity and genetic resources. London: Belhaven Press; 1990.

8. Hein I., Birch P.R.J., Danan S., Lefebvre V., Odeny D.A., Gebhardt C., Trognitz F., Bryan G.J. Progress in mapping and cloning qualitative and quantitative resistance against Phytophthora infestans in potato and its wild relatives. Potato Res. 2009;52(3):215-227. DOI: 10.1007/s11540-009-9129-2

9. Hijmans R.J., Spooner D.M. Geographic distribution of wild potato species. American Journal of Botany. 2001;88(11):2101-2112. DOI: 10.2307/3558435

10. Huang S., Van Der Vossen E.A.G., Kuang H., Vlee shouwers V.G.A.A., Zhang N., Borm T.J.A., Van Eck H.J., Baker B., Jacobsen E., Visser R.G.F. Comparative genomics enabled the isolation of the Rͯa late blight resistance gene in potato. The Plant Journal. 2005;42(2):251-261. DOI: 10.1111/j.1365-313X.2005.02365.x

11. Mastenbroek C. Over de differentiatie van Phytophthora infestans (Mont.) De Bary en de vererving van de resistentie van Solanum demissum Lindl. Thesis Landbouwhogeschool, Wageningen, Amsterdam, Kinsbergen; 1952. [in Dutch]

12. McCord P.H., Sosinski B.R., Haynes K.G., Clough M.E., Yencho G.C. QTL mapping of internal heat necrosis in tetraploid potato. Theor Appl Genet. 2011;122(1):129-142. DOI: 10.1007/s00122-010-1429-z

13. Ramsay G., Stewart H.E., De Jong W., Bradshaw J.E., Mackay G.R. Introgression of late blight resistance into Solanum tuberosum. In: Scarascia Mugnozza G.T., Porceddu E., Pagnotta M.A. (eds). Genetics and Breeding for Crop Quality and Resistance: Proceedings of the XV EUCARPIA Congress, Viterbo, Italy, September 20–25, 1998. Viterbo; 1999. p.25-32. DOI: 10.1007/978-94-011-4475-9

14. Schober B., Turkensteen L.J. Recent and future development in potato fungal pathology. European Journal of Plant Pathology, 1992;98:73-83. DOI: 10.1007/BF01974474

15. SƵliwka J., Jakuczun H., Chmielarz M., Hara-Skrzypiec A., Tomczynska I., Kilian A., Zimnoch-Guzowska E. Late blight resistance gene from Solanum ruiz-ceballosii is located on potato chromosome X and linked to violet flower colour. BMC Genet. 2012;13:11. DOI: 10.1186/1471-2156-13-11

16. Spooner D.M., Salas A., Huaman Z., Hijmans R. Wild potato collecting expedition in southern Peru (Departments of Apurimac, Arequipa, Cusco, Moquegua, Puno, Tacna) in 1998: taxonomy and new genetic resources. Am. J. Pot Res. 1999;76(3):103-109. DOI: 10.1007/BF02853575

17. Spooner D.M., van den Berg R.G., Rodrıguez A., Bamberg J., ́ Hijmans R.J., Lara-Cabrera S.I. Wild potatoes (Solanum section Petota; Solanaceae) of North and Central America. Syst. Bot. Monog. 2004;68:1-209.

18. Государственный реестр селекционных достижений. Сорта картофеля. 2018. URL: https://potato.professorhome.ru/god-vneseniya-v-reestr/2018-god [дата обращения: 22.06.2019].

19. Веденяпина Е.Г., Зотеева Н.М., Патрикеева М.В. Phytophthora infestans в Ленинградской области: гены вирулентности, типы совместимости и жизнеспособность ооспор. Микология и фитопатология. 2002;36(6):77-85.

20. Широкий унифицированный классификатор СЭВ видов картофеля секции Tuberarium (Dun.) Buk. рода Solanum L. Ленинград: ВИР; 1977.

21. Zoteyeva N., Chrzanowska M., Flis B., Zimnoch-Guzowska E. Resistance to pathogens of the potato accessions from the collection of N.I. Vavilov Institu e of Plant Industry (VIR). Am. J. Pot Res. 2012;89(4):277-293. DOI: 10.1007/s12230-012-9252-5

22. Зотеева Н.М. Фитофтороустойчивость образцов мексиканских диких видов картофеля и их гибридов к трем изолятам Phytophthora infestans. Вестник защиты растений. 2016;3(89):72-73.

23. Зотеева Н.М. Устойчивость к фитофторозу дикорастущих видов различного географического происхождения. Научно-технический бюллетень ВИР. 1988;(181):49-51.

24. Зотеева Н.М. Дикорастущие виды картофеля, устойчивые к фитофторозу. Научно-технический бюллетень ВИР. 1984;144:57-58.

25. Zoteyeva N.M., Patrikeeva M.V. Phenotypic characteristics of North-West Russian populations of Phytophthora infestans (2003-2008). In: Schepers H.T.A.M. (ed.). PRO-Special report no. 14. Wageningen: EuroBlight; 2010. p.213-216.