Preview

Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции

Расширенный поиск

Оценка устойчивости клоновых подвоев яблони к бактериальному ожогу с использованием молекулярных маркеров

https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-4-185-191

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Клоновые подвои яблони – один из основных компонентов интенсивного садоводства. Степень поражения подвоя бактериальным ожогом влияет на устойчивость сорто-подвойной комбинации. Представлены исследования по маркированию локусов количественных признаков (QTL) устойчивости клоновых подвоев яблони к бактериальному ожогу плодовых культур (возбудитель Erwinia amylovora (Burrill.) Winslow et al.).

Материалы и методы. Проведен анализ коллекции из 20 форм подвоев. Для исследования были использованы SCAR-маркеры GE-8019 и AE10-375, а также микросателлитный маркер CH-F7-FB1.

Результаты. Отмечен полиморфизм по всем трем маркерам, выявлены различные их сочетания в одном генотипе. Ранее отмечалось, что генотипы, которые несут все три маркера, более устойчивы, чем те, у которых они отсутствуют. Наличие всех трех маркеров отмечено только у форм 62-396 (В10), 16-1 и 2-9-12. У остальных генотипов не выявлен маркер GE-8019. Маркер АЕ10-375 идентифицирован у восьми клоновых подвоев. Микросателлитный маркер CH-F7-FB1 присутствует у всех исследуемых подвоев. Однако здесь отмечен полиморфизм. У большинства генотипов присутствует фрагмент 174 пн, но у двух из 20 форм выявлен фрагмент 210 пн. Клоновый подвой 70-20-21 является гетерозиготным по этому локусу. В анализируемой коллекции также отмечены образцы, имеющие только микросателлитный маркер: 70-20-21, G16, 2-12-10, 83-1-15, 54-118 (В118), «Малыш Будаговского», 71-7-22, 57-491, «Парадизка Будаговского» (В9), 70-20- 20 (В119), 76-3-6, 87-7-12. Изучение подвойных форм по признаку устойчивости к метаболитам возбудителя бактериального ожога проводили в лабораторных условиях с использованием культурального фильтрата E. amylovora на листовых эксплантах in vitro. У большинства изученных генотипов отмечены различные сочетания маркеров. Проведенные эксперименты показали, что у исследуемых форм с двумя маркерами из трех (АЕ10-375 и CH-F7-FB1) фенотипически проявлялся признак устойчивости к метаболитам E. amylovora

Об авторах

И. Н. Шамшин
Мичуринский государственный аграрный университет
Россия
393760 Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101


М. В. Маслова
Мичуринский государственный аграрный университет
Россия
393760 Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101


Н. В. Дренова
Всероссийский центр карантина растений
Россия
140150 Московская обл., Раменский р-н, Быково, ул. Пограничная, 32


М. Л. Дубровский
Мичуринский государственный аграрный университет
Россия
393760 Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101


О. В. Парусова
Мичуринский лицей-интернат
Россия
393764 Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Новая, 13-а


Список литературы

1. Akomolafe G.F., Paul T.T., Ubhenin A., Abok J. Phytotoxici ty of filtrate extracts of fungal pathogens on selected to ma to (Solanum lycopersicum L.) cultivars. ASM Science Journal. 2019;12:1-9. DOI: 10.32802/asmscj.2019.263

2. Baldo J.L., Norelli J.L., Farrell Jr. R.E., Bassett C.L., Ald winckle H.S., Malnoy M. Identification of genes differentially expressed during interaction of resistant and susceptible apple cultivars (Malus × domestica) with Erwinia amylovora. BMC Plant Biology. 2010;10(1):1. DOI: 10.1186/1471-2229-10-1

3. Baumgartner I.O., Patocchi A., Frey J.E., Peil A., Kellerhals M. Bre eding elite lines of apple carrying pyramided homozygous resistance genes against apple scab and resistance against powdery mildew and fire blight. Plant Molecular Biology Reporter. 2015;33(5):1573-1583. DOI: 10.1007/s11105-015-0858-x

4. Calenge F., Drouet D., Denancé C., Van de Weg W.E., Brisset M.N., Paulin J.P. et al. Identification of a major QTL together with several minor additive or epistatic QTLs for resistance to fire blight in apple in two related progenies. Theoretical and Applied Genetics. 2005;111(1):128- 135. DOI: 10.1007/s00122-005-2002-z

5. Cline J.A., Hunter D.M., Bonn W.G., Bijl M. Resistance of the Vineland series of apple rootstocks to fire blight caused by Erwinia amylovora. Journal of American Pomological Society. 2001;55(4):218-221.

6. De Castro G.L.S., de Lemos O.F., Tremacoldi C.R., Moraes F.K.C., dos Santos L.R.R., Pinheiro H.A. Susceptibility of in vitro black pepper plant to the filtrate from a Fusarium solani f. sp. piperis culture. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC). 2016;127(1):263-268. DOI: 10.1007/s11240-016-1031-4

7. Emeriewen O.F., Richter K., Piazza S., Micheletti D., Broggi ni G.A., Berner T. et al. Towards map-based cloning of FB_Mfu10: identification of a receptor-like kinase candidate gene underlying the Malus fusca fire blight resistance locus on linkage group 10. Molecular Breeding. 2018;38(8):106. DOI: 10.1007/s11032-018-0863-5

8. Fazio G., Aldwinckle H., Robinson T. Unique characteristics of Geneva apple rootstocks. New York State Fruit Quarterly. 2013;1(2):25-28.

9. Iwamoto K., Takamatsu S., Yamamoto M. Alternaria alternata causing black spot of peach produces a host-specific toxin. Journal of General Plant Pathology. 2019;85(5):395- 400. DOI: 10.1007/s10327-019-00859-5

10. Jensen P.J., Halbrendt N., Fazio G., Makalowska I., Altman N., Praul C. et al. Rootstock-regulated gene expression patterns associated with fire blight resistance in apple. BMC genomics. 2012;13(1):9. DOI: 10.1186/1471-2164-13-9

11. Khan M.A., Durel C.E., Duffy B., Drouet D., Kellerhals M., Gessler C. et al. Development of molecular markers linked to the ‘Fiesta’ linkage group 7 major QTL for fire blight resistance and their application for marker-assisted selection. Genome. 2007;50(6):568-577. DOI: 10.1139/G07-033

12. Khan M.A., Zhao Y.F., Korban S.S. Molecular mechanisms of pathogenesis and resistance to the bacterial pathogen Erwinia amylovora, causal agent of fire blight disease in Rosaceae. Plant Molecular Biology Reporter. 2012;30(2):247-260. DOI: 10.1007/s11105-011-0334-1

13. Kost T. Functionality of the FB_MR5 fire blight resistance gene of Malus × robusta 5 [dissertation]. ETH Zürich, 2016. DOI: 10.3929/ethz-a-010656323

14. Kviklys D., Kviklienė N., Bite A., Lepsis J., Univer T., Univer N. et al. Baltic fruit rootstock studies: evaluation of 12 apple rootstocks in North-East Europe. Horticultural Science. 2012;39(1):1-7.

15. Liebhard R., Gianfranceschi L., Koller B., Ryder C.D., Tarchini R., Van De Weg E. et al. Development and characterisation of 140 new microsatellites in apple (Malus × domestica Borkh.). Molecular Breeding. 2002;10(4):217- 241. DOI: 10.1023/A:1020525906332

16. Liebhard R., Koller B., Gianfranceschi L., Gessler C. Creating a saturated reference map for the apple (Malus × domestica Borkh.) genome. Theoretical and Applied Genetics. 2003;106(8):1497-1508. DOI: 10.1007/s00122-003-1209-0

17. Maggini V., Mengoni A., Gallo E.R., Biffi S., Fani R., Firen zuoli F. et al. Tissue specificity and differential effects on in vitro plant growth of single bacterial endophytes isolated from the roots, leaves and rhizospheric soil of Echinacea purpurea. BMC Plant Biology. 2019;19(1):284. DOI: 10.1186/s12870-019-1890-z

18. Maliepaard C., Alston F.H., van Arkel G., Brown L.M., Chevreau E., Dunemann F., Evans K.M. et al. Aligning male and female linkage maps of apple (Malus pumila Mill.) using multi-allelic markers. Theoretical and Applied Genetics 1998;97(1-2):60-73. DOI: 10.1007/s001220050867

19. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 2006;15(3):473-497. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

20. Norelli J.L., Jones A.L., Aldwinckle H.S. Fire blight management in the twenty-first century: using new technologies that enhance host resistance in apple. Plant Disease. 2003;87(7):756-765. DOI: 10.1094/PDIS.2003.87.7.756

21. Omasheva M.Y., Pozharskiy A., Maulenbay A., Ryabu shkina N.A., Galiakparov N. SSR genotyping of Kazakhstani apple varieties: identification of alleles associated with resistance to highly destructive pathogens. Eurasian Journal of Applied Biotechnology. 2016;2:46-58. DOI: 10.11134/btp.2.2016.4

22. Peil A., Garcia-Libreros T., Richter K., Trognitz F.C., Trognitz B., Hanke M.V. et al. Strong evidence for a fire blight resistance gene of Malus robusta located on linkage group 3. Plant Breeding. 2007;126(5):470-475. DOI: 10.1111/j.1439-0523.2007.01408.x

23. Peil A., Hanke M.V., Flachowsky H., Richter K., Garcia-Libre ros T., Celton J.M. et al. Confirmation of the fire blight QTL of Malus× robusta 5 on linkage group 3. Acta Horticulturae. 2008;793:297-303. DOI: 10.17660/ActaHortic.2008.793.44

24. Peil A., Wöhner T., Hanke M.V., Flachowsky H., Richter K., Wen sing A. et al. Comparative mapping of fire blight resistance in Malus. Acta Horticulturae. 2014;1056:47-51. DOI: 10.17660/ActaHortic.2014.1056.4

25. Russo N.L., Robinson T.L., Fazio G., Aldwinckle H.S. Fire blight resistance of Budagovsky 9 apple rootstock. Plant Disease. 2008;92(3):385-391. DOI: 10.1094/PDIS-92-3-0385

26. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под ред. Е.Н Седова, Т.П. Огольцовой. Орел: ВНИИСПК; 1999.

27. Tóth M., Ficzek G., Király I., Honty K., Hevesi M. Evaluation of old Carpathian apple cultivars as genetic resources of resistance to fire blight (Erwinia amylovora). Trees. 2012;27(3):597-605. DOI: 10.1007/s00468-012-0814-4

28. Wilcox W.F. Fire blight fact sheet. Cornell University; 1994. Available from: http://www.nysipm.cornell.edu/factsheets/treefruit/diseases/fb/fb.pdf [accessed July 20, 2020].

29. Wöhner T.W., Flachowsky H., Richter K., Garcia-Libreros T., Trognitz F., Hanke M.V. et al. QTL mapping of fire blight resistance in Malus × robusta 5 after inoculation with different strains of Erwinia amylovora. Molecular Breeding. 2014;34(1):217-230. DOI: 10.1007/s11032-014-0031-5


Для цитирования:


Шамшин И.Н., Маслова М.В., Дренова Н.В., Дубровский М.Л., Парусова О.В. Оценка устойчивости клоновых подвоев яблони к бактериальному ожогу с использованием молекулярных маркеров. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(4):185-191. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-4-185-191

For citation:


Shamshin I.N., Maslova M.V., Drenova N.V., Dubrovsky M.L., Parusova O.V. Assessment of fire blight resistance in apple clonal rootstocks using molecular markers. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2020;181(4):185-191. https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-4-185-191

Просмотров: 77


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


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