Anticipatory breeding: molecular markers as a tool in developing donors of potato (Solanum tuberosum L.) late blight resistance from complex interspecific hybrids | Упреждающая селекция: использование молекулярных маркеров при создании доноров устойчивости картофеля (Solanum tuberosum L.) к фитофторозу на основе сложных межвидовых гибридов

英语. Molecular markers allowing to reliably distinguish between resistance genes of diverse specificity and successfully control their transfer in the process of crossing and selecting, dramatically increase the efficiency of introgression breeding for late blight resistance. About 39 complex hybrids bred in the A.G. Lorkh All-Russian Research Institute of Potato Husbandry, the N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources and the All-Russian Research Institute of Plant Protection using the germplasm of 16 species of tuber-bearing Solanum, and further maintained as clones, were examined. Each of these clones carries the genetic material introgressed from two to eight wild species established as the sources of resistance to late blight. Most of these clones have manifested, from year to year, high late blight resistance in field trials under natural infection and in vitro studies when detached leaves were infected with a highly virulent and aggressive isolate of P. infestans. SCAR (sequence-characterized amplified region) markers, the fragments of R genes of race-specific (vertical) resistance to late blight discerned in various Solanum species, were employed to screen the clones of interspecific hybrids. The information on the presence of SCAR markers for six R genes, i.e. R1 (chromosome 5), R2/Rpi-blb3 (chromosome 4), R3a and R3b (chromosome 11), RB/Rpi-blb1 = Rpi-sto1 (chromosome 8), and Rpi-vnt1.3 (chromosome 9), was juxtaposed against the indices of late blight resistance. Comparison of the resistance of the clones of interspecific hybrids and potato varieties devoid of R gene marker presumes a significant contribution of these genes to general late blight resistance of potato plants. The higher number of R gene markers per plant corresponded to superior late blight resistance.

俄语. Молекулярные маркеры, позволяющие надежно различать гены устойчивости разной специфичности и эффективно контролировать их перенос в процессах скрещивания и отбора, резко повышают эффективность интрогрессивной селекции на устойчивость к фитофторозу. Исследовано 39 сложных гибридов, которые были получены во Всероссийском НИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха (Московская обл.), Всероссийском институте генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (г. Санкт-Петербург) и Всероссийском НИИ защиты растений (г. Санкт-Петербург) с участием 16 клубненосных видов Solanum и поддерживаются в виде клонов. Каждый из этих клонов несет генетический материал, полученный от 2-8 дикорастущих видов - источников устойчивости к фитофторозу. Большинство клонов из года в год проявляют высокую устойчивость к фитофторозу в полевых испытаниях в условиях естественного заражения и в лабораторных исследованиях при инфицировании отделенных листьев высоковирулентным и агрессивным изолятом P. infestans. SCAR (sequence-characterized amplified region) маркеры, которые представляют собой фрагменты R генов расоспецифичной (вертикальной) устойчивости к фитофторозу, найденных у различных видов Solanum, были использованы для изучения клонов межвидовых гибридов. С устойчивостью клонов к фитофторозу сопоставили сведения о присутствии SCAR маркеров шести R генов - R1 (5-я хромосома), R2/Rpi-blb3 (4-я хромосома), R3a и R3b (11-я хромосома), RB/Rpi-blb1 = Rpi-sto1 (8-я хромосома) и Rpi-vnt1.3 (9-я хромосома). Сравнение показателей у клонов межвидовых гибридов и сортов картофеля, не содержащих маркеров R генов, свидетельствует о значимом вкладе R генов в общую устойчивость растений картофеля к фитофторозу. При этом увеличение числа маркеров R генов в одном растении сопровождалось существенным повышением устойчивости к фитофторозу.