Identification of disease resistant sugar beet donor plants using molecular markers | Идентификация источников устойчивой к болезням сахарной свеклы с использованием молекулярных маркеров

English. It is extremely important for breeders not only to breed highly productive sugar beet varieties, but also to prevent productivity losses due biotic stress factors. The crop is constantly exposed to pathogenic microorganisms. The development of molecular markers is associated with the transfer of target genes to the genotypes of the best-performing breeding accessions. Breeding using a marker assisted selection (MAS) can reduce labor and time consumption when compared to conventional breeding procedures. Rizomania, powdery mildew and fusarium – the diseases that significantly reduce sugar beet yield. The results of sugar beet breeding accessions DNA analysis to identify genes for resistance to rhizomania (Rz1 and Rz2), powdery mildew (Pm), and fusarium (SE2 and SP2) are presented. 7 pairs of specific primers were employed. Selection samples characterized by the presence of the desired loci are identified. All the studied sugar beet samples (origin: Russia, Ukraine, Germany, Latvia, Bulgaria, Kyrgyzstan) were found to be carriers of R-genes or loci linked to phytopathogen resistance genes. PCR fragments characteristic of these loci were detected. Maximum polymorphism is characteristic of loci amplified by primers AB 6-15 and OP-AN9, linked to the Rz1 gene and AB 2-2, linked to the Rz2 gene. To identify the relationship of the SE2 and SP2 genes for sugar beet resistance to the fusarium root rot, experiments were carried out using molecular markers EBS085 and BB2714 proposed by foreign authors. For the first time, FusA F/R markers and a primer for identifying the dominant powdery mildew resistance gene, Pm6 using the Primer-BLAST and BLAST program, respectively, based on information from the international database PubMed were designed and used in this work. A primer was tested to identify the dominant R-gene Pm36 and it was found that it uniquely identifies a locus with a characteristic molecular mass of 1000 bp. all of six sugar beet accessions.

Russian. Крайне важным является создание высоко урожайных сортов сахарной свеклы устойчивых к биотическим стресс-факторам. Культура постоянно подвергается воздействию многих патогенных микроорганизмов. Разработка молекулярных маркеров связана с переносом целевых генов в генотипы лучших по урожайности селекционных образцов. Отбор с помощью маркера (MAS) может снизить затраты труда и времени по сравнению с традиционными методами селекции. Ризомания, мучниста роса и фузариоз – болезни, которые существенно снижают урожайность сахарной свеклы. Представлены результаты ДНК-анализа селекционных материалов сахарной свеклы по выявлению генов устойчивости к ризомании (Rz1 и Rz2), мучнистой росе (Pm) и фузариозу (SE2 и SP2). В работе использованы 7 пар специфических праймеров. Выделены селекционные образцы, характеризующиеся наличием искомых локусов. Все исследуемые образцы растений сахарной свеклы (страны происхождения - Россия, Украина, Германия, Латвия, Болгария, Киргизия) оказались носителями R-генов или локусов, наследуемых сцепленно с генами устойчивости к фитопатогенам. Обнаружены ПЦР-фрагменты, характерные для данных локусов. Максимальный полиморфизм характерен для локусов, амплифицированных праймерами АВ 6-15 и OP-AN9, сцепленных с геном Rz1 и АВ 2-2, сцепленного с геном Rz2. Для выявления связи генов SE2 и SP2 с устойчивостью сахарной свеклы к фузариозной корневой гнили были проведены эксперименты с использованием молекулярных маркеров EBS085 и BB2714, предложенные иностранными авторами. Впервые применялся маркер FusA F/R, сконструированный в настоящем исследовании по программе Primer-BLAST, на основе информации международной базы PubMed. Протестирован праймер для выявления доминантного R-гена Pm36 на устойчивость к мучнистой росе. Праймер также был разработан в системе BLAST, на основе информации международной базы PubMed. Данный молекулярный маркер позволил четко выявить локус с характерной молекулярной массой 1000 п.н. у всех 6 образцов сахарной свеклы.