Молекулярно-генетический скрининг маркеров генов устойчивости в генетической коллекции томатов

Исследования проводили с целью выявления наличия маркеров генов устойчивости томатов к основным заболеваниям и оценки пригодности доступных молекулярных маркеров для реализации маркер-опосредованного отбора. Выполняли молекулярно-генетический скрининг 19 линий из генетической коллекции томатов ООО «Селекционная станция имени Н.Н. Тимофеева» с использованием 13 молекулярных ДНК-маркеров локусов устойчивости к 8 заболеваниям томатов. В 12 линиях растения несли по 6 маркеров генов устойчивости к таким распространённым заболеваниям томата, как фузариоз (возбудитель Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Sacc.) W.C. Snyder & H.N. Hansen), бронзовость томатов (возбудитель тосповирус бронзовости томата, TSWV), желтая курчавость листьев томатов (возбудитель бегомовирус желтой курчавости листьев томата, TYLCV), галловая нематода (возбудитель Meloidogyne incognita Kofoid & White) и мучнистая роса (возбудитель Oidium neolycopersici L. Kiss). Маркеры генов устойчивости к фитофторозу (возбудитель Phytophthora infestans (Mont.) De Bary) и кладоспориозу (возбудитель Passalora fulva (Cooke) U. Braun & Crous) отсутствуют. Использование 12 генетических маркеров возможно для маркер-опосредованной селекции томатов на устойчивость. Маркер 2-5Cf (аллель устойчивости к кладоспориозу) и CAPS-маркер для выявления присутствия гена I2C-1 (ген частичной устойчивости к фузариозу) признаны неспецифичными. В результате проверки растений на наличие в геноме гена устойчивости к вертициллезу (возбудитель Verticillium dahliae Kleb.) получены ампликоны больше ожидаемой длины, что ставит под вопрос возможность использования SCAR маркера на основе пары праймеров VF и VR в маркер-опосредованной селекции томатов.

1. Singh V. K., Singh A. K., Kumar A. Disease management of tomato through PGPB: Current trends and future perspective // 3 Biotech. 2017. Vol. 7. Article 255. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s13205-017-0896-1 (дата обращения: 08.10.2024). doi: 10.1007/s13205-017-0896-1.

2. Tomato disease resistances in the post-genomics era / Y. Bai, Z. Yan, E. Moriones, et al. // Acta Hortic. 2018. Vol. 1207. P. 1–18. URL: https://www.actahort.org/books/1207/1207_1.htm (дата обращения: 29.07.2024). doi: 10.17660/ActaHortic.2018.1207.1.

3. He D., Zhan J.-S., Xie L.-H. Problems, challenges and future of plant disease management: from an ecological point of view // Journal of Integrative Agriculture. 2016. Vol. 15. No. 4. P. 705–715. doi: 10.1016/S2095-3119(15)61300-4.

4. Keinath A. P., Hajihassani A. Grafting tomato to manage southern blight, prevent yield loss and increase crop value // Plant Disease. 2023. Vol. 107. No. 10. P. 3064–3070. doi: 10.1094/PDIS-10-22-2334-RE.

5. Major soilborne pathogens of field processing tomatoes and management strategies / M. Ma, P. W. J. Taylor, D. Chen, et al. // Microorganisms. 2023. Vol. 11. No. 2. Article 263. URL: https://www.mdpi.com/2076-2607/11/2/263 (дата обращения: 29.07.2024). doi: 10.3390/microorganisms11020263.

6. Screening a collection of local and foreign varieties of Solanum lycopersicum L. in Kazakhstan for genetic markers of resistance against three tomato viruses / A. Pozharskiy, V. Kostyukova, A. Taskuzhina, et al. // Heliyon. 2022. Vol. 10. No. 8. Article e10095. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844022013834?via%3Dihub (дата обращения: 29.07.2024). doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e10095.

7. Late blight in tomato: Insights into the pathogenesis of the aggressive pathogen Phytophthora infestans and future research priorities / P. Mazumdar, P. Singh, D. Kethiravan, et al. // Planta. 2021. Vol. 253. Article 119. URL: https://link. springer.com/article/10.1007/s00425-021-03636-x (дата обращения: 29.07.2024). doi: 10.1007/s00425-021-03636-x.

8. Karyotype variation, spontaneous genome rearrangements affecting chemical insensitivity, and expression level polymorphisms in the plant pathogen Phytophthora infestans revealed using its first chromosome-scale assembly / M. E. H. Matson, Q. Liang, S. Lonardi, et al. // PLoS Pathog. 2022. Vol. 18. Article e1010869. URL: https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1010869 (дата обращения: 29.07.2024). doi: 10.1371/journal.ppat.1010869.

9. Фесенко И. А., Куклев М. Ю., Карлов Г. И. Создание ДНК-маркера гена устойчивости томата к фузариозному увяданию // Известия ТСХА. 2007. № 1. С. 66–73.

10. Куклев М. Ю., Фесенко И. А, Карлов Г. И. Разработка флуоресцентной тест-системы для выявления устойчивых к вертициллезу форм томата // Известия ТСХА. 2006. № 4. С. 115–120.

11. Хунвану Н. В., Монахос Г. Ф., Монахос С. Г. Фенотипический и молекулярно-генетический скрининг устойчивости образцов томата к фитофторозу // Овощи России. 2024. № 5. С. 12–17. doi: 10.18619/2072-9146-2024-5-12-17.

12. Монахос Г. Ф., Нгуен Т. Л., Нгуен М. Л. Cелекция линий томата (Lycopersicon esculentum), устойчивых к бронзовости // Овощи России. 2014. № 3. С. 48–53. doi: 10.18619/2072-9146-2014-3-48-53.

13. Mapping of the Cf-6 tomato leaf mold resistance locus using SSR markers / Z. E. Grushetskaya, V. A. Lemesh, V. D. Poliksenova, et al. // Russ J Genet. 2007. Vol. 43. P. 1266–1270. doi: 10.1134/S1022795407110099.

14. Appraisal for multiple disease resistance in advanced breeding lines of tomato (Solanum lycopersicum L.) / O. Rane, S. K. Jindal, M. S. Dhaliwal, et al. // Genet Resour Crop Evol. 2024. Vol. 71. P. 239–251. doi: 10.1007/s10722-023-01618-4.

15. Identification of resistance in tomato against root knot nematode (Meloidogyne incognita) and comparison of molecular markers for Mi gene / P. Bhavana, A. K. Singh, R. Kumar, et al. // Australasian Plant Pathol. 2019. Vol. 48. P. 93–100. doi: 10.1007/s13313-018-0602-8.

16. Development of diagnostic PCR markers closely linked to the tomato powdery mildew resistance gene Ol-1 on chromosome 6 of tomato / C. Huang, Y. Y. Cui, C. Weng, et al. // Theor Appl Genet. 2000. Vol. 101. P. 918–924. doi: 10.1007/s001220051562.

17. Tamari F., Hinkley C. S. Extraction of DNA from plant tissue: Review and protocols // Sample Preparation Techniques for Soil, Plant, and Animal Samples. Springer Protocols Handbooks. New York: Humana Press, 2016. P. 245–263. doi: 10.1007/978-1-4939-3185-9_17.