GENETIC SCREENING OF PROMISING POTATO HYBRIDS OF KOMI REPUBLIC
DOI 10.12737/2073-0462-2024-48-51 УДК 631.527:635.21
Keywords:
potato (Solanum tuberosum L.), hybrid, gene, marker, amplification, genotyping.Abstract
The studies were conducted with the aim of genetic screening of promising selection hybrids of potatoes to identify genotypes resistant to a complex of phytopathogens. The study was carried out at A. V. Zhuravskiy Institute of Agrobiotechnology of Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences and Sintol company (Moscow) using the GenExpert reagent kit "Markers of potato resistance genes" ("Syntol"). For the study, 10 markers of genes encoding resistance to potato cancer, golden potato cyst nematode, pale potato cyst nematode, X-virus and Y-virus were selected (genes H1, Gro1-4 were detected using markers TG-689, 57R, N195 and Gro1-4-1, gene Sen1 – using marker NL25, gene Gpa2 – Gpa2-2). The objects of the study were leaves of plants of five potato hybrids undergoing selection testing in breeding nurseries: 2341-265 (Amur × Gala), 2339-8 (Oksania × Gala), 2339-9 (Oksania × Gala), 1992-14 (Udacha × Elmundo), 2000-60 (Colette × FZ 1867). The maximum number of markers (five in each) linked to resistance genes was revealed in samples 2339-8 and 1992-14: TG-689, 57R, N195 and NL25 in both hybrids; Gro1-4-1 marker in 2339-8 and Gpa2-2 in 1992-14. Only the marker of potato wart resistance gene, NL25, was noted in selection number 2341-265. Sample 2339-8 was characterized as a valuable source of R-genes, having in its genome the genes of resistance to golden potato cyst nematode (H1, Gro1-4) and potato wart (Sen1). The genotype of the 1992-14 hybrid, carrying the Gpa2 gene, is recommended for breeding new potato varieties resistant to various types of nematodes.
References
1. Щербакова А. С. Агроклиматические районы и урожайность сельскохозяйственных культур в изменяющихся условиях регионального климата // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2021. № 1(61). С. 142–147. doi: 10.12737/2073-0462-2021-142-147.
2. Тулинов А. Г. Оценка урожайности и параметров адаптивности перспективных гибридов картофеля в условиях Республики Коми // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2023. № 3(71). С. 57–61. doi: 10.12737/2073-0462-2023-57-61.
3. Актуальные проблемы и приоритетные направления развития картофелеводства / А. В. Коршунов, Е. А. Симаков, Ю. Н. Лысенко и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. № 3(32). С. 12–20. doi: 10.24411/0235-2451-2018-103.
4. Шорохов М. Н., Долженко О. В., Долженко В. И. Инсектициды для борьбы с тлями-переносчиками вирусов на картофеле // Российская сельскохозяйственная наука. 2021. № 5. С. 37–40. doi: 10.31857/S2500262721050070.
5. Подбор перспективных гибридов картофеля по параметрам их адаптивности для условий Европейского Севера / З. З. Евдокимова, М. В. Калашник, Л. Н. Головина и др. // Аграрный вестник Урала. 2019. № 7(186). С. 26–32. doi: 10.32417/article_5d52af44264156.24918284.
6. Зотеева Н. М., Евдокимова З. З. Исходный материал для селекции картофеля, полученный с использованием видов Solanum L. // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2022. № 183(4). С. 115–121. doi: 10.30901/2227-8834-2022-4-115-121.
7. Молекулярные маркеры как инструмент в селекции на устойчивость к Y-вирусу картофеля / В. А. Бирюкова, В. А. Жарова, Н. А. Чалая и др. // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022. № 23(6). С. 777–789. doi: 10.30766/2072-9081.2022.23.6.777-787.
8. Устойчивость картофеля к карантинным болезням / А. В. Хютти, О. Ю. Антонова, Н. В. Мироненко и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. № 21(1). С. 51–61. doi: 10.18699/VJ17.223.
9. Исследование коллекционных образцов картофеля на наличие генетических маркеров устойчивости к фитопатогенам / А. Б. Сайнакова, М. С. Романова, С. Н. Красников и др. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018. № 22(1). С. 18–24. doi: 10.18699/VJ18.326.
10. Development of SCAR markers to the PVY resistance gene Ryadg based on a common feature of plant disease resistance genes / K. Kasai, Y. Morikawa, V. A. Sorri, et al. // Genome. 2000. Vol. 43. No. 1. URL: https://cdnsciencepub.com/doi/10.1139/g99-092 (дата обращения: 09.08.2024). doi: 10.1139/g99-092.
11. Development of a multiplex PCR method for simultaneous detection of diagnostic DNA markers of five disease and pest resistance genes in potato / K. Mori, Y. Sakamoto, N. Mukojima, et al. // Euphytica. 2011. Vol. 180. No. 3. P. 347–355. doi: 10.1007/s10681-011-0381-6.
12. Song Y., Schwarzfischer A. Development of STS markers for selection of extreme resistance (Rysto) to PVY and maternal pedigree analysis of extremely resistant cultivars // American Journal of Potato Research. 2008. Vol. 85. No. 2. P. 159–170. doi: 10.1007/s12230-008-9012-8.
13. Application of DNA markers linked to the potato H1 gene conferring resistance to pathotype Ro1 of Globodera rostochiensis / R. Galek, M. Rurek, W. S. De Jong, et al. // Journal of Applied Genetics. 2011. Vol. 52. No. 4. P. 407–411. doi: 10.1007/s13353-011-0056-y.
14. Evaluation and implementation of a potential diagnostic molecular marker for H1-conferred potato cyst nematode resistance in potato (Solanum tuberosum L.) / L. Schultz, N. O. I. Cogan, K. McLean, et al. // Plant Breeding. 2012. Vol. 131. No. 2. P. 315–321. doi: 10.1111/j.1439-0523.2012.01949.x.
15. DNA marker assisted evaluation of potato genotypes for potential resistance to potato cyst nematode pathotypes not yet invading into Japan / K. Asano, A. Kobayashi, S. Tsuda, et al. // Breeding Science. 2012. Vol. 62. No. 2. P. 142–150. doi: 10.1270/jsbbs.62.142.
16. C. Gebhardt, D. Bellin, H. Henselewski, et al. Marker-assisted combination of major genes for pathogen resistance in potato // Theoretical and Applied Genetics. 2006. 112. No. 8. P. 1458–1464. doi: 10.1007/s00122-006-0248-8.
17. Исследование сортов и гибридов картофеля из селекционного питомника ФИЦ Коми НЦ УрО РАН на наличие маркеров устойчивости к фитопатогенам / В. Г. Зайнуллин, А. А. Юдин, А. А. Кущ и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. № 7. С. 85–91.
1. Shcherbakova AS. [Agroclimatic regions and crop yields in changing regional climate conditions]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021; 1(61). 142-147 p. DOI: 10.12737/2073-0462-2021-142-147.
2. Tulinov AG. [Assessment of crop yield and adaptability parameters of promising potato hybrids in Komi Republic]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta.2023;3(71).57-61 p. DOI:10.12737/2073-0462-2023-57-61.
3. Korshunov AV, Simakov EA, Lysenko YuN, Anisimov BV, Mityushkin AV, Gaitov MYu. [Actual problems and priority areas for the development of potato growing]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018; 3(32). 12-20 p. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-103.
4. Shorokhov MN, Dolzhenko OV, Dolzhenko VI. [Insecticides for the control of aphids-carriers of viruses on potatoes]. Rossiyskaya selskokhozyaystvennaya nauka. 2021; 5. 37-40 p. DOI: 10.31857/S2500262721050070.
5. Evdokimova ZZ, Kalashnik MV, Golovina LN, Chelnokova VV, Kotova ZP. [Selection of promising potato hybrids according to their adaptability parameters for the conditions of the European North]. Agrarnuy vestnik Urala. 2019; 7 (186). 26-32 p. DOI: 10.32417/article_5d52af44264156.24918284.
6. Zoteeva NM, Evdokimova ZZ. [Source material for potato breeding obtained using Solanum L. species]. Trudy po prikladnoy botanike, genetike i selektsii. 2022; 183(4). 115-121 p. DOI: 10.30901/2227-8834-2022-4-115-121.
7. Biryukova VA, Zharova VA, Chalaya NA. [Molecular markers as tools in breeding for resistance to potato virus Y]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2022; 23(6). 777-789 p. DOI: 10.30766/2072-9081.2022.23.6.777-787.
8. Khyutti AV, Antonova OYu, Mironenko NV, Gavrilenko TA, Afanasenko OS. [Potato resistance to quarantine diseases]. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii. 2017; 21(1). 51-61 p. DOI: 10.18699/VJ17.223.
9. Saynakova AB, Romanova MS, Krasnikov SN, Litvinchuk OV, Alekseev YaI, Nikulin AV, Terenteva EV. [Study of collection potato accessions for the presence of genetic markers of resistance to phytopathogens]. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii. 2018; 22(1). 18-24 p. DOI: 10.18699/VJ18.326.
10. Kasai K, Morikawa Y, Sorri VA. Development of SCAR markers to the PVY resistance gene Ryadg based on a common feature of plant disease resistance genes. [Internet]. Genome. 2000; 43(1). [cited 2024, August 09]. Available from: https://cdnsciencepub.com/doi/10.1139/g99-092. DOI: 10.1139/g99-092.
11. Mori K, Sakamoto Y, Mukojima N. Development of a multiplex PCR method for simultaneous detection of diagnostic DNA markers of five disease and pest resistance genes in potato. Euphytica. 2011; 180(3). 347-355 p. DOI: 10.1007/s10681-011-0381-6.
12. Song Y, Schwarzfischer A. Development of STS markers for selection of extreme resistance (Rysto) to PVY and maternal pedigree analysis of extremely resistant cultivars. American Journal of Potato Research. 2008; 85(2). 159-170 p. DOI: 10.1007/s12230-008-9012-8.
13. Galek R, Rurek M, De Jong WS. Application of DNA markers linked to the potato H1 gene conferring resistance to pathotype Ro1 of Globodera rostochiensis. Journal of Applied Genetics. 2011; 52(4). 4 07-411 p. DOI: 10.1007/s13353-011-0056-y.
14. Schultz L, Cogan NOI, McLean K. Evaluation and implementation of a potential diagnostic molecular marker for H1-conferred potato cyst nematode resistance in potato (Solanum tuberosum L.). Plant Breeding. 2012; 131(2). 315-321 p. DOI: 10.1111/j.1439-0523.2012.01949.x.
15. Asano K, Kobayashi A, Tsuda S. DNA marker assisted evaluation of potato genotypes for potential resistance to potato cyst nematode pathotypes not yet invading into Japan. Breeding Science. 2012; 62(2). 142-150 p. DOI: 10.1270/jsbbs.62.142.
16. Gebhardt C, Bellin D, Henselewski H. Marker-assisted combination of major genes for pathogen resistance in potato. Theoretical and Applied Genetics. 2006; 112(8). 1458-1464 p. DOI: 10.1007/s00122-006-0248-8.
17. Zaynullin VG, Yudin AA, Kush AA. [Study of potato varieties and hybrids from the breeding nursery of Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian]. Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2019; 7. 85-91 p.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
Categories
License
Copyright (c) 2026 Vestnik of Kazan state agrarian university
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
