Marker-assisted breeding of onion (A. cepa L.) maintainer line resistant to Downy mildew | Маркер-опосредованный отбор при создании устойчивых к пероноспорозу линий закрепителей стерильности лука репчатого (A. cepa L.)

Russian. Селекционные программы по созданию F1 гибридов лука репчатого строятся на основе использования ядерно-цитоплазматической мужской стерильности. Селекция и семеноводство в этом случае предполагают 3-линейную схему – стерильную материнскую линию, закрепитель стерильности и отцовский компонент. Создание изогенной пары 'стерильная линия – закрепитель стерильности' – один из наиболее сложных этапов селекционной программы, выполнение которого усложняется с увеличением числа признаков/генов, по которым проводится отбор. Представлена схема создания устойчивой к пероноспорозу (возб. Peronospora destructor) линии закрепителя стерильности лука репчатого с применением маркер-опосредованного отбора по ядерному гену устойчивости к пероноспорозу Pd (молекулярный маркер DMR1), ядерному гену закрепления стерильности ms (молекулярный маркер jnurf13) и по цитоплазматическим генам, определяющим N, S и T цитоплазмы (маркерная система 5`cob:orfA501). В результате гибридизации инбредной линии лука репчатого №136 (генотип – цитT MsMs PdPd) с геном Pd устойчивости к пероноспорозу и донора аллелей закрепления стерильности (ms), инбредной линии лука репчатого Бн1-(13) (генотип – цитN msms pdpd) получены расщепляющиеся популяции F2, из которых маркер-опосредованным отбором выделены гомозиготные по устойчивости к пероноспорозу линии-закрепители стерильности – цитN msms PdPd. Показано, что наследование гена устойчивости к пероноспорозу Pd в расщепляющихся популяциях от самоопыления гетерозигот Pdpd нестабильно и имеет существенное отклонение от менделевского распределения доминантных и рецессивных признаков в потомстве F2 при моногенном наследовании. Применение маркер-опосредованного отбора по целевым генам позволило создать устойчивую линию-закрепитель стерильности цитN msms PdPd за 2 поколения.

English. F1 hybrids breeding programs for onion are based on the use of nuclear cytoplasmic male sterility. Such breeding and seed production assumes development of a female sterile maternal line, a maintainer line and a paternal component. The development of an isogenic pair of sterile line and maintainer line is one of the most complex stages of a breeding program, the implementation of which becomes more complicated with an increase in the number of traits/genes for which selection is carried out. This paper presents a genetic scheme for the development of a Downy mildew resistant (pathogen Peronospora destructor) maintainer line of onion using marker-assisted selection (MAS). F2 segregating populations were obtained from the cross of the female maintainer inbred line, Bn1- (13) (genotype – cytN msms pdpd) and male inbred line resistant to Downy mildew, No. 136 (genotype is cytT MsMs PdPd). DNA marker DMR1 were used for Downy mildew resistance gene Pd, jnurf13 – for maintainer gene ms and marker system 5`cob: orfA501 – for N, S and T cytoplasms. The inheritance of the peronosporosis resistance gene Pd in segregating populations originating from self-pollination of heterozygotes Pdpd is unstable and has a significant deviation from the Mendelian distribution of dominant and recessive traits in the F2 generation with monogenic inheritance. It was shown that the MAS application allows developing the stable Downy mildew resistant maintainer line cytN msms PdPd in two generations.