AGRIS - 

2021

N. A. Fomina | O. Yu. Antonova | I. G. Chukhina | E. A. Gimaeva | Z. Stashevski | T. A. Gavrilenko | Н. А. Фомина | О. Ю. Антонова | И. Г. Чухина | Е. А. Гимаева | З. Сташевски | Т. А. Гавриленко

Breeding of potato cultivars adapted to the climatic conditions of the Middle Volga region and resistant to various harmful organisms has always been an urgent task for breeders of the Tatarstan Republic. In the present paper, the potato cultivars bred at the Tatar Research Institute of Agriculture – Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, were taken as an example for demonstrating the results of application and elaboration of methodological approaches that are currently developed at the N.I. Vavilov Institute of Plant Genetic Resources (VIR) for the preparing of nomenclatural standards and their genotyping. At the initiative of the VIR researchers in collaboration with the authors of potato cultivars E.A. Gimaeva and Z. Stashevski plant material was collected and nomenclatural standards for potato cultivars bred at the Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences were prepared. Four nomenclatural standards for Tatarstan potato cultivars (‘Zumba’, ‘Kortni’, ‘Reggi’, ‘Samba’) were prepared in accordance with the provisions of the International Code of Nomenclature For Cultivated Plants, registered in the VIR Herbarium Database, and transferred to the VIR herbarium type collection. Besides, voucher specimens of cv. ‘Tango’ and breeding clone ‘Sal’sa’, which is undergoing the State Variety Test at present, were produced. Genetic passports of Tatarstan varieties (‘Zumba’, ‘Kortni’, ‘Reggi’, ‘Samba’) and one breeding clone (‘Sal’sa’)* were developed using DNA samples from plant material transferred by the authors of the cultivars to the VIR herbarium. The genetic passports include information of the polymorphism of eight chromosome-specific microsatellites, data on the presence/ absence of the diagnostic fragments of 15 markers of the 11 R-genes conferring resistance to various harmful organisms and the information about cytoplasm types. A comparison of the data from genetic passports developed using DNA samples from nomenclatural standard specimens with the results of genotyping of 22 samples of Tatarstan cultivars obtained from different sources (e.g., samples undergoing ecogeographic tests within the framework of the Comprehensive Research Plan of the subprogram “Development of potato breeding and seed production in the Russian Federation”; as well as accessions from the VIR in vitro collection) made it possible to assess the authenticity and uniformity of the studied plant material. | Выведение сортов картофеля, адаптированных к климатическим условиям Среднего Поволжья и устойчивых к различным вредным организмам, является актуальной задачей для селекционеров Республики Татарстан. В данной статье на примере сортов картофеля, выведенных в Татарском НИИ сельского хозяйства «Казанский научный центр РАН», представлены результаты реализации и развития методических подходов к созданию номенклатурных стандартов и их молекулярно-генетической паспортизации, которые разрабатываются во Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). По инициативе сотрудников ВИР совместно с авторами сортов – Е.А. Гимаевой и З. Сташевски – проведены работы по сбору растительного материала и оформлению номенклатурных стандартов сортов картофеля, выведенных в Татарстане. При оформлении номенклатурных стандартов руководствовались положениями Международного кодекса номенклатуры культурных растений. Зарегистрированные в Базе Данных «Гербарий ВИР» номенклатурные стандарты четырех сортов картофеля ‘Зумба’, ‘Кортни’, ‘Регги’, ‘Самба’ переданы в типовой фонд гербария ВИР. Оформлены ваучерные образцы сорта ‘Танго’ и предсорта ‘Сальса’, находящегося в Госсортоиспытании. С использованием ДНК, выделенной из растительного материала, переданного авторами сортов в гербарную коллекцию ВИР, разработаны генетические паспорта этих сортов. В генетические паспорта включена информация о полиморфизме восьми хромосомспецифичных микросателлитов, данные о наличии/отсутствии диагностических фрагментов 15 маркеров 11 R-генов, вовлеченных в контроль устойчивости к различным вредным организмам, и информация о типах цитоплазм этих сортов. Сопоставление данных генетических паспортов растений номенклатурных стандартов и гербарных ваучеров с результатами генотипирования 22 образцов татарстанских сортов, полученных из разных источников (из выборок эколого-географических испытаний 2016-2019 годов, проведенных по Комплексному Плану Научных Исследований подпрограммы «Развитие селекции и семеноводства картофеля в Российской Федерации», а также из in vitro коллекции ВИР), позволило провести оценку подлинности и однородности изученного материала.

Show more [+]

Less [-]

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

2021

N. A. Fomina | O. Yu. Antonova | I. G. Chukhina | D. A. Rybakov | A. D. Safonova | A. A. Meleshin | T. A. Gavrilenko | Н. А. Фомина | О. Ю. Антонова | И. Г. Чухина | Д. А. Рыбаков | А. Д. Cафонова | А. А. Мелешин | Т. А. Гавриленко

The present paper discusses methodological approaches to the creation of nomenclatural standards and genetic passports for Russian cultivars, currently being developed at the N.I. Vavilov Institute of Plant Genetic Resources (VIR) in collaboration with different breeding research centers. Plant material of potato cultivars bred in the Siberian Research Institute of Plant Cultivation and Breeding was collected by the cultivar creator A.D. Safonova in the experimental field of this institute and transferred to the VIR herbarium for preparation of their nomenclatural standards. Plant shoots and tubers of potato cultivars bred in other Siberian research centers in collaboration with the A.G. Lorkh All-Russian Research Institute of Potato Farming (VNIIKH) was collected by the representative of this institute in the experimental field of VNIIKH. As a result of joint research, nomenclatural standards were accomplished for 11 cultivars, namely ‘Аntonina’, ‘Zlatka’, ‘Lina’, ‘Lûbava’, ‘Nakra’, ‘Pamâti Rogačeva’, ‘Sarovskij’, ‘Safo’, ‘Solnečnyj’, ‘Tuleevskij’, ‘Ûna’** bred in five different Siberian breeding institutes including cultivars developed in collaboration with VNIIKH. Nomenclatural standards were prepared according to the ‘International Code of Nomenclature for Cultivated Plants’. DNA samples isolated from nomenclatural standards were used for preparation of genetic passports of these 11 cultivars. These genetic passports include information of the polymorphism of eight chromosome-specific microsatellites, data on the markers of 11 R-genes conferring resistance to various harmful organisms, as well as the information about cytoplasm types. Voucher specimens of additional three Siberian cultivars ‘Kemerovčanin’, ‘Kuznečanka’, ‘Tanaj’ and five Ural cultivars ‘Аlâska’, ‘Bravo’, ‘Irbitskij’, ‘Lûks’, ‘Terra’ from the Ural Research Institute for Agriculture were also registered in the VIR herbarium collection. For these eight cultivars, the genetic passports were not issued, but the results of SSR genotyping and molecular screening of voucher specimens performed with the same set of the DNA markers are presented in this report. A similar set of DNA markers was used for genotyping cultivar accessions from the in vitro and field collections of various institutes as well as cultivar specimens from eco-geographical tests performed within the framework of the Comprehensive Research Plan of the subprogram “Development of potato breeding and seed production in the Russian Federation”. The comparison of cultivar genetic passport data with genotyping results of specimens having the same name, but obtained from different sources made it possible to verify this plant material. | В статье представлены пути дальнейшего развития методологических подходов к оформлению номенклатурных стандартов отечественных сортов и их генетической паспортизации, разрабатываемые во Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) совместно с сотрудниками различных селекционных центров. Растительный материал сортов, созданных в Сибирском научно-исследовательском институте растениеводства и селекции, был отобран на опытном поле этого института автором – А.Д. Cафоновой, и передан в Гербарий ВИР для оформления номенклатурных стандартов. Побеги и клубни сортов, выведенных в других сибирских селекцентрах в соавторстве с Всероссийским научно-исследовательским институтом картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха (ВНИИКХ), были собраны представителем ВНИИКХ на опытном поле этого института и переданы в Гербарий ВИР. В результате совместных исследований были созданы номенклатурные стандарты 11 сортов картофеля (‘Антонина’, ‘Златка’, ‘Лина’, ‘Любава’, ‘Накра’, ‘Памяти Рогачева’, ‘Саровский’, ‘Сафо’, ‘Солнечный’, ‘Тулеевский’, ‘Юна’), выведенных в пяти сибирских селекционных институтах, в том числе в соавторстве с ВНИИКХ. Препараты ДНК, выделенной из образцов растений номенклатурных стандартов, были использованы в разработке генетических паспортов этих 11 сортов. В генетические паспорта включена информация об аллельном составе восьми хромосомспецифичных микросателлитных локусов и о маркерах 11 R-генов устойчивости к вредным организмам, а также данные о типах цитоплазм сортов. В гербарной коллекции ВИР были зарегистрированы ваучерные образцы еще трех сибирских сортов (‘Кемеровчанин’, ‘Кузнечанка’, ‘Танай’) и пяти уральских сортов (‘Аляска’, ‘Браво’, ‘Ирбитский’, ‘Люкс’, ‘Терра’) из Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства. Для этих восьми сортов генетический паспорт оформлен не был, но результаты SSR-генотипирования и молекулярного скрининга ваучерных образцов, выполненные с таким же набором маркеров, представлены в данной работе. Аналогичный набор ДНК маркеров был использован для генотипирования образцов сортов из in vitro и полевых коллекций различных институтов, а также из разных выборок эколого-географических испытаний, проведенных по комплексному плану научных исследований подпрограммы «Развитие селекции и семеноводства картофеля в Российской Федерации». Сопоставление данных генетических паспортов сортов с результатами генотипирования одноименных образцов, полученных из разных источников, позволило провести их верификацию.

Show more [+]

Less [-]

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

2021

T. A. Gavrilenko | I. G. Chukhina | Т. А. Гавриленко | И. Г. Чухина

VIR is creating a collection of nomenclature standards for cultivars of different crops in line with the provisions of the International Code of Nomenclature for Cultivated Plants (ICNCP). The nomenclatural standards are designed in the form of a herbarium sample in cooperation with the authors of cultivars, who select plant material for each cultivar in the experimental field of their organization and forward it to the scientific herbarium together with the accompanying documents. Registering of herbarium specimen in the scientific herbarium is followed by the publication of nomenclatural standards. The article presents a new VIR genebank strategy for registering plant material of domestic cultivars received from breeders, which includes the design of nomenclatural standards; the development of a genetic passport of a cultivar using DNA samples from the plant delivered to the scientific herbarium; and application of biotechnological methods for keeping explants (isolated from the acquired plant material as buds or meristems) alive. The proposed integrated approach makes it possible to document cultivars not only with the help of nomenclatural standards, but also with the use of molecular-genetic methods, as well as to save genotyped specimens, transferred to herbarium, in in vitro and in cryo collections. This approach is applicable to any vegetatively propagated crop. The article summarizes the first results of our proposed strategy using modern domestic potato cultivars as an example. Collection, transfer and preparation of plant material for nomenclatural standards of potato varieties are specific; this article explains our protocol for this work. The implementation of this strategy in 2018-2020 led to the designation of nomenclatural standards for 66 Russian potato varieties and elaboration of their genetic passports, which are presented in a series of articles included into issues Nos.3 and 4, Volume 3, of the journal “Plant Biotechnology and Breeding”, containing an overview of methodological approaches to registration of modern domestic cultivars in the VIR collection. DNA samples obtained from the plant material provided by the cultivar authors for nomenclatural standard designation will continue to be used as a source of information on the genetic potential of a cultivar through the expansion of the list of DNA markers and the application of new genetic technologies. | В ВИР создается коллекция номенклатурных стандартов сортов различных культур в соответствии с положениями Международного кодекса номенклатуры культурных растений (МКНКР). Оформление номенклатурных стандартов проводится в виде гербарного образца в сотрудничестве с авторами сортов, которые на опытном поле своей организации отбирают растительный материал с выбранного ими растения каждого сорта и передают его в научный гербарий вместе с сопроводительными документами. После регистрации гербарного образца в научном гербарии проводится обнародование номенклатурных стандартов. В статье обсуждается новая стратегия регистрации в генбанке ВИР отечественных сортов, поступивших от их авторов, которая включает: оформление номенклатурных стандартов; разработку генетического паспорта сорта с использованием ДНК-образцов, выделенных из растения, переданного в научный гербарий; применение биотехнологических методов для сохранения в живом виде эксплантов (почки, меристемы), выделенных из полученного растительного материала. Предложенный комплексный подход позволяет документировать сорта не только с помощью номенклатурных стандартов, но и с использованием молекулярно-генетических методов, а также сохранять в in vitro и в крио коллекциях генотипированные образцы, переданные в гербарий. Данный подход может быть применен к любым вегетативно размножаемым культурам. В статье обобщены первые результаты реализации предложенной нами стратегии на примере современных отечественных сортов картофеля. Сбор, передача и подготовка растительного материала для оформления номенклатурных стандартов сортов картофеля имеют свою специфику; в данной статье приведен разработанный нами протокол для проведения этих работ. Осуществление этой стратегии в 2018-2020 годах привело к созданию 66 номенклатурных стандартов российских сортов картофеля и разработке их генетических паспортов, которые представлены в серии статей выпусков №3 и №4, том 3 журнала «Биотехнология и Селекция Растений», развивающих методические подходы к регистрации в коллекции ВИР современных отечественных сортов. Препараты ДНК, полученные из растительного материала, переданного авторами сортов для создания номенклатурных стандартов, будут использоваться и в дальнейшем для получения информации о генетическом потенциале сорта на основе расширения списка ДНК маркеров и применения новых генетических технологий.

Show more [+]

Less [-]

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