vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2024-1-5-11qhopnbvstisp-1119Research ArticleГЕНЕТИКА, СЕЛЕКЦИЯ, СЕМЕНОВОДСТВОGENETICS, BREEDING, SEED PRODUCTIONИдентификация аллельного состояния гена Rca2 устойчивости к антракнозу и определение генетического сходства у генотипов земляники садовойIdentification of the allelic state of the Rca2 gene for resistance to anthracnose and determination of genetic relatedness in garden strawberry genotypeshttps://orcid.org/0009-0008-9412-4579ТарасоваЕ. В.TarasovaE. V.

младший научный сотрудник

лаборатория репродуктивной биотехнологии

Москва

Junior Researcher

Laboratory of Reproductive Biotechnology

Moscow

https://orcid.org/0000-0003-3629-4461КапитоваИ. А.KapitovaI. A.

Ирина Александровна Капитова, кандидат химических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией

лаборатория репродуктивной биотехнологии

115598; ул. Загорьевская, 4; Москва

Irina A. Kapitova, PhD Sci. (Chem.), Senior Researcher, Head of Laboratory

Laboratory of Reproductive Biotechnology

115598;  4, Zagorevskaya str.; Moscow

kiastandart@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7766-5524АндроноваН. В.AndronovaN. V.

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

отдел генетики и селекции садовых культур

Москва

PhD (Agric.), Senior Researcher

Department of Genetics and Breeding of Fruit and Berry Crops

Moscow

Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководстваРоссияFederal Horticultural Research Center for Breeding, Agrotechnology and NurseryRussian Federation20241403202401511Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20242024Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»https://www.sadivin.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.sadivin.com/jour/article/view/1119

   Исследования проводились в 2022-2023 гг.

   Цель работы – анализ родства гибридов и сортов земляники садовой, устойчивых и восприимчивых к антракнозу, и определение предполагаемого аллельного статуса гена устойчивости к антракнозу Rca2.

   Выполнен подбор ISSR-праймеров для выявления полиморфизма и построения дендритов генетического сходства 19 генотипов из коллекции ФГБНУ ФНЦ Садоводства. Оценка эффективности ISSR-праймеров проводилась методом ISSR-PCR с последующим гель-электрофорезом продуктов ISSR-PCR в агарозном геле. Для оценки аллельного состояния гена Rca2 использовался SCAR-маркер STS-Rca2_240. Генетическая дистанция анализируемых образцов земляники садовой была определена с применением коэффициента Жаккара. Кластерный анализ проведен с использованием программы STATISTICA (StatSoft ). У исследуемых сортов и гибридов установлен предполагаемый аллельный статус гена устойчивости к антракнозу Rca2. Диагностический фрагмент маркера STS-Rca2_240 размером 240 п.н. обнаружен у сорта ‘Альфа’. На основе массива коэффициентов генетического сходства были построены дендрограммы, в ходе их анализа установлено родство исследуемых сортообразцов. Выделены перспективные формы, обладающие высокой степенью генетического сходства с сортами, устойчивыми к антракнозу, и формы, близкородственные восприимчивым сортам.

   The studies were conducted between 2022-2023.

   The purpose of the work was to analyze the relationship of hybrids and varieties of strawberries resistant and susceptible to anthracnose and to determine the putative allelic status of the anthracnose resistance gene Rca2.

   Selection of ISSR primers for identifying polymorphism and constructing dendrites of genetic similarity of 19 garden strawberry genotypes from the collection of the Federal State Budgetary Scientific Institution Federal Scientifi c Center for Horticulture. Th e eff ectiveness of ISSR primers was assessed by the ISSR-PCR method, followed by gel electrophoresis of ISSR-PCR products in an agarose gel. To assess the allelic state of the Rca2 gene, the SCAR marker STS-Rca2_240 was used. The genetic distance of the analyzed strawberry samples was determined using the Jaccard coeffi cient. Cluster analysis was carried out using the STATISTICA program (StatSoft ). The putative allelic status of the anthracnose resistance gene Rca2 in the studied varieties and hybrids was established. Diagnostic fragment of the STS-Rca2_240 marker, 240 bp in size. was found in the Alpha variety. Based on an array of genetic similarity coefficients, dendrograms were constructed, during the analysis of which the relationship of the studied variety samples was established. Promising forms were identifi ed that had a high degree of genetic similarity to varieties resistant to anthracnose, and forms that were closely related to susceptible varieties.

Fragaria ananassaсортагибридыДНКполиморфизмПЦРмолекулярные маркерыISSR- праймерыантракнозRca2кластерный анализFragaria ananassavarietieshybridsDNApolymorphismPCRmolecular markersISSR primersanthracnoseRca2cluster analysisReferencesMorkeliūnė A, Rasiukevičiūtė N, Valiuškaitė A. Meteorological Conditions in a Temperate Climate for Colletotrichum acutatum, Strawberry Pathogen Distribution and Susceptibility of Different Cultivars to Anthracnose. Agriculture. 2021; 11(1):80. DOI: 10.3390/agriculture11010080.Morkeliūnė A, Rasiukevičiūtė N, Valiuškaitė A. Meteorological Conditions in a Temperate Climate for Colletotrichum acutatum, Strawberry Pathogen Distribution and Susceptibility of Different Cultivars to Anthracnose. Agriculture. 2021; 11(1):80. DOI: 10.3390/agriculture11010080.Merino M. C., Guidarelli M., Negrini F., De Biase D., Pession A., Baraldi E., Induced expression of the Fragaria × ananassa Rapid alkalinization factor-33-like gene decreases anthracnose ontogenic resistance of unripe strawberry fruit stages. Molecular Plant Pathology, 2019: 20: 1252-1263. doi: 10.1111/mpp.12837.Merino M. C., Guidarelli M., Negrini F., De Biase D., Pession A., Baraldi E., Induced expression of the Fragaria × ananassa Rapid alkalinization factor-33-like gene decreases anthracnose ontogenic resistance of unripe strawberry fruit stages. Molecular Plant Pathology, 2019: 20: 1252-1263. doi: 10.1111/mpp.12837.Karimi K., Arzanlou M., Pertot I. Weeds as Potential Inoculum Reservoir for Colletotrichum nymphaeae Causing Strawberry Anthracnose in Iran and Rep-PCR Fingerprinting as Useful Marker to Differentiate C. acutatum Complex on Strawberry. Frontiers in Microbiology. 2019. 10. 129. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00129.Karimi K., Arzanlou M., Pertot I. Weeds as Potential Inoculum Reservoir for Colletotrichum nymphaeae Causing Strawberry Anthracnose in Iran and Rep-PCR Fingerprinting as Useful Marker to Differentiate C. acutatum Complex on Strawberry. Frontiers in Microbiology. 2019. 10. 129. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00129.Головин С. Е., Глинушкин А. П., Зеркалов И. А., Белошапкина О. О., Копина М. Б. Патокомплекс почвенных микромицетов, ассоциирующихся с корневыми и прикорневыми гнилями земляники, в некоторых регионах России. Достижения науки и техники АПК. 2019. 33(7): 62-70. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10715.Golovin S.E., Glinushkin A.P., Zerkalov I.A., Beloshapkina O.O., Kopina M.B. Pathocomplex of soil micromycetes associated with root and foot rots of strawberry in some regions of Russia. Achievements of Science and Technology of AIC. 2019. 33(7): 62-70. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10715.Zhang L. Characterization and fungicide sensitivity of Colletotrichum species causing strawberry anthracnose in Eastern China / L. Zhang, L. Song, X. Xu, X. Zou, K. Duan, Q. Gao // Plant disease. 2020. 104(7):1960-1968. DOI: 10.1094/PDIS-10-19-2241–RE.Zhang L. Characterization and fungicide sensitivity of Colletotrichum species causing strawberry anthracnose in Eastern China / L. Zhang, L. Song, X. Xu, X. Zou, K. Duan, Q. Gao // Plant disease. 2020. 104(7):1960-1968. DOI: 10.1094/PDIS-10-19-2241–RE.Говорова Г. Ф., Говоров Д. Н. Грибные болезни земляники и клубники. Москва: Проспект; 2019; 208 с.Govorova G. F., Govorov D. N. Fungal diseases of Fragaria spp. (Gribnye bolezni zemlyaniki i klubniki). Moscow: Prospekt; 2019; 208 p.Упадышев М. Т., Тумаева Т. А., Борисова А. А., Андронова Н. В., Петрова А. Д., Туть Е. А. Особенности формирования полевого репозитория земляники садовой. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2021;22(5):715-724. DOI: 10.30766/2072-9081.2021.22.5.715-724.Upadyshev M. T., Tumaeva T. A., Borisova A. A., Andronova N. V., Petrova A. D., Tut’ E. A. Features of the strawberry field repository formation. Agricultural Science Euro-North-East. 2021;22(5):715-724. DOI: 10.30766/2072-9081.2021.22.5.715-724.Храбров И. Э., Антонова О. Ю., Шаповалов М. И., Семёнова Л. Г. Устойчивость земляники к основным грибным фитопатогенам: R-гены и их ДНК-маркеры. Биотехнология и селекция растений, 2019;2(3):30-40. DOI: 10.30901/2658-6266-2019-3-o3.Khrabrov I. E., Antonova O. Yu., Shapovalov M. I., Semenova L. G. Strawberry resistance to the major fungal phytopathogens: R-genes and their DNA markers. Plant Biotechnology and Breeding. 2019;2(3):30-40. DOI: 10.30901/2658-6266-2019-3-o3.Lerceteau-Köhler E., Guerin G., Denoyes-Rothan B. Identification of SCAR marker linked to Rca2 anthracnose resistance gene and their assessment in strawberry germplasm. TheorAppl Genet. 2005;111;862-870. DOI: 10.1007/s00122-005-0008-1.Lerceteau-Köhler E., Guerin G., Denoyes-Rothan B. Identification of SCAR marker linked to Rca2 anthracnose resistance gene and their assessment in strawberry germplasm. TheorAppl Genet. 2005;111;862-870. DOI: 10.1007/s00122-005-0008-1.Лукъянчук И. В., Лыжин А. С., Козлова И. И. Анализ генетической коллекции клубники (Fragaria L.) для генов Rca2 и Rpf1 с молекулярными маркерами. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018;22(7):795-799. DOI: 10.18699/VJ18.423.Luk’yanchuk I. V., Lyzhin A. S., Kozlova I. I. Analysis of strawberry genetic collection (Fragaria L.) for Rca2 and Rpf1 genes with molecular markers. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2018;22(7):795-799. DOI: 10.18699/VJ18.423.Лыжин А. С., Лукъянчук И. В., Жбанова Е. В. Полиморфизм сортов земляники (Fragaria × ananassa) по гену устойчивости к антракнозу Rca2. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019;180(1):73-77. DOI: 10.30901/2227-8834-2019-1-73-77.Lyzhin A. S., Lukyanchuk I. V., Zhbanova E. V. Polymorphism of the Rca2 anthracnose resistance gene in strawberry cultivars (Fragaria × ananassa). Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2019;180(1):73-77. DOI: 10.30901/2227-8834-2019-1-73-77.Орловская О. А., Корень Л. В., Хотылева Л. В. Влияние степени генетической дивергенции родителей на уровень гетерозиса гибридов F1 яровой тритикале. Экологическая генетика. 2013;3(5): 405-411. DOI: 10.17816/ecogen1033-9.Orlovskaya O. A., Koren L. V., Khotyleva L. V. The impact of parental genetic divergence on the heterosis of f1-hybrids of spring triticale. Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2013. 3(5): 405-411. DOI: 10.17816/ecogen1033-9.Чесноков Ю. В., Косолапов В. М. Генетические ресурсы растений и ускорение селекционного процесса. М.: ООО «Угрешская типография», 2016, 172 с.Chesnokov Yu. V., Kosolapov V. M. Genetic resources of plants and acceleration of the selection process. M.: Ugreshskaya tipographia, 2016, 172 p.Кокшарова А. Н. Подбор праймеров для исследования Fragaria vesca L. ISSR-методом: Фундаментальные и прикладные исследования в биологии и экологии : сборник статей по материалам Региональной научной конференции, Пермь, 19-23 апр. 2021 г. Пермь, 2021, 27-29 с.Koksharova A. N. Selection of primers for the study of Fragaria vesca L. using the ISSR method : Fundamental and applied research in biology and ecology: collection of articles based on the materials of the regional scientific conference, Perm, April 19-23. 2021 Perm, 2021, 27-29 p.Дрейпер Д. С., Армитидж Ф., Дьюри Г., Джэкоб Л., Уолден Р., Кумар А., Джефферсон Р., Хэмил Д. Генная инженерия растений. М.: Мир, 1991. С. 408.Draper J., Armitage F., Dury G., Jacob L., Walden R., Kumar A., Jeff erson R., Hamil D. Plant genetic transformation and gene expression. A laboratory manual. Oxford; Boston: Blackwell Scientific Publications 1988. 366 p.Jaccard P. Distribution de la fl ore alpine dans le Bassin des Dranses et dans quelques regions voisines // Bull. Soc. Vaudoise sci. Natur. 1901. V. 37. Bd. 140. P. 241-272.Jaccard P. Distribution de la fl ore alpine dans le Bassin des Dranses et dans quelques regions voisines // Bull. Soc. Vaudoise sci. Natur. 1901. V. 37. Bd. 140. P. 241-272.

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