vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2023-374-9-126-132vetpress-2794Research ArticleАГРОНОМИЯAGRONOMYИзучение устойчивости сортов картофеля к Phytophtora infestans (Mont.) de Bary, Synchytrium endobioticum (Schilb.), Globodera pallida (Stone), Globodera rostochiensis (Wollenweber), PVY, PVX в Приморском краеStudy of the structure of potato varieties to Phytophtora infestans (Mont.) de Bary, Synchytrium endobioticum (Schilb.), Globodera pallida (Stone), Globodera rostochiensis (Wollenweber), PVY, PVX in Primorsky Kraihttps://orcid.org/0000-0003-1727-4641ФисенкоП. В.FisenkoP. V.

Петр Викторович Фисенко, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

ул. Воложенина, 30Б, пос. Тимирязевский, Уссурийск, Приморский край, 692539

Petr Viktorovich Fisenko, Candidate of Biological Sciences, Leading Researchers

30B Volozhenin Str., village Timiryazevsky, Ussuriysk, Primorsky Krai, 692539

phisenko@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0165-1716МацишинаН. В.MatsishinaN. V.

Наталия Валериевна Мацишина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

ул. Воложенина, 30Б, пос. Тимирязевский, Уссурийск, Приморский край, 692539

Nataliya Valerievna Matsishina, Candidate of Biological Sciences, Senior Researchers

30B Volozhenin Str., village Timiryazevsky, Ussuriysk, Primorsky Krai, 692539

mnathalie134@gmail.comПоповаЮ. С.PopovaYu. S.

Юлия Сергеевна Попова, младший научный сотрудник

ул. Воложенина, 30Б, пос. Тимирязевский, Уссурийск, Приморский край, 692539

Yuliya Sergeevna Popova, Junior Research Assistant

30B Volozhenin Str., village Timiryazevsky, Ussuriysk, Primorsky Krai, 692539

alexbronskaya@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9364-9225ВолковД. И.VolkovD. I.

Дмитрий Игоревич Волков, младший научный сотрудник

ул. Воложенина, 30Б, пос. Тимирязевский, Уссурийск, Приморский край, 692539

Dmitrii Igorevich Volkov, Junior Research Assistant

30B Volozhenin Str., village Timiryazevsky, Ussuriysk, Primorsky Krai, 692539

volkov_dima@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0140-394XХоружеваТ. И.KhoruzhevaT. I.

Тамара Ивановна Хоружева, младший научный сотрудник

ул. Воложенина, 30Б, пос. Тимирязевский, Уссурийск, Приморский край, 692539

Tamara Ivanovna Khoruzheva, Junior Research Assistant

30B Volozhenin Str., village Timiryazevsky, Ussuriysk, Primorsky Krai, 692539

tamaraserbakova736@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3727-8634ЕрмакМ. В.ErmakM. V.

Марина Владимировна Ермак, младший научный сотрудник

ул. Воложенина, 30Б, пос. Тимирязевский, Уссурийск, Приморский край, 692539

Marina Vladimirovna Ermak, Junior Research Assistant

30B Volozhenin Str., village Timiryazevsky, Ussuriysk, Primorsky Krai, 692539

ermackmarine@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4383-3390СобкоО. А.SobkoO. A.

Ольга Абдулалиевна Собко, научный сотрудник

ул. Воложенина, 30Б, пос. Тимирязевский, Уссурийск, Приморский край, 692539

Olga Abdulalievna Sobko, Researcher

30B Volozhenin Str., village Timiryazevsky, Ussuriysk, Primorsky Krai, 692539

o.eyvazova@gmail.comФедеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. ЧайкиРоссияFederal Scientific Center of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. ChaikаRussian Federation20232509202309126132Copyright © Фисенко П.В., Мацишина Н.В., Попова Ю.С., Волков Д.И., Хоружева Т.И., Ермак М.В., Собко О.А., 20232023Фисенко П.В., Мацишина Н.В., Попова Ю.С., Волков Д.И., Хоружева Т.И., Ермак М.В., Собко О.А.Fisenko P.V., Matsishina N.V., Popova Y.S., Volkov D.I., Khoruzheva T.I., Ermak M.V., Sobko O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2794Актуальность

Актуальность. Одним из важных направлений селекции картофеля является создание сортов устойчивых к комплексу заболеваний, таких как фитофтороз, вирусные и грибные инфекции, а также паразитические нематоды. Применение ДНК-маркеров для идентификации ценных генотипов ускоряет процесс отбора устойчивых сортов, тем самым повышая эффективность селекции.

Методы

Методы. Цель исследования — изучение устойчивости 23 сортов картофеля к местному изоляту Phytophthora infestans (Mont.), а также определение генов устойчивости к патогенам: раку картофеля, бледной и золотистой цистообразующим нематодам, вирусам X и Y, фитофторозу. Листья картофеля обрабатывали инокулюмом изолята Putzilovka-2019 и выдерживали 24 часа в темноте, затем помещали в климатический бокс. Учет вели на шестые сутки после инокуляции.

Результаты

Результаты. Сорта Latona, Брянский деликатес, Gala, Дачный, Казачок, Adretta показали высокую устойчивость к фитофторозу — 0,0% поражения листовой поверхности. Высокую устойчивость к фитофторозу демонстрировали и сорта Laperla, Belmonda, Impala, Фиолетовый, Жуковский ранний, Queen Anne, Sante, Янтарь, у которых площадь поражения листа составила от 3,0 до 10,0%. При молекулярном скрининге ген устойчивости к раку картофеля (Senl) Nl25 был выявлен у 22 сортов, ген устойчивости H1 — у 15 сортов, а ген устойчивости Gpa2 — у 9 сортов, ген, кодирующий устойчивость к вирусу Х (Rxl), обнаружен у 13 сортов.

Relevance

Relevance. One of the important directions of potato breeding is the creation of varieties resistant to a complex of diseases, such as late blight, viral and fungal infections, as well as parasitic nematodes. The use of DNA markers to identify valuable genotypes accelerates the selection process of resistant varieties, thereby increasing the efficiency of breeding.

Methods

Methods. The aim of the study was to study the resistance of 23 potato varieties to the local isolate Phytophthora infestans (Mont.), as well as to determine the genes of resistance to pathogens: potato cancer, pale and golden cyst-forming nematodes, X and Y viruses, late blight. Potato leaves were treated with Putzilovka-2019 isolate inoculum and kept in the dark for 24 hours, then placed in a climate box. Records were kept on the 6th day after inoculation.

Results

Results. Latona, Bryansk delicacy, Gala, Dachny, Kazachok, Adretta varieties showed high resistance to late blight — 0.0% of leaf surface damage. High resistance to late blight was also demonstrated by the varieties Laperla, Belmonda, Impala, Violet, Zhukovsky early, Queen Anne, Sante, Amber, in which the leaf lesion area ranged from 3.0 to 10.0%. During molecular screening, the potato cancer resistance gene (Senl) Nl25 was detected in 22 varieties, the H1 resistance gene in 15 varieties, and the Gpa2 resistance gene in 9 varieties, the gene encoding resistance to virus X (Rxl) was detected in 13 varieties.

MASДНК-маркергенустойчивостьфитофторозрак картофелябледная и золотистая цистообразующие нематодыPVX и PVYMASDNA-markergeneresistancelate blightPVXPVYРабота выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания Федерального научного центра агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки (№ FNGW-2022-0007).The work was carried out with the support of the Ministry of Education and Science of Russia within the framework of the state assignment of the A.K. Chaika Federal Scientific Center for Agrobiotechnologies of the Far East (No. FNGW-2022-0007).ReferencesAhmadvand R., Wolf I., Gorji A.M., Polgár Z., Taller J. Development of Molecular Tools for Distinguishing Between the Highly Similar Rx1 and Rx2 PVX Extreme Resistance Genes in Tetraploid Potato. Potato Research. 2013; 56(4): 277–291. https://doi.org/10.1007/s11540-013-9244-yAhmadvand R., Wolf I., Gorji A.M., Polgár Z., Taller J. Development of Molecular Tools for Distinguishing Between the Highly Similar Rx1 and Rx2 PVX Extreme Resistance Genes in Tetraploid Potato. Potato Research. 2013; 56(4): 277–291. https://doi.org/10.1007/s11540-013-9244-yБирюкова В.А. и др. Поиск источников генов устойчивости к патогенам среди образцов селекционно-генетических коллекций ВНИИКХ с использованием молекулярных маркеров. Защита картофеля. 2015; (1): 3–7. https://www.elibrary.ru/tbigxpBiryukova V.A. et. al. Search for the sources of pathogen resistance genes among the samples of the VNIIKH breeding and genetic collections with the use of molecular markers. Zashchita kartofelya. 2015; (1): 3–7 (In Russian). https://www.elibrary.ru/tbigxpГавриленко Т.А. и др. Молекулярный скрининг сортов и гибридов картофеля северо-западной зоны Российской Федерации. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018; 22(1): 35–45. https://doi.org/10.18699/VJ18.329Gavrilenko T.A. et. al. Molecular screening of potato varieties bred in the northwestern zone of the Russian Federation. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2018; 22(1): 35–45 (In Russian). https://doi.org/10.18699/VJ18.329Sokolova E. et. al. SCAR-markers of the R-genes and germplasm of wild Solanum species for breeding late blight-resistant potato cultivars. Plant Genetic Resources. 2011; 9(2): 309–312. https://doi.org/10.1017/S1479262111000347Sokolova E. et. al. SCAR-markers of the R-genes and germplasm of wild Solanum species for breeding late blight-resistant potato cultivars. Plant Genetic Resources. 2011; 9(2): 309–312. https://doi.org/10.1017/S1479262111000347Антонова О.Ю. и др. Генетическое разнообразие сортов картофеля российской селекции и стран ближнего зарубежья по данным полиморфизма SSR-локусов и маркеров R-генов устойчивости. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016; 20(5): 596–606. https://doi.org/10.18699/VJ16.181Antonova O.Yu. et. al. Genetic diversity of potato varieties bred in Russia and near-abroad countries based on polymorphism of SSR-loci and markers associated with resistance R-genes. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2016; 20(5): 596–606 (In Russian). https://doi.org/10.18699/VJ16.181Valkonen J.P.T., Gebhardt C., Zimnoch-Guzowska E., Watanabe K.N. Resistance to Potato virus Y in potato. Lacomme C., Glais L., Bellstedt D.U., Dupuis B., Karasev A.V., Jacquot E. eds. Potato Virus Y: Biodiversity, Pathogenicity, Epidemiology and Management. Springer. 2017; 207–241. https://doi.org/10.1007/978-3-319-58860-5_8Valkonen J.P.T., Gebhardt C., Zimnoch-Guzowska E., Watanabe K.N. Resistance to Potato virus Y in potato. Lacomme C., Glais L., Bellstedt D.U., Dupuis B., Karasev A.V., Jacquot E. eds. Potato Virus Y: Biodiversity, Pathogenicity, Epidemiology and Management. Springer. 2017; 207–241. https://doi.org/10.1007/978-3-319-58860-5_8Антонова О.Ю., Клименко Н.С., Евдокимова З.З., Костина Л.И., Гавриленко Т.А. Последовательности, гомологичные участкам гена RB/Rpi-blb1/Rpi-sto1, у сортов картофеля, созданных методами традиционной селекции. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018; 22(6): 693–702 (на англ. яз.). https://doi.org/10.18699/VJ18.412Antonova O.Yu., Klimenko N.S., Evdokimova Z.Z., Kostina L.I., Gavrilenko T.A. Finding RB/Rpi-blb1/Rpi-sto1-like sequences in conventionally bred potato varieties. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2018; 22(6): 693–702. https://doi.org/10.18699/VJ18.412Huang S. et. al. Comparative genomics enabled the isolation of the R3a late blight resistance gene in potato. The Plant Journal. 2005; 42(2): 251–261. https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2005.02365.xHuang S. et. al. Comparative genomics enabled the isolation of the R3a late blight resistance gene in potato. The Plant Journal. 2005; 42(2): 251–261. https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2005.02365.xAsano K., Kobayashi A., Tsuda S., Nishinaka M., Tamiya S. DNA marker-assisted evaluation of potato genotypes for potential resistance to potato cyst nematode pathotypes not yet invading into Japan. Breeding Science. 2012; 62(2): 142–150. https://doi.org/10.1270/jsbbs.62.142Asano K., Kobayashi A., Tsuda S., Nishinaka M., Tamiya S. DNA marker-assisted evaluation of potato genotypes for potential resistance to potato cyst nematode pathotypes not yet invading into Japan. Breeding Science. 2012; 62(2): 142–150. https://doi.org/10.1270/jsbbs.62.142Гаджиев Н.М. и др. Использование в практической селекции картофеля результатов ДНК-маркирования исходных родительских форм и межсортовых гибридов. Сельскохозяйственная биология. 2020; 55(5): 981–994. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.5.981rusGadzhiev N.M. et. al. On using data from marker-assisted selection of source material and intervarietal hybrids in practical potato breeding. Agricultural Biology. 2020; 55(5): 981–994 (In Russian). https://doi.org/10.15389/agrobiology.2020.5.981rusЕрмишин А.П., Свиточ О.В., Воронкова Е.В., Гукасян О.Н., Лукша В.И. Определение состава и аллельного состояния генов устойчивости к болезням и вредителям у родительских линий картофеля с помощью ДНК-маркеров. Генетика. 2016; 52(5): 569–578. https://doi.org/10.7868/S0016675816050052Yermishin A.P., Svitoch O.V., Voronkova E.V., Gukasian O.N., Luksha V.I. Determination of the composition and the allelic state of disease and pest resistance genes in potato parental lines using DNA markers. Russian Journal of Genetics. 2016; 52(5): 569–578. https://doi.org/10.1134/S1022795416050057Wu R., Gallo-Meagher M., Littell R.C., Zeng Z.-B. A General Polyploid Model for Analyzing Gene Segregation in Outcrossing Tetraploid Species. Genetics. 2001; 159(2): 869–882. https://doi.org/10.1093/genetics/159.2.869Wu R., Gallo-Meagher M., Littell R.C., Zeng Z.-B. A General Polyploid Model for Analyzing Gene Segregation in Outcrossing Tetraploid Species. Genetics. 2001; 159(2): 869–882. https://doi.org/10.1093/genetics/159.2.869Хютти А.В., Рыбаков Д.А., Гавриленко Т.А., Афанасенко О.С. Устойчивость к возбудителям фитофтороза и глободероза современного сортимента семенного картофеля и его фитосанитарное состояние в различных агроклиматических зонах европейской части России. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020; 24(4): 363–375. https://doi.org/10.18699/VJ20.629Khyutti A.V., Rybakov D.A., Gavrilenko T.A., Afanasenko O.S. Resistance to causal agents of late blight and golden potato nematode of the modern cultivars of seed potatoes and their phytosanitary status in various agroclimatic zones of the European part of Russia. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020; 24(4): 363–375.(In Russian). https://doi.org/10.18699/VJ20.629Brylińska M., Śliwka J. Laboratory assessment of potato resistance to Phytophthora infestans. Plant Breeding and Seed Science. 2017; 76(1): 17–23. https://doi.org/10.1515/plass-2017-0016Brylińska M., ŚliwkaJ. Laboratory assessment of potato resistance to Phytophthora infestans. Plant Breeding and Seed Science. 2017; 76(1): 17–23. https://doi.org/10.1515/plass-2017-0016Бирюкова В.А., Шмыгля И.В., Митюшкин А.В., Мелёшин А.А., Жарова В.А. Молекулярный скрининг образцов селекционно-генетических коллекций ВНИИКХ. «День поля» в рамках КПНИ ФАНО России «Развитие селекции и семеноводства картофеля» и научная конференция «Теоретические основы и прикладные исследования в селекции и семеноводстве картофеля». Новосибирск: Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук. 2018; 8. https://doi.org/10.18699/Potato-2018-04Biryukova V.A., Shmyglya I.V., Mityushkin A.V., Meleshin A.A., Zharova V.A. Molecular screening of samples of breeding and genetic collections of VNIIKH. «Field Day» within the framework of the CPNI FANO of Russia «Development of potato breeding and seed production» and the scientific conference «Theoretical foundations and applied research in potato breeding and seed production». Novosibirsk: Institute of Cytology and Genetics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. 2018; 8 (In Russian). https://doi.org/10.18699/Potato-2018-04Шанина Е.П., Сергеева Л.Б., Стафеева М.А., Клюкина Е.М. Применение ДНК-маркеров для оценки исходного селекционного материала картофеля. Достижения науки и техники АПК. 2018; (12): 47–49. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-11213Shanina E.P., Sergeeva L.B., Stafeeva M.A., Klyukina E.M. The use of DNA markers to evaluate the initial breeding material of potatoes. Achievements of Science and Technology of AIC. 2018; (12): 47–49 (In Russian). https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-11213Клименко Н.С., Гавриленко Т.А., Костина Л.И., Мамадбокирова Ф.Т., Антонова О.Ю. Поиск источников устойчивости к Globodera.pallida и к PVX в коллекции отечественных сортов картофеля с использованием молекулярных маркеров. Биотехнология и селекция растений. 2019; 2(1): 42–48. https://doi.org/10.30901/2658-6266-2019-1-42-48Klimenko N.S., Gavrilenko T.A., Kostina L.I., Mamadbokirova F.T., Antonova O.Yu. Search for resistance sources to Globodera.pallida and potato virus X in the collection of potato varieties using molecular markers. Plant Biotechnology and Breeding. 2019; 2(1): 42–48 (In Russian). https://doi.org/10.30901/2658-6266-2019-1-42-48Сайнакова А.Б. и др. Исследование коллекционных образцов картофе ля на наличие генетических маркеров устойчивости к фитопатогенам. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018; 22(1): 18–24. https://doi.org/10.18699/VJ18.326Saynakova A.B. et. al. Testing potato collection samples for the presence of genes for resistance to phytopathogens by means of DNA markers. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2018; 22(1): 18–24 (In Russian). https://doi.org/10.18699/VJ18.326Khiutti A.V., Mironenko N.V., Afanasenko O.S., Antonova O.Y., Gavrilenko T.A. Potato Resistance to Quarantine Diseases. Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2017; 7(8): 833–844. https://doi.org/10.1134/S2079059717050094Khiutti A.V., Mironenko N.V., Afanasenko O.S., Antonova O.Yu., Gavrilenko T.A. Potato Resistance to Quarantine Diseases. Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2017; 7(8): 833–844. https://doi.org/10.1134/S2079059717050094Антоненко В.В., Смирнов А.Н. Влияние регуляторов роста растений новосил, лариксин и терпенол на агрессивность Phytophthora infestans. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2011; (4): 64–72. https://elibrary.ru/ohklydAntonenko V.V., Smirnov A.N. The influence of plant growth regulators Novosil, Lariksin, and Terpenol on the aggression of Phytophthora infestans. Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2011; (4): 64–72 (In Russian). https://elibrary.ru/ohklydМушинский А.А., Часовских Н.П., Герасимова Е.В., Аминова Е.В. Устойчивость сортов картофеля к фитофторозу (Phytophthora infestans) в условиях орошения в степной зоне Южного Урала. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016; (4): 61–63. https://elibrary.ru/wjumrjMushinsky A.A., Chasovskikh N.P., Gerasimova E.V., Aminova E.V. Resistance of potato varieties to late blight (Phytophthora infestans) under irrigation in the South Ural steppe zone. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2016; (4): 61–63 (In Russian). https://elibrary.ru/wjumrj

The authors declare that there are no conflicts of interest present.