Анализ генетической коллекции земляники (Fragaria L.) по генам Rca2 и Rpfl с использованием молекулярных маркеров

Сорта земляники садовой (Fragariax ananassa Duch.) восприимчивы ко многим грибным заболеваниям. Идентификация форм, несущих гены устойчивости, является важным этапом селекционных программ по созданию устойчивых сортов. Использование молекулярных маркеров позволяет с высокой надежностью определить присутствие в геноме необходимых генов и идентифицировать перспективные формы. К числу распространенных заболеваний земляники, наносящих значительный ущерб насаждениям, относятся антракнозная гниль (Colletotrichum acutatum Simmonds) и фитофторозное увядание (Phytophthora fragariae var. fragariae Hickman). Моногенная устойчивость к C. acutatum второй группы патогенности контролируется доминантным геном Rca2. Моногенная устойчивость земляники к фитофторозной корневой гнили детерминирована несколькими олигогенами - Rpf1, Rpf2, Rpf3. Целью настоящего исследования было молекулярно-генетическое тестирование генотипов рода Fragaria L. для идентификации носителей аллелей Rca2 устойчивости к антракнозу и Rpf1 устойчивости к фитофторозной корневой гнили. Объектами исследования являлись дикорастущие виды рода Fragaria L. и сорта земляники ананасной (Fragariax ananassa Duch.) различного эколого-географического происхождения. Для оценки аллельного состояния гена Rca2 устойчивости к антракнозу использовали доминантный SCAR-маркер STS-Rca2_240, локализованный на расстоянии 2.8 cM от гена. для выявления гена Rpf1 устойчивости к фи-тофторозной корневой гнили использовали доминантный SCAR-маркер R1A, находящийся на расстоянии 3.0 cM от гена. Доминантный аллель маркера STS-Rca2_240 идентифицирован у сорта Laetitia (генотип Rca2Rca2 или Rca2rca2), что позволяет рекомендовать его в качестве перспективного источника устойчивости к антракнозу для селекции. Остальные изученные формы характеризуются рецессивным гомозиготным состоянием маркера STS-Rca2_240 (предполагаемый генотип rca2rca2). Доминантный аллель маркера SCAR-R1A у изучаемых сортов и дикорастущих видов земляники не выявлен, что предположительно свидетельствует об их рецессивном гомозиготном генотипе по гену Rpf1 (rpf1rpf1 ).

1. Aleksandrov I.N., Skripka O.V., Dudchenko I.P., Surina T.A., Nikiforov S.V. Red stele root rot in strawberry. Zashchita i Karantin Ras-teniy = Plant Protection and Quarantine. 2007;5:32-34. (in Russian)

2. De los Santos B., Barrau C., Romero F. Strawberry fungal diseases. In: Crop Management and Postharvest Handling of Horticultural Products. 2004;4:233-268.

3. Denoyes-Rothan B., Guerin G., Lerceteau-Kohler E., Risser G. Inheritance of a race-specific resistance to Colletotrichum acutatum in Fragaria ananassa. Phytopathology. 2005;95:405-412. DOI 10.1094/PHYTO-95-0405.

4. Denoyes-Rothan B., Lerceteau-Kohler E., Guerin G., Bosseur S., Bariac J., Martin E., Roudeillac P. QTL analysis for resistance to Colletotrichum acutatum and Phytophthora cactorum in octoploid strawberry (Fragariax ananassa). Acta Hortic. 2004;663:147-151. DOI 10.17660/ActaHortic.2004.663.19.

5. Dudchenko I.P., Skripka O.V., Kopina M.B. Outbreak of strawberry anthracnose in the Voronezh region. Current Mycology in Russia: Materials of the III Int. Mycological Forum. Moscow, 2015;5(4):28-29. (in Russian)

6. Duncan J.M., Cowan J.B. Effect of temperature and soil moisture content on persistence and infectivity of Phytophthora fragariae in naturally infected soil. Trans. Br. Mycol. Soc. 1980;75:133-139.

7. FAOStat. 2018. Available at http://faostat3.fao.org/download/Q/QC/E.

8. Folta K.M., Davis T.M. Strawberry genes and genomics. Crit. Rev. Plant Sci. 2006;25:399-415. DOI 10.1080/07352680600824831.

9. Golovin S.E. New diseases of strawberries in the central Russia. Plodo-vodstvo i Yagodovodstvo Rossii = Pomiculture and Small Fruits Culture in Russia. 2014;1:88-95. (in Russian)

10. Haymes K.M., Van de Weg W.E., Arens P., Maas J.L., Vosman B., Den Nijs A.P.M. Development of SCAR markers linked to a Phytophthora fragariae resistance gene and their assessment in European and North American strawberry genotypes. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 2000;125(3):330-339.

11. Hummer K., Hancock J.F. Strawberry genomics: botanical history, cultivation, traditional breeding, and new technologies. In: Folta K.M., Gardiner S.E. (Eds.). Genetics and Genomics of Rosaceae (ser. Plant Genetics and Genomics: Crops and Models). Springer, 2009;413-436.

12. Korbin M.U. Molecular approaches to disease resistance in Fragaria spp. J. Plant Prot. Res. 2011;51(1):60-65. DOI 10.2478/v10045-011-0011-2.

13. Leandro L.F.S., Gleason M.L., Nutter F.W., Jr., Wegulo S.N., Dixon P.M. Germination and sporulation of Colletotrichum acutatum on symptomless strawberry leaves. Phytopathology. 2001;91(7):659-664. DOI 10.1094/PHYTO.2001.91.7.659.

14. Lerceteau-Kohler E., Guerin G., Denoyes-Rothan B. Identification of SCAR markers linked to Rca2 anthracnose resistance gene and their assessment in strawberry germplasm. Theor. Appl. Genet. 2005; 111:862-870. DOI 10.1007/s00122-005-0008-1.

15. Lerceteau-Kohler E., Roudeillac P., Markocic M., Guerin G., Praud K., Denoyes-Rothan B. The use of molecular markers for durable resistance breeding in the cultivated strawberry (Fragaria x ananassa). Acta Hortic. 2002;567(2):615-618. DOI 10.17660/ActaHortic.2002.567.132.

16. Newton A.C., Duncan J.M., Augustin N.H., Guy D.C., Cooke D.E.L. Survival, distribution and genetic variability of inoculum of the strawberry red core pathogen, Phytophthora fragariae var. fragariae, in soil. Plant Pathol. 2010;59(3):472-479. DOI 10.1111/j.1365-3059.2010.02273.x.

17. Njuguna W. Development and Use of Molecular Tools in Fragaria. Oregon State Univ., 2010.

18. Sasnauskas A., Rugienius R., Gelvonauskiene D., Zalunskaite I., Staniene G., Siksnianas T., Stanys V., Bobinas C. Screening of strawberries with the red stele (Phytophthora fragariae) resistance gene Rpfl using sequence specific DNA markers. Acta Hortic. 2007; 760:165-169. DOI 10.17660/ActaHortic.2007.760.21.

19. Simpson D.W., Winterbottom C.Q., Bell J.A., Maltoni M.L. Resistance to a single UK isolate of Colletotrichum acutatum in strawberry germplasm from Northern Europe. Euphytica. 1994;77(1-2):161-164.

20. Smith B.J. Epidemiology and pathology of strawberry anthracnose: a North American perspective. HortScience. 2008;43(1):69-73.

21. Sturzeanu M., Coman M., Ciuca M., Ancu I., Cristina D., Turcu A.G. Molecular characterization of allelic status of the Rpfl and Rca2 genes in six cultivars of strawberries. Acta Hortic. 2016;1139:107-112. DOI 10.17660/ActaHortic.2016.1139.19.

22. Szkuta G. Czerwona zgnilizana korzeni truskawki [Red core of strawberry]. Ochrona Roslin. 2006;51:17-21.

23. Van de Weg W.E. Resistance to Phytophthora fragariae var. fragariae in strawberry: the Rpf2 gene. Theor. Appl. Genet. 1997a;94(8):1092-1096. DOI 10.1007/s001220050520.

24. Van de Weg W.E. A gene-for-gene model to explain interactions between cultivars of strawberry and races of Phytophthora fragariae var. fragariae. Theor. Appl. Genet. 1997b;94(3-4):445-451. DOI 10.1007/s001220050435.

25. Whitaker V.M. Applications of molecular markers in strawberry. J. Berry Res. 2011;1:115-127. DOI 10.3233/BR-2011-013.