Алельний стан молекулярно-генетичних маркерів генів, асоційованих із чутливістю до токсинів А та В Pyrenophora tritici-repentis і токсину А Stagonospora nodorum серед українських сортів пшениці

  • А. В. Карелов Інститут захисту рослин НААН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а
  • Н. О. Козуб Інститут захисту рослин НААН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а
  • И. О. Созінов Інститут захисту рослин НААН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33
  • О. О. Созінов Інститут захисту рослин НААН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 33; Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а
  • Я. Б. Блюм Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а

Анотація

Мета. Дослідження було проведене з метою охарактеризувати сорти пшениці української селекції з допомогою молекулярно-генетичних маркерів XBE444541, Xfcp394 та Xfcp623 генів Tsn1 та Tsc2, що забезпечують чутливість до токсинів А некротрофних грибів P. tritici-repentis та S. nodorum і токсину В P. tritici-repentis. Методи. Було використано ПЛР із праймерами що фланкують діагностичні маркери генів і зразками ДНК 160 сортів пшениці м’якої (T. aestivum L.) української селекції. Результати. Частота алелю маркера Xfcp394, асоційованого з нечутливістю до ToxA, – досить висока і складає 96,3 %. Частота алелю маркера Xfcp623, пов’язаного із нечутливістю до ToxA – менша й становить 60,6 %. Точність маркера Xfcp394 порівняно з Xfcp623 складає приблизно 59 %. Загальний відсоток алелю маркера XBE444541, асоційованого з нечутливістю до ToxB, склав 66.8 %. Висновки. Алелі генів Tsn1 та Tsc2, пов’язані з нечутливістю до ToxA та PtrToxB поширені серед українських сортів пшениці й можуть бути використаними для пірамідування в процесі селекції.

Ключові слова: пшениця м’яка, жовта плямистість, септоріоз, молекулярно-генетичні маркери.

Посилання

Shabeer, A., Bockus, W.W. Tan spot effects on yield and yield components relative to growth stage in winter wheat. Plant Disease. 1988. Vol. 72. P. 599–602.

Fernandez M.R., DePauw R.M., Clarke J.M., Fox S.L. Discoloration of wheat kernels by Pyrenophora tritici-repentis. Canadian Journal of Plant Pathology. 1998. Vol. 20. P. 380–383.

Lamari L., Strelkov S.E., Yahyaoui A., Orabi J., Smith R.B. The identification of two new races of Pyrenophora tritici-repentisfrom the host center of diversity confirms a one-to-one relationship in tan spot of wheat. Phytopathology. 2003. Vol. 93. P. 391–396.

Tuori R.P., Wolpert T.J., Ciuffetti L.M. Purification and immunological characterization of toxic components from cultures of Pyrenophora tritici-repentis. Molecular Plant-Microbe Interactions. 1995. Vol. 8. P. 41–48.

Manning, V.A., Ciuffetti, V.A. Localization of Ptr ToxA produced by Pyrenophora tritici-repentis reveals protein import into wheat mesophyll cells. Plant Cell. 2005. Vol. 17. P. 3203–3212.

Sarma G.N., Manning V.A., Ciuffetti L.M., Karplus P.A. Structure of PtrToxA: An RGD-Containing host-selective toxin from Pyrenophora tritici-repentis. Plant Cell. 2005. Vol. 17. P. 3190–3202.

Strelkov S.E., Lamari L., Balance G.M. Characterization of a host-specific protein toxin (PtrToxB) from Pyrenophora tritici-repentis. Molecular Plant-Microbe Interactions. 1999. Vol. 12. P. 728–732.

King J.E., Cook R.J., Melville S.C. A review of Septoria diseases of wheat and barley. Annals of Applied Biology. 1983. Vol. 103. P. 345–373.

Faris J.D., Friesen T.L. Reevaluation of a tetraploid wheat population indicates that the Tsn1–ToxA interaction is the only factor governing Stagonospora nodorum Blotch susceptibility. Phytopathology. 2009. Vol. 99 – P. 906–912.

Faris D.J., Anderson J.A., Francl L.J., Jordah J.G. Chromosomal location of a gene conditioning insensitivity in wheat to a necrosis-inducing culture filtrate from Pyrenophora tritici-repentis. Phytopathology. 1996. Vol. 86. P. 459–463.

Zhang Z., Friesen T.L., Simons K.J., Xu S.S., Faris J.D. Development, identification, and validation of markers for marker-assisted selection against the Stagonospora nodorum toxin sensitivity genes Tsn1 and Snn2 in wheat. Molecular Breeding. 2009. Vol. 23. P. 35–49.

Faris J.D., Zhang Z., Lu H., Lu S., Reddy L., Cloutier S., Fellerse J.P., Meinhardtb S.W., Rasmussen J.B., Xua S.S., Oliver R.P., Simons K.J., Friesen T.L. A unique wheat disease resistance-like gene governs effector-triggered susceptibility to necrotrophic pathogens. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2010. Vol. 107. P. 13544–13549.

Friesen T.L., Faris J.D. Molecular mapping of resistance to Pyrenophora tritici-repentis race 5 and sensitivity to PtrToxB in wheat. Theoretical and Applied Genetics. 2004. Vol. 109. P. 464–471.

Abeysekara N.S., Friesen T.L., Liu Z., McClean P.E., Faris J.D. Marker development and saturation mapping of the Tan Spot Ptr ToxB sensitivity locus Tsc2 in hexaploid wheat. Plant Genome. 2010. Vol. 3. P. 179–189.

Одностальченко Е.В. Устойчивость пшеницы к возбудителю желто-бурой пятнистости листьев в условиях юга украины. «Біологія: від молекули до біосфери»: матеріали VІІ Міжнародної конференції молодих учених 20 – 23 листопада 2012. Харків.: 2012. С. 294.

Леонов О.Ю. Моніторинг стійкості до піренофорозу серед сучасних сортів та ліній пшениці м’якої. Вісник ЦНЗ АПВ Харківської області. 2011. Вип. 10. С. 133–143.

Глущенко В.О. Вплив тривалості зволоження на ураженість пшениці озимої піренофорозом. Збірник студентських наукових праць Уманського національного університету садівництва / Редкол.: А.Ф. Головчук (відп. ред.) та ін. Умань: 2011. Ч. ІІ: Сільськогосподарські і біологічні науки. 188 с.

Kollers S., Rodemann B., Ling J., Korzun V., Ebmeyer E., Argillier O., Hinze M., Plieske J., Kulosa D., Gana M.W., Röder M.S. Whole genome association mapping of Fusarium head blight resistance in European winter wheat (Triticum aestivum L.). PLoS ONE. 2013. Vol. 8(2). e57500. doi:10.1371/journal.pone.0057500.

Kollers S., Rodemann B., Ling J., Korzun V., Ebmeyer E., Argillier O., Hinze M., Plieske J., Kulosa D., Gana M.W., Röder M.S. Genetic architecture of resistance to Septoria tritici blotch (Mycosphaerella graminicola) in European winter wheat. Mol Breeding. 2013. Vol. 32(2). P. 411–423.

Kollers S., Rodemann B., Ling J., Korzun V., Ebmeyer E., Argillier O., Hinze M., Plieske J., Kulosa D., Gana M.W., Röder M.S. Genome-wide association mapping of tan spot resistance (Pyrenophora tritici-repentis) in European winter wheat. Mol Breeding. 2014. Vol. 34(2). P. 363–371.

Карелов А.В., Пирко Я.В., Козуб Н.А., Созинов И.А., Пирко Н., Блюм Я.Б., Литвиненко Н.А., Лыфенко С.Ф., Колючий В.Т., Созинов А.А. Идентификация аллельного состояния гена устойчивости к бурой ржавчине Lr34 у сортов озимой мягкой пшеницы украинской селекции. Цитология и генетика. 2011. Т. 45, №5. С. 3–10.

Карелов А.В., Козуб Н.О., Созінов І.О., Созінов О.О. Характеристика українських сортів м’якої пшениці (Triticum aestivum L.) за допомогою новітніх молекулярних маркерів генів помірної стійкості проти іржастих грибів. Захист і карантин рослин. 2013. Вип. 59. С 128-137.