БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ
 
КАК ПОДАТЬ РУКОПИСЬ
 
КАРТА САЙТА
НА ГЛАВНУЮ

 

 

 

 

doi: 10.15389/agrobiology.2020.5.981rus

УДК 633.491:631.527:577.2:632

Работа выполнялась при поддержке подпрограммы «Развитие селекции и семеноводства картофеля в РФ». ДНК пробы сортов и гибридов картофеля, которые были использованы в MAS, пополнили банк ДНК препаратов образцов картофеля, поддерживаемый в рамках программы 0662-2019-0004.

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ КАРТОФЕЛЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДНК-МАРКИРОВАНИЯ ИСХОДНЫХ РОДИТЕЛЬСКИХФОРМ И МЕЖСОРТОВЫХ ГИБРИДОВ

Н.М. ГАДЖИЕВ1, В.А. ЛЕБЕДЕВА1, Д.А. РЫБАКОВ2, А.В. ИВАНОВ1,
В.В. ЖЕЛТОВА2, Н.А. ФОМИНА2, О.Ю. АНТОНОВА2,
Т.А. ГАВРИЛЕНКО2 ✉

Успех селекционных исследований во многом определяется удачным подбором родительских форм для гибридизации. В последние годы при подборе пар в комбинациях скрещиваний наряду с традиционными подходами активно используются результаты маркер-опосредованного отбора (marker assisted selection, MAS) для комбинирования ценных аллелей родительских генотипов. Такой методический прием широко распространен в селекционных программах для различных сельскохозяйственных растений во многих странах, в том числе в России. Применение MAS перспективно как на начальном этапе при подборе родительских сортов для скрещиваний, так и при оценке расщепляющихся гибридных популяций. В представленной работе пары для межсортовых скрещиваний подбирали таким образом, чтобы они дополняли друг друга, объединяя у гибридов доминантные аллели разных R-генов устойчивости к различным болезням и вредителям и хозяйственно ценные признаки родительских сортов. Для повышения результативности отбора перспективных гибридных генотипов использовали комплексный подход, сочетающий MAS c маркерами R-генов устойчивости к разным болезням и вредителям с традиционными методами оценки хозяйственно ценных признаков гибридных популяций. Полученные межсортовые гибриды трех комбинаций (Гусар × Чароит), (Гусар × Алый парус), (Гусар × Сиреневый туман) также участвовали в MAS с 8 маркерами шести R-генов: устойчивости к Y-вирусу картофеля PVY (Rysto) и X-вирусу картофеля PVX (Rx1), к золотистой Globodera rostochiensis (Wollenweber) Behrens (H1) и бледной G. pallida (Stone) Behrens (Gpa2) картофельным нематодам, расоспецифической устойчивости к фитофторозу (R1, R) (возбудитель Phytophthora infestans Mont. de Bary). Фактически все полученные гибриды обладали различными комбинациями ДНК маркеров R-генов. Для выявления аллельного состава R-генов у родительских форм был изучен характер наследования ДНК маркеров в каждой комбинации, что позволило определить уровень гетерозиготности маркированных локусов родительских сортов. По результатам оценки 144 гибридов в полевых и лабораторных условиях выделили 31 генотип с теми или иными хозяйственно ценными признаками (продуктивность, товарность, выравненность гнезд и клубней в гнезде, крахмалистость, полевая устойчивость к фитофторозу), 113 гибридов были забракованы. В отобранной группе, включающей 31 генотип, 23 гибридных генотипа имели относительно высокую продуктивность, которая варьировала от 600 до 1525 г/растение, и 12 из них характеризовались комплексом хозяйственно ценных признаков (высокие показатели продуктивности и товарности клубней, выравненность гнезд и клубней в гнезде), а также обладали различными комбинациями маркеров генов Rysto, Rx1, H1, Gpa2, R1 и R. Таким образом, использование комплексного подхода, сочетающего традиционные методы селекции и MAS, повышает результативность отбора перспективных межсортовых гибридов с заданным набором признаков. Отобранные гибридные генотипы представляют интерес для создания конкурентоспособных по продуктивности и качеству сортов с комплексной устойчивостью к различным возбудителям заболеваний и вредителям (в том числе с групповой устойчивостью к вирусам PVY и PVX, с групповой устойчивостью к разным видам нематод), что позволит сократить число химических обработок для защиты урожая.

Ключевые слова: картофель, сорта, гибриды, хозяйственно ценные признаки, устойчивость, R-гены, ДНК маркеры, MAS, PVY, PVX,вирусы картофеля, Globodera rostochiensis, золотистая картофельная нематода, Globodera pallida, бледная картофельная нематода, фитофтороз, Phytophthora infestans.

 

 

ON USING DATA FROM MARKER-ASSISTED SELECTION OF SOURCE MATERIAL AND INTERVARIETAL HYBRIDS IN PRACTICAL POTATO BREEDING

N.M. Gadjiyev1, V.A. Lebedeva1, D.A. Rybakov2, A.V. Ivanov1, V.V. Zheltova2, N.A. Fomina2, O.Yu. Antonova2, T.A. Gavrilenko2

The success of breeding research is in many ways determined by the successful selection of parental forms for hybridization. In recent years, along with traditional approaches, the results of marker-assisted selection (MAS) are actively used for the selection of parental lines, in order to combine valuable alleles of parental genotypes. Such programs are widely used for different crops in many countries, including Russia. The use of MAS is promising both at the initial stage in the selection of parental samples for crosses and at the stages of analysis of segregating hybrid populations. In this work, the selection of parental potato varieties for crosses was carried out based on the results of MAS of initial varieties with markers of R-genes conferring resistance to various harmful organisms as well as based on their economically valuable characters. To increase the efficiency of the selection of promising hybrid genotypes obtained in intervarietal crosses, we used an integrated approach that combines MAS with markers of R-genes for resistance to various diseases and pests with traditional methods for assessing economically valuable traits of hybrid populations. The resulting hybrids of three combinations (Gusar × Charoit), (Gusar × Aliy Parus), (Gusar × Sireneviy tuman) also participated in MAS with 8 markers of 6 R-genes conferring resistance to potato virus Y (Rysto) and potato virus X (Rx1), to golden (H1) and pale (Gpa2) potato cyst nematodes, and race-specific resistance to late blight (R1, R3A). Almost all the hybrids had different combinations of R-gene markers. To identify the allelic composition of the R-genes in the parental varieties, the segregation of DNA markers in each combination was analyzed, which allowed us to determine the level of heterozygosity of the marked loci in the parental varieties. Main economically valuable characters of the hybrids were also evaluated in the field trials. As a result, out of 144 hybrids, 31 genotypes were identified that have one or the other economically valuable traits (yield, marketability, shape of tubers, starch content, field resistance to late blight), and 113 hybrids were rejected. In 23 of the 31 selected hybrids, productivity varied from 600 to 1525 grams per plant. Twelve of these 23 hybrid genotypes combined relatively high productivity and marketability of tubers with various combinations of Rysto, Rx1, H1, Gpa2, R1, and R3A gene markers. Thus, the use of an integrated approach that combines traditional breeding methods and MAS increases the efficiency of the selection of promising genotypes with a given set of traits.The selected hybrid genotypes are of interest for further breeding aimed at creating competitive varieties with complex resistance to various pathogens and pests, including viral and nematode resistance, that will need fewer chemical treatments to protect the crop.

Keywords: potato, varieties, hybrids, valuable traits, disease resistance, R-genes, DNA markers, MAS, PVY, PVX, potato viruses, Globodera rostochiensis, the golden potato cyst nematode, Globodera pallida, the pale potato cyst nematode, late blight, Phytophthora infestans.

 

1Ленинградский НИИ сельского хозяйства «Белогорка» — филиал ФГБНУ Федеральный исследовательский центр картофеля им. А.Г. Лорха,
188338 Россия, Ленинградская обл., Гатчинский р-н, Белогорка, ул. Институтская, 1,
e-mail: gadzhiev.nadim@yandex.ru, Lebedeva-belogorka@yandex.ru,
Sfliga17@gmail.com;
2ФГБНУ ФИЦ Всероссийский институт
генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова,
190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42-44,
e-mail: da-rybakov@inbox.ru, zheltova.valera@gmail.com,
Fomina-Natasha96@yandex.ru, olgaant326@mail.ru, tatjana9972@yandex.ru

Поступила в редакцию
20 июля 2020 года

 

назад в начало

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Полный текст PDF

Полный текст HTML