Генетичні передумови помірної стійкості до фузаріозу колоса у сортів пшениці селекції Лісостепу України
Анотація
Мета. Метою роботи було визначення генетичних передумов для стійкості до фузаріозу колоса у сортів пшениці м’якої Лісостепової зони на основі даних про алельний стан гена TDF_076_2D, що забезпечує помірну стійкість до грибів видів Fusarium graminearum Schwabe, та F. culmorum (W.G.Sm.) Sacc. Методи. Досліджено 91 сорт пшениці озимої м’якої, створених у Інституті фізіології рослин і генетики НАН України. Для виділення ДНК використовували комерційний набір на основі силікату. Для визначення алельного стану гена стійкості використали молекулярний маркер INDEL1, який косегрегує із геном TDF_076_2D. Результати. Частота алеля стійкості за маркером INDEL1 гена помірної стійкості до грибів роду Fusarium TDF_076_2D становила 0,802. Висновки. Більшість сортів пшениці м’якої в дослідженій вибірці несуть алель стійкості маркера гена інтересу. Отримані дані відповідають результатам попередніх досліджень для ширшої вибірки озимих українських сортів, створених раніше, а також ярих сортів. Сорти, у яких був визначений алель стійкості, можуть виявляти нижчий ступінь ураження фузаріозом колоса в полі, а також слугувати джерелами гена для селекції за допомогою молекулярних маркерів.
Ключові слова: м’яка пшениця, гени стійкості до хвороб, фузаріоз колоса, молекулярні маркери.
Посилання
Retman S.V., Shevchuk O.V., Gorbacheva N.P. Diseases of leaves and ear. Karantyn i zakhyst roslyn. 2011. No 4. P. 25–27. [in Ukrainian]
Kovalyshina H.M., Murashko L.A., Kovalyshyn A.B. Spike diseases in winter wheat of the Forest Steppe of Ukraine. Visnyk Ukrainskogo tovarystva genetykiv i selektsioneriv. 2008. Vol. 6 (2). P. 223–239. [in Ukrainian]
Grytsiuk N.V. Resistance of winter wheat varieties against Fusarium infections at different infection periods. Karantyn i zahust roslyn. 2013. No 10. P. 1–3. [in Ukrainian]
Yarynchyn A.M. Resistance of winter wheat varieties against Fusarium infections of the spike. Zakhyst i karantyn roslyn. 2009. No 4. P. 13–15. [in Ukrainian]
Babayants O.V. Immunological characteristics of plant genetic resources and substantiation of genetic protection against causative agents of fungal diseases in the Steppe of Ukraine. Author’s abstract of dissertation for the degree of Doctor of biological sciences: 06.01.11. Kyiv, 2011. 50 p. [in Ukrainian]
Leonard K.J., Bushnell W.R. Fusarium head blight of wheat and barley. St. Paul: American Phytopathological Society Press, 2003. 512 p.
Salgado J.D., Madden L.V., Paul P.A. Quantifying the effects of Fusarium head blight on grain yield and test weight in soft red winter wheat. Phytopathology. 2015. Vol. 105 (3). P. 295–306. doi: 10.1094/PHYTO-08-14-0215-R.
Mesterhazy A., Bartok T., Mirocha C.G., Komoroczy R. Nature of wheat resistance to Fusarium head blight and the role of deoxynivalenol for breeding. Plant Breed. 2008. Vol. 118. P. 97–110.
Glazebrook J. Contrasting mechanisms of defense against biotrophic and necrotrophic pathogens. Annu. Rev. Phytopathol. 2005. Vol. 43. P. 205–227. doi: 10.1007/s00122-002-1137-4.
del Blanco I.A., Frohberg R.C., Stack R.W., Berzonsky W.A., Kianian S.F. Detection of QTL linked to Fusarium head blight resistance in Sumai 3-derived North Dakota bread wheat lines. Theor. Appl. Genet. 2003. Vol. 106 (6). P. 1027–1031. doi: 10.1007/s00122-002-1137-4.
Cuthbert P.A., Somers D.J., Thomas J., Cloutier S., Bruln-Babel A. Fine mapping Fhb1, a major gene controlling Fusarium head blight resistance in bread wheat (Triticum aestivum L.). Theor. Appl. Genet. 2006. Vol. 112 (8). P. 1465–1472. doi: 10.1007/s00122-006-0249-7.
Golkari S., Gilbert J., Ban T., Procunier J.D. QTL-specific microarray gene expression analysis of wheat resistance to Fusarium head blight in Sumai-3 and two susceptible NILs. Genome. 2009. Vol. 52 (5). P. 409–418. doi: 10.1139/g09-018.
Zhu Q.H., Stephen S., Kazan K., Jin G., Fan L., Taylor J., Dennis E.S., Helliwell C.A., Wang M.B. Characterization of the defense transcriptome responsive to Fusarium oxysporum-infection in Arabidopsis using RNA-seq. Gene. 2013. Vol. 512. P. 259–266. doi: 10.1016/j.gene.2012.10.036.
Gao C.S., Kou X.J., Li H.P., Zhang J.B., Saad A.S.I., Liao Y.‐C. Inverse effects of Arabidopsis NPR1 gene on Fusarium seedling blight and Fusarium head blight in transgenic wheat. Plant Pathol. 2013. Vol. 62 (2). P. 383–392. doi: 10.1111/j.1365-3059.2012.02656.x.
Diethelm M., Schmolke M., Groth J., Friedt W., Schweizer G., Hartl L. Association of allelic variation in two NPR1-like genes with Fusarium head blight resistance in wheat. Mol Breeding. 2014. Vol. 34 (1). P. 31–43. doi: 10.1007/s11032-013-0010-2.
Kozub N.A., Sozinov I.A., Karelov A.V., Blume Ya.B., Sozinov A.A. Diversity of Ukrainian winter common wheat varieties with respect to storage protein loci and molecular markers for disease resistance genes. Cytol Genet. 2017. Vol. 51 (2). P. 117–129. doi: 10.3103/S0095452717020050.
Karelov A., Kozub N., Sozinov I., Sozinova O., Mavromatis A.G., Xynias I.N. Molecular detection of resistance to biotic stress conditions in spring bread wheat cultivars. Innovative Approaches and Applications for Sustainable Rural Development, A. Theodoridis et al. (eds.). Springer Earth System Sciences, Springer Nature Switzerland AG, 2019. P. 305–324. doi: 10.1007/978-3-030-02312-6_18.
