Analysis of Fragaria ananassa Duch. cultivars by Rca2 and Rpf1 genes using DNA-markers | Анализ сортов земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.) по генам Rca2 и Rpf1 с применением ДНК-маркеров

English. Strawberry (Fragaria ananassa Duch.) diseases are one of the limiting factors that seriously affect the yield of plants and lead to economic losses. Anthracnose black rot (Colletotrichum acutatum) and late blight (Phytophthora fragariae Hickman) pathogens are among the most common pathogens that cause significant damage to plantings. Phenotypic selection for disease resistance requires considerable resources and time, while the use of DNA markers makes it possible to determine the presence of genetic determinants quickly and reliably, and genotypes with high predicted indicators can be involved in breeding earlier. The aim of the research was to identify strawberry genotypes to anthracnose black rot and late blight with the use of molecular DNA marker methods. The objects of the study were 32 strawberry cultivars of domestic and foreign origin from the bioresource collection of the Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding (VNIISPK) located in the Oryol region. Genomic DNA for analysis was isolated from young strawberry leaves by CTAB protocol with Porebski modifications to isolate DNA from plant tissue with a high content of polysaccharides and phenolic compounds. DNA markers STS-Rca2_240 and SCAR-R1A were used to identify genotypes carrying genes of resistance to anthracnose black rot (Rca2) and late blight root rot (Rpf1), respectively. As a result of the screening of strawberry cultivars, the SCAR marker STS-Rca2_240, closely linked to the Rca2 gene (which determines the resistance of strawberries to anthracnose black rot, to Colletotrichum acutatum Simmonds races of the 2nd pathogenicity group), was detected in 5 cultivars: 'Borovitskaya', 'Aprica', 'Rosinka', 'Siriа' and 'Мalwina'. The marker of the dominant allele of the Rpf1 gene (which determines the resistance of strawberries to late blight root rot Phytophthora fragariae Hickman) SCAR-R1A was not found in any of the cultivars selected for analysis. It is necessary to carry out further breeding and genetic studies to involve identified sources of target alleles of resistance genes into hybridization.

Russian. Болезни земляники садовой (Fragaria ananassa Duch.) являются одним из ограничивающих факторов, который влияет на урожайность растений и приводит к экономическим потерям. К числу наиболее распространённых патогенов, наносящих значительный вред насаждениям, относятся возбудители антракнозной черной гнили (Colletotrichum acutatum Simmonds) и фитофторозного увядания (Phytophthora fragariae Hickman). Фенотипический отбор на устойчивость к болезням требует значительных ресурсов и времени, в то время как применение ДНК-маркеров позволяет быстро и достоверно определить наличие генетических детерминант, и сортообразцы с высокими прогнозируемыми показателями могут быть раньше вовлечены в селекцию. Цель исследований – идентификация генотипов земляники садовой, устойчивых к антракнозной черной гнили и фитофторозному увяданию, с применением методов молекулярного ДНК-маркирования. Объекты исследования – 32 сорта земляники садовой биоресурсной коллекции ФГБНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур" (Орловская область) отечественного и иностранного происхождения. Геномная ДНК для анализа была выделена из молодых листьев земляники методом CTAB с модификациями Porebski для выделения ДНК из растительной ткани с высоким содержанием полисахаридов и фенольных соединений. Для идентификации генотипов, несущих гены устойчивости к антракнозной чёрной гнили (ген Rca2) и фитофторозной корневой гнили (ген Rpf1), применяли ДНК-маркеры STS-Rca2_240 и SCAR-R1A соответственно. В результате проведённого скрининга сортов земляники SCAR-маркер STS-Rca2_240, тесно сцепленный с геном Rca2 (определяет устойчивость земляники к антракнозной чёрной гнили, к расам C. acutatum Simmonds второй группы патогенности), был выявлен у пяти сортов: Боровицкая, Aprica, Росинка, Siriа и Мalwina. Маркер доминантного аллеля гена Rpf1 (определяет устойчивость земляники к фитофторозной корневой гнили P. fragariae Hickman) SCAR-R1A не был обнаружен ни у одного из отобранных для анализа сортов. Необходимо дальнейшее проведение селекционно-генетических исследований с целью привлечения в гибридизацию идентифицированных источников целевых аллелей генов устойчивости.