AGRIS - 

2020

E. T. Ilnitskaya | M. V. Makarkina | S. V. Tokmakov | Е. Т. Ильницкая | М. В. Макаркина | С. В. Токмаков

Столовый виноград является ценным диетическим продуктом. Бессемянный виноград пользуется повышенным спросом у потребителя. По этой причине селекция бессемянных сортов – одно из востребованных направлений в современном виноградарстве, равно как и производство экологически безопасной продукции. Милдью (Plasmopara viticola (Berk. & M.A. Curtis) Berl. & De Toni) – одно из наиболее распространённых грибных заболеваний виноградной лозы. Большинство устойчивых к милдью форм винограда принадлежат к северо-американским видам – Vitis aestivalis Michx., V. berlandieri Planch., V. cinerea (Engelm. ex A. Gray) Engelm. ex Millard, V. riparia Michx., V. rupestris  Scheele и др. Поиск доноров генов устойчивости – актуальная задача. Один из наиболее эффективных генов устойчивости – Rpv3. Источником гена являются некоторые северо-американские виды винограда. Цель проводимой работы – выявление методом ДНК- маркерного анализа гена устойчивости к милдью Rpv3 в генотипах бессемянных сортов винограда. Объект исследования – сорта винограда с рудиментарным развитием семени в ягодах, имеющие в родословной северо-американские виды. В качестве положительного контроля использовали сорта Дунавски лазур, Сейв Виллар 12-375, несущие референсные аллели. В качестве отрицательного контроля использовали V. vinifera L. В исследовании использовали ДНК-маркеры UDV305 и UDV737, позволяющие идентифицировать аллельное состояние гена Rpv3. Работа проведена методом полимеразной цепной реакции. Разделение продуктов реакции – методом капиллярного электрофореза с использованием автоматического генетического анализатора ABI Prism 3130. Оценка результатов при помощи программного обеспечения GeneMapper и PeakScanner. В генотипах винограда Кишмиш запорожский, Леди Патриция, Ремейли сидлесс, Памяти Смирнова и Шаян выявлено наличие функциональных аллелей гена устойчивости к милдью Rpv3. Во всех сортах выявлен один гаплотип из семи известных – Rpv3299 - 279. Анализ родословных изученных сортов показал, что вероятными донорами гена являются родительские формы – гибриды Сейв Виллар и Зейбель. Формы винограда с идентифицированным геном Rpv3 могут быть использованы в селекции бессемянных сортов как доноры устойчивости к милдью. | Table grapes are a valuable dietary product. Seedless grapes are in high demand among consumers. For this reason, the breeding of seedless varieties is one of the popular trends in modern viticulture, along with the production of environmentally friendly products. Downy mildew (Plasmopara viticola (Berk. & M.A. Curtis) Berl. & De Toni) is one of the most common fungal diseases of the grapevine. Most downy mildew resistant grape accessions belong to North American species like Vitis aestivalis Michx., V. berlandieri Planch., V. cinerea (Engelm. ex A. Gray) Engelm. ex Millard, V. riparia Michx., V. rupestris  Scheele, etc. The search for donors of resistance genes is an urgent task. Rpv3 is one of the most significant resistance genes from a number of North American grape varieties. The aim of this work is to identify the downy mildew resistance gene Rpv3 in seedless grape varieties by means of DNA-marker analysis. The grape varieties with rudimentary development of seed in berries and with North American species in the pedigree were chosen as the object of the study. The varieties “Dunavski lazur” and “Seyve Villard 12-375” with reference alleles were used as the positive control, while V. vinifera L. was used as the negative control. UDV305 and UDV737 DNA-markers were used in this study to identify the allelic type of the Rpv3 gene. The work was performed using the polymerase chain reaction. The reaction products were separated by capillary electrophoresis using the ABI Prism 3130 automatic genetic analyzer. Evaluation of the results was done using the GeneMapper and PeakScanner software. Functional alleles of the downy mildew resistance gene Rpv3 were revealed in grape  varieties “Kishmish zaporozhskiy”, “Lady Patricia”, “Remaily seedless”, “Pamyati Smirnova” and “Shayan”. Rpv3299-279, one of the seven known haplotypes, was identified in all the varieties. The pedigree analysis of the studied varieties indicated that the parental forms – “Seyve Villard” and “Seibel” hybrids – are presumably the donors of the gene. Grape accessions with the identified Rpv3 gene can be used in seedless varieties breeding as donors of resistance to downy mildew.

Show more [+]

Less [-]

N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources - Russian Federation

2019

S. O. Baturin | E. A. Filipenko | С. О. Батурин | Е. А.  Филипенко

Taxonomic relationship between Fragaria L. and Potentilla L. representatives is actively discussed today in the context of phylogenetic analysis by molecular markers and hybridization results. According to the data published, crosses between F. х ananassa Duch. (8x) х P anserina L. (4x) produce haploids, parthenogenetic seedlings (8x) and aneuploids. No viable progenies have been obtained. Our long-standing research in F. х ananassa х P anserina hybridization was targeted at obtaining 8x agamospermic progenies and studying their genetic variability. In one of the experiments, when P. anserina pollen was used in crosses, along with 2n = 56 matromorphous seedlings, an absolutely sterile seedling No. 89-3 was produced, which insignificantly differed from F. х ananassa by its phenotype, thus matching the Fragaria type. Chromosome number in root apical meristem cells appeared to be 2n = 6x = 42, being intermediate between the crossed parental forms. The absence of any morphological traits of the pollen parent (P. anserine) showed the need to make molecular genetic analysis in order to prove its hybrid origin. Methods. To trace its origin, the techniques of Polygalacturonase Inhibitor Proteins (PGIPs) PCR and Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) PCR analysis of internal transcribed spacer (ITS) were applied to F. х ananassa х P anserina seedlings. The study showed that seedling No. 89-3 and the parthenogenetic progenies are identical and correspond to the mother form (F. х ananassa). Hence, eliminating 14 chromosomes of F. х ananassa and 14 chromosomes of P. anserina during the first divisions of a zygote (2n = 70) should be considered as the most likely scenario for the 2n = 42 chromosome number development in the studied No. 89-3, so the genetic material of P. anserina was absent in the embryo’s somatic cells. Development of aneuploids and parthenogenetic seedlings (8x) in the crosses of F. х ananassa х P anserina makes it possible to study additional mechanisms of variability appearing in the Fragaria genus. Reproductive isolation of an aneuploid, due to its complete sterility, limits its use solely to a cover plant’s role. In addition, its herbage biomass may be used for making fermented tea. | В настоящее время таксономическое родство представителей Fragaria L. и Potentilla L. активно обсуждается на основе филогенетического анализа по молекулярным маркерам и результатам гибридизации. Согласно опубликованным сведениям при скрещивании F. х ananassa Duch. (8x) х P anserina L. (4х) возникают гаплоиды, 8х-потомки партеногенетического происхождения и анеуплоиды. Жизнеспособных гибридов не было получено. Нами проводились многолетние исследования по гибридизации F. х ananassa х P anserina с целью получения 8х-агамоспермного потомства и изучения в этом потомстве характера генетической изменчивости. В одном из экспериментов при использовании в скрещиваниях пыльцы P. anserina, наряду с матроморфными потомками с 2n = 56 был получен один сеянец (№ 89-3), который являлся полностью стерильным, фенотипически незначительно отличался от F. х ananassa, т. е. соответствовал Fragaria-типу. Подсчет чисел хромосом в клетках корневой меристемы этого сеянца показал 2n = 6x = 42 промежуточное число хромосом между скрещиваемыми родительскими формами. Отсутствие каких-либо морфологических признаков опылителя (P. anserina) инициировало нас на проведение молекулярно-генетического анализа, чтобы окончательно прояснить его происхождение. Проведен RFLP-анализ гена ингибитора полигалактуроназы, а также ITS внутреннего транскрибируемого спейсера, входящего в состав кластера генов, кодирующих рРНК, который показал, что сеянец № 89-3 и партеногенетические потомки по молекулярным маркерам соответствовали материнской форме F. х ananassa, т. е. сеянец № 89-3 является анеуплоидом. В связи с этим наиболее вероятным сценарием формирования у исследуемого образца № 89-3 хромосомного набора 2n = 42 следует считать элиминацию 14 хромосом P. anserina и 14 хромосом F. х ananassa во время первых делений гибридного зародыша (2n = 70), который возник в результате оплодотворения нередуцированной яйцеклетки F. х ananassa (n = 56) редуцированным спермием P. anserina (n = 14). В итоге это событие исключило геномный материал лапчатки в соматических клетках сеянца. Появление анеуплоидов и партеногенетических 8х-потомков при скрещиваниях F. х ananassa х P anserina, позволяет изучать дополнительные механизмы формирования изменчивости в роде Fragaria. Репродуктивная изоляция анеуплоида, ввиду его полной стерильности, позволяет использовать его лишь как почвопокровное растение. Кроме того, его фитомасса может быть пригодна для производства ферментированных чайных напитков

Show more [+]

Less [-]

N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources - Russian Federation