Evaluation of apple genetic diversity by RVI2, RVI3, RVI5, RVI15 scab resistance genes | Оценка генетического разнообразия яблони по генам устойчивости к парше Rvi2, Rvi3, Rvi5, Rvi15

Английский. The article presents the results of DNA marker-assisted selection of apple tree varieties and breeding material obtained at the North Caucasian Region Research Institute of Horticulture and Viticulture for several genes, Rvi2, Rvi3, Rvi5, and Rvi15, determining scab resistance (Venturia inaequalis (Cooke) G. Winter). The aim was to estimate the polymorphism of Rvi2, Rvi3, Rvi5, and Rvi15 scab resistance genes in representatives of Malus Mill. of domestic selection with the purpose of identifying the most prospective genotypes for further breeding. The research objects included apple-tree genotypes of different genetic origin. The following genotypes were used as controls for identification of DNA-marker alleles of target genes: Malus pumila R12740-7A (gene Rvi2); Q71 (gene Rvi3); Malus atrosanguinea 840 (gene Rvi5); and GMAL2473 (gene Rvi15). The research was conducted using conventional research methods. DNA extraction was conducted using a modified STAB method previously developed by researchers of the North Caucasian Region Research Institute of Horticulture and Viticulture. Various degrees of the prevalence of resistance genes in the sample were revealed. The most frequent genes were found to be Rvi3 (45.95% of carriers identified) and Rvi15 (43.24%). The prevalence of Rvi2 was 27.02%. The least frequent gene was found to be Rvi5 (2.70%). Among the studied apple varieties, carriers of 2-3 scab resistance genes were identified, including Vesta (RVI2, RVI3, RVI15) and late winter Margo (RVI2, RVI15). The 12/1-21-63 (Golden Delicious (4x)x2034 (F2 M. floribunda x Golden Delicious)) x Modi) hybrid family demonstrated the highest number of carriers of several scab resistance genes. Application of DNA marker-assisted technology made it possible to identify 4-hybrid forms containing three target resistance genes in the genome: Rvi3, Rvi2, Rvi15 – 17/1-6-1 (Karmen x Gemeni), 17/2-6-7(12/1-21-63xModi), 17/1-7-17 (12/1-20-56xFujion); Rvi3, Rvi5, Rvi15 – 17/1-6-73 (12/1-21-63xModi). The identified carriers of several target genes can be used in further breeding for long-term resistance against Venturia inaequalis (Cooke) G. Winter.

Русский. Приведены результаты ДНК-маркерного отбора сортового и селекционного материала яблони, полученного в ФГБНУ СКФНЦСВВ, по нескольким генам (Rvi2, Rvi3, Rvi5 и Rvi15), детерминирующим устойчивость к парше (Venturia inaequalis (Cooke) G. Winter). Цель исследования – оценка полиморфизма генов устойчивости к парше Rvi2, Rvi3, Rvi5 и Rvi15 у представителей Malus Mill. отечественной селекции и выявление наиболее перспективных генотипов для селекционного использования. Объекты исследований – генотипы яблони различного генетического происхождения. В качестве контроля при идентификации аллелей ДНК-маркеров целевых генов использованы генотипы-идентификаторы: Malus pumila R12740-7A (ген Rvi2); Q71 (ген Rvi3); Malus atrosanguinea 840 (ген Rvi5); GMAL2473 (ген Rvi15). НИР выполнена согласно общепринятым современным программам и методикам селекции. Для выполнения экстракции ДНК использован метод СТАВ; при выполнении исследований применена ранее разработанная в ФГБНУ СКФНЦСВВ его модификация. Выявлена различная степень встречаемости генов устойчивости в выборке. Наиболее распространены гены Rvi3 (идентифицировано 45,95% носителей) и Rvi15 (43,24%), степень распространения Rvi2 составила 27,02%, наименее распространен ген Rvi5 (2,70%). Выделены носители 2-3 генов устойчивости к парше среди сортов яблони – раннелетний Веста (Rvi2, Rvi3, Rvi15) и позднезимний Марго (Rvi2, Rvi15). Больше всего носителей нескольких генов устойчивости к парше выявлено в гибридной семье 12/1-21-63 (Golden Delicious (4x)x2034 (F2 M. fl oribundaxGolden Delicious))xModi). Выделены 4 гибридные формы, содержащие в геноме 3 целевых гена устойчивости: Rvi3, Rvi2, Rvi15 – 17/1-6-1 (КарменxGemeni), 17/2-6-7(12/1-21-63xModi), 17/1-7-17 (12/1-20-56xFujion); Rvi3, Rvi5, Rvi15 – 17/1-6-73 (12/1-21-63xModi). Носители нескольких целевых генов могут быть использованы в дальнейшей селекции на долговременную устойчивость к Venturia inaequalis (Cooke) G. Winter.