Создание селекционного материала томата с генами устойчивости на основе линий с функциональной мужской стерильностью

Актуальность. Выращивание томата в Краснодарском крае в открытом грунте более затратно по сравнению с другими регионами. Одной из основных причин является дорогостоящая система защиты от болезней, которые широко распространённых на томате. Наиболее опасными заболеваниями являются фитофтороз, альтернариоз и фузариоз, в годы эпифитотия потери урожая плодов могут достигать до 90%. Данные заболевания вызываются патогенными грибами и оомицетами. Самым эффективным способом борьбы с ними является создание высоко толерантных гибридов. Особенно это актуально для юга России, где погодные условия являются благоприятными для развития болезней и стрессовая нагрузка на растения максимальна.

Цель исследования. Создать селекционный материал томата (Solánum lycopérsicum) различного направления использования на базе линий с функциональной мужской стерильностью с генами устойчивости к наиболее вредоносным заболеваниям

Материалы и методы. С 2018 года в отделе овощеводства начата работа по введению в линии с признаком функциональной мужской стерильности различного целевого назначения генетического материала от доноров, обладающих генами устойчивости к патогенам: фитофторозу, фузариозу и альтернариозу. В селекционной работе использовали методы классической селекции. На первом этапе идентифицированы гены Ph-3, I-2 и Asc, обеспечивающие устойчивость к этим заболеваниям в селекционном материале, имеющемся в отделе овощеводства ФГБГУ «ФНЦ риса». В 2023 году проведен анализ 188 инбредных линий на наличие и аллельное состояние генов устойчивости к по методу Murrаy аnd Thomрson.

Результаты. По результатам исследования выделен селекционный материал, обладающий генами устойчивости к патогенам, работа по оценке которого будет продолжена. Среди стерильных линий 4 образца (101-2, 104-2, 106-1 и 107-2) обладают генами устойчивости к фитофторозу (Ph3), 2 образца (100-2 и 124-6) – к фузариозному увяданию (I-2) и 4 образца (91-1, 101-2, 105-1, 106-1) к альтернариозу (Asc), среди линий-опылителей генами устойчивости к фитофторозу обладают образцы: 127-3, 129- 4, 137-5, 140-1; к фузариозу: 127-3, 99-5, 137-5; к альтернариозу: 94-5, 92-3 и 95-2. 4 образца имеют комплекс генов устойчивости – ФМС-линии: 101-2, 106-1 (Asc, Ph3); линии-опылители: 127-3 и 137-5 (I-2, Ph3). Выделенные линии различаются по форме, массе и окраске плодов.

1. Маковей М. Приоритетные направления в селекции томата и генотипические особенности сортов, предназначенных для выращивания в условиях Молдовы. Ştiinţă, educaţie, cultură. 2020;(1):388-395.

2. Нековаль С.Н., Захарченко А.В., Маскаленко О.А., Чурикова А.К. Оценка полевой устойчивости мутантных линий томата к альтернариозу в условиях Краснодарского края. Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. 2022. С. 290-296. https://www.elibrary.ru/qdlkpq

3. Еланский С.Н., Кокаева Л.Ю., Стацюк Н.В., Дьяков Ю.Т. Структура и динамика популяций Phytophthora infestans – возбудителя фитофтороза картофеля и томата. Защита картофеля. 2017;(3):3-44. https://www.elibrary.ru/yoafxs

4. Panthee D.R., Randy G.G., Ragy I., Anderson C., Dilip R. Molecular markers associated with Ph-3 gene conferring late blight resistance in tomato. American Journal of Plant Sciences. 2015;6(13):2144-2150. https://doi.org/10.4236/ajps.2015.613216

5. Shekasteband R., Hutton S.F., Scott J.W. Designing new DNA markers and determining the effective size of Ph-2 and Ph-3 introgressions for late blight resistance stacking purposes in tomato. TGC REPORT. 2015;(65):24-27. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.13240.56320

6. Jung J., Jung Kim H., Je Min Lee, Sik Oh C., Lee H.-J., Yeam I. Genebased molecular marker system for multiple disease resistances in tomato against. Tomato yellow leaf curl virus, late blight, and verticillium wilt. Euphytica. 2015;(16):601-603. https://doi.org/10.1007/s10681-015-1442-z

7. Robbins M.D., Masud M.A., Panthee D.R.., Gardner R.G., Francis D.M., Stevens M.R Marker-assisted selection for coupling phase re-sistance to tomato spotted wilt virus and Phytophthora infestans (late blight) in tomato. HortScience. 2010;45(10):1424-1428. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.45.10.1424

8. Маслова М.В., Шамшин И.Н., Грошева Е.В., Ильичев А.С. Молекулярно-генетические основы устойчивости томата к основным грибным болезням. Овощи России. 2023;(6):28-39. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2023-6-28-39 https://www.elibrary.ru/gprasi

9. Brandwagt B.F., Mesbah L., Laurent P., Takken F.L., Kneppers T.J., Nijkamp H.J. The Interaction of Alternaria Alternata F. Sp. Lycopersici and its AAL-Toxins with Tomato. Biology.1998;(13):317-330. https://doi.org/10.1007/978-94-011-5218-1-36

10. Анточ Л.П., Салтанович Т.И. Тестирование и классификация генотипов томата по устойчивости к альтернариозу по признакам мужского гаметофита. Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. 2017;(S13):267-269. https://www.elibrary.ru/ypspqb

11. Еланский С.Н., Побединская М.А., Плуталов П.Н., Романова С.С., Кокаева Л.Ю., Александрова А.В. Устойчивость российских штаммов возбудителей альтернариоза картофеля и томата к азоксистробину. Защита картофеля. 2011;(2):14-19. https://www.elibrary.ru/vepaxl

12. Авдеев Ю.И. Генетический анализ растений. Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2004. 379 с.

13. Шевченко Г.Н. Устойчивость сортов томата к местным расам Fusarium oxysporum. Селекция, семеноводство и технологии выращивания овощных, бахчевых, технических и кормовых культур. 2014;(1):156-160. https://www.elibrary.ru/sycuuf

14. Нгуен Т.Л. Комбинационная способность стерильных индетерминантных и фертильных детерминантных линий томата с групповой устойчивостью к заболеваниям. 2015. https://www.elibrary.ru/zpunzb

15. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов по состоянию на 21 февраля 2022 г. С. 163-344.

16. Козлова И.В. Создание новых стерильных линий томата с ценными хозяйственными признаками в условиях юга России. Известия ФНЦО. 2020;(2):43-48. https://doi.org/10.18619/2658-4832- 2020-2-43-48 https://www.elibrary.ru/mtfbtj

17. Овод Е.И., Дубина Е.В. ДНК – технологии в селекции томата на устойчивость к фитофторозу. Проблемы селекции - 2022: Тезисы докладов международной научной конференции, Москва, 12–15 октября 2022 года. Москва: Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2022. С. 97. https://www.elibrary.ru/yqwmgs

18. Корж С.О., Овод Е.И., Кушнир А.И., Горун О.Л., Дубина Е.В., Козлова И.В., Назаров А.Л. Молекулярно-генетическая оценка селекционного материла томата на устойчивость к фитофторозу, фузариозу и вирусу табачной мозаики. Агрофизика. 2023$(1)^8-14. https://doi.org/10.25695/AGRPH.2023.01.02 https://www.elibrary.ru/vhqshk

19. Корж С.О., Дубина Е.В. Поиск молекулярного маркера генаустойчивости к альтернариозному раку стеблей томата. Рисоводство. 2022;4(57):89-94. https://doi.org/10.33775/1684-2464- 2022-57-4-89-94 https://www.elibrary.ru/ryeylv

20. Горун О.Л., Дубина Е.В., Козлова И.В., Балясный И.В., Гаркуша С.В. ДНК-технологии (молекулярное маркирование) в селекции томата на устойчивость к Tobacco Mosaic Virus. Овощи России. 2021;(4):34-41. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-4-34-41 https://www.elibrary.ru/flwlmr

21. Кондратенко Е.И., Нетипанова Н.В., Ломтева Н.А., Касимова С.К., Скворцова И.А., Кузина Т.В. Цитогенетические и молекулярнобиологические методы анализа растений. Астрахань : Издательский дом "Астраханский университет", 2015. 68 с. ISBN 978-5-9926-0834- 2. https://www.elibrary.ru/ujblzd.