vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2018-5-23-29vstisp-261Research ArticleГЕНЕТИКА, СЕЛЕКЦИЯ, СЕМЕНОВОДСТВОGENETICS, BREEDING, SEED PRODUCTIONВыявление новых комплексных источников устойчивости к болезням яблони с использованием молекулярных методов в БеларусиIdentification of new complex sources of resistance to apple diseases using molecular methods in BelarusКозловскаяЗ. А.KоzlovskayaZ. A.

Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий лабораторией генетических ресурсов плодовых, орехоплодных культур и винограда 

Адрес для переписки: Козловская Зоя Аркадьевна – РУП «Институт плодоводства», НАН Беларуси, 223013, Республика Беларусь, Минский р-н, 2, пос. Самохваловичи, ул. Ковалева

Dr. Sci.(Agric.), professor, Chief of Fruit, Nut Grape Genetic Resourses Laboratory

zoya-kozlovskaya@tut.byКондратенокЮ. Г.KondratsenоkJu. G.

Кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

PhD (Agric.), Leading Researcher

ГашенкоТ. А.GashenkоT. A.

Кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

PhD (Agric.), Leading Researcher

ЯрмоличС. А.YarmolichS. A.

Кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

PhD (Agric.), Leading Researcher

РУП «Институт плодоводства», НАН БеларусиБеларусьInstitute for Fruit Growing, National Academy of Sciences of BelarusBelarus201827102018052329Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20182018Autonomous 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/261

C целью выявления новых комплексных источников устойчивости к болезням яблони был проанализирован гибридный фонд, созданный в 1994-2007 гг. – 22 364 однолетних растений, полученных от 252 комбинаций скрещивания, и выделенные отборы в селекционном саду – 4936 шт. 120 отборов оценивались в саду первичного изучения на подвоях 62-396 и ПБ-4, из них выделены 12 перспективных гибридов. Источниками устойчивости к парше послужили исходные формы – носители гена Rvi5 – 85-12/88 (F1 SR0523), 85-9/112 (F1 SR0523), гена Rvi6 – Имант, ВМ41497, Prima, Liberty, Red-free, Otava, 86-55/53, 86-54/131 (F1ВМ41497), Rvi17 – 27/78 (F1Чаравница). Препараты ДНК выделяли из свежих листьев яблони при помощи набора реагентов Genomic DNA Purification Kit (Thermoscientific, EC). Для проведения идентификации генов устойчивости к парше Rvi2, Rvi4, Rvi5, Rvi6 и Rvi17 были использованы маркеры OPL19, AD13-SCAR, OPB12 STS, VfC1 и VfC2, AL07-SCAR и AM19-SCAR, Vf2ARD, для идентификации генов устойчивости к мучнистой росе Pl1, Pl2, Pl-w, Pl-d – маркеры OPU02 SCAR, OPAT20450, EM M02, EM DM01. Установлено присутствие доминантного аллеля гена Rvi6 в гомозиготном состоянии (VfVf) у трех гибридов: 94-13/39, 99-39/76 и 2007-18/19, в гетерозиготном (Vfvf) – у шести гибридов и сорта Дыямент. Сопоставление результатов ДНК-анализа и экспериментальных данных полевой оценки устойчивости к парше и мучнистой росе позволило получить достоверные результаты по наличию генов устойчивости в исследуемых 12 геномах яблони, полученных в результате целенаправленной гибридизации исходных форм – производных различных видов. Выявлены новые источники с комплексной устойчивостью к парше и мучнистой росе – носители нескольких генов устойчивости в одном генотипе: 2000-45/70 (Rvi2, Rvi4, Rvi5, Rvi6 Pl-d), 94-13/39 (Rvi2, Rvi5, Rvi6), 2007-19/15 (Rvi2, Rvi6 Rvi17, Pl-d)

.

In order to identify new complex sources of resistance to apple diseases, a hybrid fund, created in 1994-2007 – 22 364 plants of one year, obtained from 252 crossing combinations and selections in the breeding plot – 4936 plants was analyzed. 120 selections were evaluated in the primary test orchards on rootstocks 62-396 and PB-4, of which 12 promising hybrids were identified. DNA preparations were extracted from fresh apple-tree leaves using the Genomic DNA Purification Kit (Thermo scientific, EC) kit. Markers: OPL19, AD13-SCAR, OPB12 STS, VfC1 and VfC2, AL07-SCAR and AM19-SCAR, Vf2ARD, were used to identify the scab resistance genes Rvi2, Rvi4, Rvi5, Rvi6, Rvi17 and for identification of powdery mildew resistance genes Pl1, Pl2, Pl-w, Pl-d are the markers OPU02 SCAR, OPAT20450, EM M02, EM DM01. The presence of the dominant allele of the Rvi6 gene in the homozygous state (VfVf) was established in three hybrids: 94-13/39, 99-39/76 and 2007-18/19, in the heterozygous (Vfvf) – in six hybrids and cv. Diyament. Comparison of the results of DNA analysis and experimental field data of resistance to scab and powdery mildew allowed to obtain reliable results on the presence of resistance genes in the 12 apple genomes studied, obtained as a result of targeted hybridization of the original forms – derivatives of various apple species. New sources with complex resistance to scab and powdery mildew – carriers of several resistance genes in one genotype have been identified: 2000-45/70 (Rvi2, Rvi4, Rvi5, Rvi6 Pl-d), 94-13/39 (Rvi2, Rvi5, Rvi6), 2007-19/15 (Rvi2, Rvi6 Rvi17, Pl-d).

яблоняселекцияустойчивостьгеныДНКпаршамучнистая росаРеспублика БеларусьapplebreedingresistancegenesDNAscabpowdery mildewBelarusReferencesКозловская З. А. Селекция яблони в Беларуси. Мн: Беларуская навука, 2015, 457 с.Kozlovskaya Z. A. Apple tree breeding in Belarus. Minsk: Belaruskaya navuka, 2015, 457 p. (in Russian)Ефимова И. Л., Якуба Г. В. Устойчивость сортов яблони к грибным заболеваниям на юге России. Плодоводство и ягодоводство России. 2010;24(2):403-409.Efimova I. L., Yakuba G. V. Resistance of apple varieties to mushroom diseases in the south of Russia. Plodovodstvo i yagodovodstv o Rossii. 2010;24(2):403-409. (in Russian)Седов Е. Н., Жданов В. В. Устойчивость яблони к парше: сорта и селекция. Орел, 1983, 114 с.Sedov E. N., Zhdanov V. V. Apple resistance to scab: varieties and breeding. Orel, 1983, 114 p. (in Russian)Седов Е. Н. Селекция семечковых культур на устойчивость к парше и мучнистой росе – приоритетное направление науки. Садоводство и виноградарство. 1992;1:11-14.Sedov E. N. Breeding of pome crops for resistance to scab and powdery mildew is a priority for science. Sadovodstvo i vinogradarstvo. 1992;1:11-14. (in Russian)Migicovsky Z. et al. Genome to phenome mapping in apple using historical data. Plant Genome. 2016;9:1-15.Migicovsky Z. et al. Genome to phenome mapping in apple using historical data. Plant Genome. 2016;9:1-15.Peace C.А. et al. A strategy for developing representative germplasm sets for systematic QTL validation, demonstrated for apple, peach, and sweet cherry. Tree Gen. Genom. 2014;10:1679-1694.Peace C.А. et al. A strategy for developing representative germplasm sets for systematic QTL validation, demonstrated for apple, peach, and sweet cherry. Tree Gen. Genom. 2014;10:1679-1694.Patocchi A. et all. Towards improvement of marker assisted selection of apple scab resistant cultivars: Venturia inaequalis virulence surveys and standardization of molecular marker alleles associated with resistance genes. Mol. Breed. 2009;24(4):337-347.Patocchi A. et all. Towards improvement of marker assisted selection of apple scab resistant cultivars: Venturia inaequalis virulence surveys and standardization of molecular marker alleles associated with resistance genes. Mol. Breed. 2009;24(4):337-347.Gessler C. et all. Venturia inaequalis resistance in apple. Crit Rev in Plant Sc. 2006;25:473-503.Gessler C. et all. Venturia inaequalis resistance in apple. Crit Rev in Plant Sc. 2006;25:473-503.Liang W. et al. Genetic diversity, population structure and construction of a core collection of apple cultivars from Italian germplasm. Plant Mol. Biol. Rep. 2015;33:458-473.Liang W. et al. Genetic diversity, population structure and construction of a core collection of apple cultivars from Italian germplasm. Plant Mol. Biol. Rep. 2015;33:458-473.Baumgartner I. O. et al. Development of SNP-based assays for disease resistance and fruit quality traits in apple (Malus × domestica Borkh.) and validation in breeding pilot studies. Tree Gen. Genom. 2016;12:1-21.Baumgartner I. O. et al. Development of SNP-based assays for disease resistance and fruit quality traits in apple (Malus × domestica Borkh.) and validation in breeding pilot studies. Tree Gen. Genom. 2016;12:1-21.Урбанович О. Ю., Козловская З. А., Картель Н. А. Методические рекомендации по идентификации и паспортизации сортов яблони и груши на основе ДНКмаркеров. Мн: Право и экономика, 2011, 31 с.Urbanovich O. Yu., Kozlovskaya Z. A., Kartel N. A. Methodological recommendations on the identification and certification of apple and pear varieties based on DNA markers. Minsk: Pravo i economika, 2011, 31 p. (in Russian)Урбанович О. Ю., Козловская З. А., Картель Н. А. Методические рекомендации по идентификации на основе ДНК-маркеров генов устойчивости к парше яблони. Мн: Право и экономика, 2011, 32 с.Urbanovich O. Yu., Kozlovskaya Z. A., Kartel N. A. Methodological recommendations on the identification of apple scab resistance genes based on DNA markers. Minsk: Pravo i economika, 2011, 32 p. (in Russian)Урбанович О. Ю., Козловская З. А., Картель Н. А. Методические рекомендации по идентификации на основе ДНК-маркеров генов устойчивости к мучнистой росе яблони. Мн: Право и экономика, 2011, 27 с.Urbanovich O. Yu., Kozlovskaya Z. A., Kartel N. A. Methodological recommendations on the identification of apple powdery mildew resistance based on DNA markers. Minsk: Pravo i economika, 2011, 27 p. (in Russian)Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орел: ВНИСПК, 1999, 608 с.Program and methods of variety study of fruit, small fruit and nut crops. Orel: VNISPK, 1999, 608 p. (in Russian)Thomas M. R., Scott N. S. Microsatellite repeats in grapewine reveal DNA polymorphism when analysed as sequence-tagged sites (STSs). Theor. Appl. Genet. 1993;86:958-990.Thomas M. R., Scott N. S. Microsatellite repeats in grapewine reveal DNA polymorphism when analysed as sequence-tagged sites (STSs). Theor. Appl. Genet. 1993;86:958-990.Markussen T. et al. Identification of PCR-based markers linked to the powdery-mildew-resistance gene P // from Malus robusta in cultivated apple. Plant Breeding. 1995;114:530-534.Markussen T. et al. Identification of PCR-based markers linked to the powdery-mildew-resistance gene P // from Malus robusta in cultivated apple. Plant Breeding. 1995;114:530-534.Bus V. G. M. et al. A partial diallel study of powdery mildew resistance in six apple cultivars under three growing conditions with different disease pressures. Euphytica. 2005;148:235-242.Bus V. G. M. et al. A partial diallel study of powdery mildew resistance in six apple cultivars under three growing conditions with different disease pressures. Euphytica. 2005;148:235-242.Urbanovich O., Kozlovskaya Z. Identification of scab resistance genes in apple trees by molecular markers, Sodininkystė ir daržininkystė: scientific works. Babtai: Lithuanian institute of horticulture and Lithuanian university of agriculture. 2008;27(2):347-357.Urbanovich O., Kozlovskaya Z. Identification of scab resistance genes in apple trees by molecular markers, Sodininkystė ir daržininkystė: scientific works. Babtai: Lithuanian institute of horticulture and Lithuanian university of agriculture. 2008;27(2):347-357.

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