Molecular genetic analysis of F1 tomato hybrids for resistance to Fusarium wilt
Authors: Ерошевская А.С. , Егорова А.А. , Милюкова Н.А. , Пырсиков А.С. 
Published: May 2021

Одно из самых опасных заболеваний томата – фузариозное увядание (Fusarium wilt), возбудитель которого – фитопатогенный гриб Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici. Наиболее эффективный метод борьбы с этой болезнью – выращивание устойчивых сортов и гибридов томата. В настоящее время анализ растений по аллелям генов устойчивости успешно проводят с использованием молекулярных маркеров, которые позволяют выявить различия изучаемых образцов на уровне ДНК. Цель исследований – молекулярно-генетический анализ гибридов томата F1 селекции агрофирмы «Поиск» по устойчивости к фузариозу (ген I2). В качестве объекта исследования были взяты 17 гибридов томата F1 разных товарных групп (крупноплодные, кистевые, коктейль, черри). Исследования проводили в лаборатории маркерной и геномной селекции растений ФГБНУ ВНИИСБ в 2019 году. Для идентификации аллелей гена I2использовали функциональный маркер I-2 c праймерами I-2/5F (CAAGGAACTGCGTCTGTCTG) и I-2/5R (ATGAGCAATTTGTGGCCAGT). ПЦР проводили в амплификаторе Termal Cycler Bio-Rad T 100, визуализацию результатов проводили путем электрофореза в 1,7%-ном агарозном геле с 1х ТАЕ буфером, результаты анализировали с помощью системы Gel Doc 2000. При идентификации гена устойчивости I2 к фузариозу у изучаемых гибридов томата F1 были выявлены фрагменты 633 п.н. (аллель I-2) и 566 п.н. (аллель I-2C), что указывает на их устойчивость к этому заболеванию. Установлено, что из 17 исследуемых гибридов 16 – устойчивы к фузариозу, из них 4 – доминантные гомозиготы по гену I2(аллели I-2). Гибрид F1 835/19 содержит в генотипе оба аллеля устойчивости: I-2 и I-2C. С целью проверки эффективности исследуемого гена I2 планируется оценка гибридов томата F1 методом искусственного заражения в фазе сеянцев (расы 1 и 2 Fusarium oxysporumf.sp. lycopersici). При подтверждении результатов маркерного анализа доминантные гомозиготы по гену I2 будут использованы в селекционном процессе для создания линий-доноров к фузариозу.

One of the most dangerous diseases of tomato is fusarium wilt, caused by phytopathogenic fungus Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici. The growing of tomato resistant varieties and hybrids is the most effective method to control this disease. Now plant analysis for alleles of resistance genes is successfully carried out using molecular markers that allow to identify differences in studied samples at DNA level. The aim of the research is a molecular genetic analysis of tomato F1 hybrids selected by the Poisk AgroFirm for resistance to fusarium wilt (gene I2). As an object of research, 17 hybrids of tomato F1 of different product groups (large-fruited, brush, cocktail, cherry) were taken. The analysis was carried out in the laboratory of marker and genomic plant breeding of FSBSI VNIISB in 2019. The functional marker I-2 with primers I-2/5F (CAAGGAACTGCGTCTGTCTG) and I-2/5R (ATGAGCAATTTGTGGCCAGT) was used to identify I2 gene alleles. The PCR was carried out in the Termal Cycler Bio-Rad T 100 amplifier, the results were visualized by electrophoresis in a 1.7% agarose gel with 1x TAE buffer and were analyzed using the Gel Doc 2000 system. The fragments 633 bp (I-2allele) and 566 bp (I-2C allele) in investigated tomato hybrids indicate their resistance to this disease. Among 17 hybrids 16 are resistant to fusarium wilt, 4 hybrids from them are dominant homozygotes for I2 gene (I-2alleles). Hybrid F1 835/19 has both I-2 and I-2Calleles. To test the I2 gene effectiveness it is planned to assess tomato F1 hybrids by artificial inoculation in seedling phase (Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici races 1 and 2). Dominant homozygotes for I2 gene will be used in breeding programs for creating donor lines of resistance to fusarium wilt if the results of marker analysis are confirmed.