Иван Николаевич Шамшин – кандидат биологических наук, заведующий лабораторией молекулярно-генетического анализа плодовых растений
Scopus ID 56708633300, Researcher ID AAZ-9047-2021
393760, Российская Федерация, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д.101
Ivan N. Shamshin – Cand. Sci. (Biology), Head of the laboratory of the molecular and genetic analysis of fruit plants
Scopus ID 56708633300, Researcher ID AAZ-9047-2021
101, Internationalnaya Str., Michurinsk. Tambov region, Russian Federation, 393760
Екатерина Владимировна Грошева – лаборант лаборатории молекулярно-генетического анализа плодовых растений
Researcher ID ААА7122-2020
393760, Российская Федерация, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д.101
Ekaterina V. Grosheva – Laboratory Assistant of the laboratory of molecular genetic analysis of fruit plants
Researcher ID ААА7122-2020
101, Internationalnaya Str., Michurinsk. Tambov region, Russian Federation, 393760
Марина Витальевна Маслова – кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории «Биофотоника»
Researcher ID E-4506-2015
393760, Российская Федерация, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д.101
Marina V. Maslova – Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher of Biofotonika laboratory
Researcher ID E-4506-2015
101, Internationalnaya Str., Michurinsk. Tambov region, Russian Federation, 393760
Руфима Мамедхановна Самойлова – учебный мастер кафедры садоводства, биотехнологий и селекции сельскохозяйственных культур
393760, Российская Федерация, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д.101
Rufima M. Samoilova – Educational Master of the Department of horticulture, biotechnology and crop selection
101, Internationalnaya Str., Michurinsk. Tambov region, Russian Federation, 393760
Цель. Исследования направлены на получение новых форм томата с комплексом генов устойчивости к грибным болезням в сочетании со штамбовым типом куста и темной окраской плодов на основе маркер-опосредованной селекции.Методы. Объект исследований – сорта и гибридные формы томата из коллекции Мичуринского ГАУ. Молекулярно-генетический анализ проводили с использованием следующих методов. Экстрагирование ДНК осуществляли из молодых листьев с применением набора для выделения НК «Проба НК» производства ООО «Агродиагностика» согласно протоколу производителя. Для проведения ПЦР использованы наборы производства компании Fermentas. Идентификацию гена устойчивости к кладоспоризу Cf-19 проводили с использованием ДНК-маркера Р7. Наличие гена устойчивости к фузариозному увяданию определяли с помощью маркера I-2/5. Визуализацию результатов амплификации осуществляли с помощью электрофореза в агарозном геле.Результаты. При проведении исследований была проанализирована коллекция сортов и гибридных форм томата Мичуринского ГАУ с целью идентификации генов устойчивости к кладоспориозу Cf-19 и фузариозному увяданию I-2. Всего проанализировано 52 генотипа. Установлено, что для большинства образцов (41 образец) характерно гетерозиготное состояние гена Cf-19. Все индетерминантные и полудетерминантные формы имели оба аллеля. Из 23 представленных в коллекции детерминантных форм у 10 отмечен только один аллель, соответствующий рецессивной гомозиготе. Среди всех анализируемых генотипов томата не отмечено доминантных гомозиготных форм. Изучение коллекции позволило выявить нескольких аллелей гена I-2. Всего амплифицировано четыре фрагмента, соответствующих различным аллелям. Всего устойчивых генотипов в коллекции выделено 50. У 42 образцов томата идентифицированы два аллея гена I-2 (633/693 п.н). Четыре сорта гомозиготны по одному аллелю (633 п.н.), обуславливающему устойчивость. Три сорта имеют второй аллель (566 п.н.) устойчивости. Один генотип имеет только аллель определяющий восприимчивость (693 п.н.).На основании молекулярного анализа, а также оценки типа куста и окраски плода был проведен отбор исходных форм с последующей гибридизацией. Получено 67 гибридных растений томата. Оценка наличия генов устойчивости показала, что большинство полученных гибридов являются устойчивыми к кладоспориозу и фузариозу. Это обусловлено наличием доминантных аллелей генов Cf-19 и I-2 в гетерозиготном состоянии. Среди полученных гибридов выделены растения со штамбовым типом куста. Всего таких растений получено 13. Проведенная работа позволила получить гибридные формы томата, сочетающие признаки устойчивости к двум возбудителям грибных болезней и штамбовый тип куста. Эти формы планируется использовать в дальнейшей селекционной работе.
Relevance. The presented studies are aimed at obtaining new forms of tomato with a complex of genes for resistance to fungal diseases in combination with a standard type of bush and dark coloring of fruits based on marker-mediated selection.Methodology. The biological objects of the study are varieties and hybrid forms of tomato from the collection of the Michurinsky SAU. Molecular genetic analysis was performed using the following methods. DNA extraction was carried out from young leaves using a kit for isolation of NC Sample NC manufactured by Agrodiagnostika LLC according to the manufacturer's protocol. Fermentas production kits were used for PCR. Identification of the cladosporosis resistance gene was Cf-19 performed using the DNA marker R7. The presence of a fusarious wilting resistance gene was determined by a I-2/5 marker. The amplification results were visualized by agarose gel electrophoresis.Results. During the research, a collection of varieties and hybrid forms of tomato of the Michurinsky GAU was analyzed in order to identify genes for resistance to cladosporiosis Cf-19 and fusarium wilt I-2. A total of 52 genotypes were analyzed. It was found that most samples (41 samples) are characterized by a heterozygous state of the Cf-19 gene. All indeterminant and semi-determinant forms had both alleles. Of the 23 determinant forms presented in the collection, 10 had only one allele corresponding to recessive homozygote. Among all analyzed tomato genotypes, no dominant homozygous forms were noted. The study of the collection revealed several alleles of the I-2 gene. In total, four fragments corresponding to various alleles were amplified. A total of 50 resistant genotypes have been identified in the collection. Two alleys of the I-2 gene (633/693 bp) were identified in 42 tomato samples. Four varieties are homozygous in one allele (633 bp), which determines resistance. Three varieties have a second resistance allele (566 bp). One genotype has only an allele defining susceptibility (693 bp). On the basis of molecular analysis, as well as an assessment of the type of bush and fetal color, initial forms were selected with subsequent hybridization. 67 hybrid tomato plants were obtained. Evaluation of the presence of resistance genes showed that most of the resulting hybrids are resistant to cladosporiosis and fuzariosis. This is due to the presence of dominant alleles of Cf-19 and I-2 genes in a heterozygous state. Among the resulting hybrids, plants with a bark type of bush were identified. A total of 13 such plants were obtained.Conclusion. Thus, the work carried out allowed to obtain hybrid forms of tomato combine the signs of resistance to two pathogens of fungal diseases and the stem type of the bush. These forms are planned to be used in further selection work.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.