Иван Николаевич Шамшин – кандидат биологических наук, заведующий лабораторией молекулярно-генетического анализа плодовых растений
Scopus ID 56708633300Researcher ID AAZ-9047-2021
393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д.101
Ivan N. Shamshin – Cand. Sci. (Biology), the Head of the Laboratory of the Molecular and Genetic Analysis of Fruit Plants
Scopus ID 56708633300Researcher ID AAZ-9047-2021
101, street International, Michurinsk, Tambov region, 393760
Алексей Сергеевич Ильичев – аспирант кафедры садоводства, биотехнологий и селекции сельскохозяйственных культур
393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д.101
Aleksey S. Ilyichev – Post-Graduate Student of the Department of Horticulture, Biotechnology and Crop Breeding
101, street International, Michurinsk, Tambov region, 393760
Екатерина Владимировна Грошева – научный сотрудник лаборатории молекулярно-генетического анализа плодовых растений
Researcher ID ААА7122-2020
393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д.101
Ekaterina V. Grosheva – Researcher of the Laboratory of the Molecular and Genetic Analysis of Fruit Plants
Researcher ID ААА7122-2020
101, street International, Michurinsk, Tambov region, 393760
Цель. Исследования направлены на оценку внутрисортового аллельного разнообразия генов устойчивости к фузариозу и кладоспориозу томата сортов селекции Мичуринского ГАУ с использованием молекулярных маркеров.
Методология. Биологическими объектами исследования являются сорта томата селекции Мичуринского ГАУ. Всего проанализировано 10 сортов. Оценка внутрисортового полиморфизма определялась на выборке из 10 растений каждого сорта. Экстрагирование ДНК было проведено с использованием набора для экстрагирования ДНК Quick-DNA Plant/Seed Miniprep Kit (Zymo Research, USA) согласно протоколу производителя. Для идентификации гена устойчивости к кладоспоризу Cf19 использовали ДНК-маркер Р7. Наличие гена устойчивости к фузариозному увяданию I-2 определяли с помощью маркера I-2/5. Визуализацию результатов амплификации осуществляли с помощью электрофореза в 2% агарозном геле.
Результаты. Было проанализировано по 10 растений 10 сортов томата селекции Мичуринского ГАУ с использованием молекулярных маркеров генов устойчивости к кладоспориозу и фузариозу. Проведена оценка внутрисортового полиморфизма. У большинства исследуемых сортов анализируемые гены идентифицированы в гетерозиготном состоянии. По гену I-2 выявлены три сорта (Виват, Каротинка, Красавец), содержащих в генотипе только аллели восприимчивости к возбудителю заболевания. Отмечены отдельные образцы гомозиготные по аллелю устойчивости к фузариозу. Анализ гена Cf-19 устойчивости к кладоспориозу показал, что большинство исследуемых сортов являются гетерозиготными формами. У части сортов все десять растений были гетерозиготны. К ним относятся Красавец, Виват, Орлик, Буй-Тур. Остальные образцы имели различный аллельный состав. Аллель устойчивости к возбудителю был идентифицирован у растений сорта Непрядва и Черныш. Доминантный аллель в гомозиготном состоянии выявлен у сорта Япончик. При этом все анализируемые растения этого сорта были однообразны.
Заключение. Установлено, что значительная часть сортов томата селекции Мичуринского ГАУ является полиморфной по генам устойчивости к кладоспориозу и фузариозу. При этом значительная часть сортов может быть использована в селекции при проведении предварительного молекулярного анализа. По гену устойчивости к фузариозу выделены следующие сорта источники аллеля устойчивости: Сокол, Непрядва, Япончик, Орлик, Золотничок, Черныш. У них ген I-2 представлен в гетерозиготном состоянии. Внутрисортовой полиморфизм отмечен и для гена Cf-19. Большинство образцов имеют два аллеля. Исключение составляет сорт Япончик, который является доминантной гомозиготой по данному гену.
Relevance. The studies are aimed at assessing the intravarietal allelic diversity of genes for resistance to fusariosis and cladosporiosis of tomato cultivars bred at the Michurinsky State Agrarian University using molecular markers.
Methods. The biological objects of the study are tomato varieties bred at the Michurinsky State Agrarian University. A total of 10 varieties were analyzed. The assessment of intravarietal polymorphism was determined on a sample of 10 plants of each variety. DNA extraction was performed using a Quick-DNA Plant/Seed Miniprep Kit (Zymo Research, USA) for DNA extraction according to the manufacturer's protocol. The P7 DNA marker was used to identify the cladosporosis resistance gene Cf-19. The presence of the fusarium wilt resistance gene I-2 was determined using the marker I-2/5. Amplification results were visualized by electrophoresis in 2% agarose gel.
Results. 10 plants of 10 varieties of Michurinsky GAU selection tomato were analyzed using molecular markers of genes for resistance to cladosporiosis and fusariosis. An assessment of intravarietal polymorphism was carried out. In most of the varieties studied, the genes analyzed are identified in a heterozygous state. Three varieties (Vivat, Carotinka, Krasavets) containing only alleles of susceptibility to the causative agent of the disease in the genotype I-2 identified by the gene. Individual samples were homozygous for the fusariosis resistance allele. Analysis of the gene for Cf-19 resistance to cladosporiosis showed that most of the varieties studied are heterozygous forms. In some varieties, all ten plants were heterozygous. These include Krasavets, Vivat, Orlik, Bui Tour. The remaining samples had different allelic compositions. The pathogen resistance allele has been identified in plants of the Nepryadva and Chernysh varieties. The dominant allele in the homozygous state was detected in the Japanese variety. At the same time, all the analyzed plants of this variety were monotonous.
Conclusion. It has been established, but a significant part of the varieties of tomato selection of Michurinsky GAU is polymorphic in the genes for resistance to cladosporiosis and fusariosis. In this case, a significant part of the varieties can be used in selection during preliminary molecular analysis. According to the gene for resistance to fusariosis, the following varieties are identified sources of the resistance allele: Sokol, Nepryadva, Yaponchik, Orlik, Zolotnichok, Chernysh. In them, the gene is I-2 represented in a heterozygous state. Intraortic polymorphism was also noted for the Cf-19 gene. Most samples have two alleles. The exception is the Japanese variety, which is the dominant homozygote for this gene.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.