ДНК-маркерная идентификация гена устойчивости к милдью Rpv3 в бессемянных сортах винограда

Столовый виноград является ценным диетическим продуктом. Бессемянный виноград пользуется повышенным спросом у потребителя. По этой причине селекция бессемянных сортов – одно из востребованных направлений в современном виноградарстве, равно как и производство экологически безопасной продукции. Милдью (Plasmopara viticola (Berk. & M.A. Curtis) Berl. & De Toni) – одно из наиболее распространённых грибных заболеваний виноградной лозы. Большинство устойчивых к милдью форм винограда принадлежат к северо-американским видам – Vitis aestivalis Michx., V. berlandieri Planch., V. cinerea (Engelm. ex A. Gray) Engelm. ex Millard, V. riparia Michx., V. rupestris  Scheele и др. Поиск доноров генов устойчивости – актуальная задача. Один из наиболее эффективных генов устойчивости – Rpv3. Источником гена являются некоторые северо-американские виды винограда. Цель проводимой работы – выявление методом ДНК- маркерного анализа гена устойчивости к милдью Rpv3 в генотипах бессемянных сортов винограда. Объект исследования – сорта винограда с рудиментарным развитием семени в ягодах, имеющие в родословной северо-американские виды. В качестве положительного контроля использовали сорта Дунавски лазур, Сейв Виллар 12-375, несущие референсные аллели. В качестве отрицательного контроля использовали V. vinifera L. В исследовании использовали ДНК-маркеры UDV305 и UDV737, позволяющие идентифицировать аллельное состояние гена Rpv3. Работа проведена методом полимеразной цепной реакции. Разделение продуктов реакции – методом капиллярного электрофореза с использованием автоматического генетического анализатора ABI Prism 3130. Оценка результатов при помощи программного обеспечения GeneMapper и PeakScanner. В генотипах винограда Кишмиш запорожский, Леди Патриция, Ремейли сидлесс, Памяти Смирнова и Шаян выявлено наличие функциональных аллелей гена устойчивости к милдью Rpv3. Во всех сортах выявлен один гаплотип из семи известных – Rpv3^{299 - 279}. Анализ родословных изученных сортов показал, что вероятными донорами гена являются родительские формы – гибриды Сейв Виллар и Зейбель. Формы винограда с идентифицированным геном Rpv3 могут быть использованы в селекции бессемянных сортов как доноры устойчивости к милдью.

1. Alleweldt G., Possingham J.V. Progress in grapevine breeding. Theoretical and Applied Genetics. 1988;75:669-673. DOI: 10.1007/BF00265585

2. Bellin D., Peressotti E., Merdinoglu D., Wiedemann-Merdinoglu S., Adam-Blondon A.F., Cipriani G., Di Gaspero G. Resistance to Plasmopara viticola in grapevine “Bianca” is controlled by a major dominant gene causing localised necrosis at the infection site. Theoretical and Applied Genetics. 2009;120(1):163-176. DOI: 10.1007/s00122-009-1167-2

3. Di Gaspero G., Copetti D., Coleman C., Castellarin S.D., Eibach R., Kozma P., Lacombe T., Gambetta G., Zvyagin A., Cindrić P., Kovács L., Morgante M., Testolin R. Selective sweep at the Rpv3 locus during grapevine breeding for downy mildew resistance. Theoretical and Applied Genetics. 2012;124:227-286. DOI: 10.1007/s00122-011-1703-8

4. Егоров Е.А., Ильина И.А., Петров В.С. и др. Анапская ампелографическая коллекция (биологические растительные ресурсы. Krasnodar; 2018.

5. Eibach R., Zyprian E., Welter L., Topfer R. The use of molecular markers for pyramiding resistance genes in grapevine breeding. Vitis. 2007;46(3):120-124. DOI: 10.17660/ActaHortic.2009.827.96

6. Foria S., Monte C., Testolin R., Di Gaspero G., Cipriani G... Pyramidizing resistance genes in grape: a breeding program for the selection of elite cultivars. Acta Horticulturae. 2019;1248:549-554. DOI: 10.17660/ActaHortic.2019.1248.73

7. Gessler C., Pertot I., Perazzolli M. Plasmopara viticola: a review of knowledge on downy mildew of grapevine and effective disease management. Phytopathologia Mediterranea. 2011;50:3-44. DOI: 10.1038/s41598-018-19158-8

8. Ilnitskaya E.T, Makarkina M.V., Tokmakov S.V., Naumova L.G. DNAmarker based identification of the Rpv3 gene determining downy mildew resistance in grapevines. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2018;22(6):703-707. DOI: 10.18699/VJ18.413

9. Ильницкая Е.Т., Пята Е.Г., Марморштейн А.А., Коваленко А.Г. Проявление бессемянности сортов винограда в агроклиматических условиях Анапской ампелографической коллекции. Плодоводство и виноградарство Юга России. 2019а;59(5):21-30. DOI: 10.30679/2219-5335-2019-5-59-21-30

10. Ilnitskaya Е, Tokmakov S, Makarkina M, Suprun I. Identification of downy mildew resistance genes Rpv10 and Rpv3 by DNA-marker analysis in a Russian grapevine germplasm collection. Acta Horticulturae. 2019b;1248:129-134. DOI: 10.17660/ActaHortic.2019.1248.19

11. Майстренко Л.А., Дуран Н.А., Медютова Е.Н., Мезенцева Л.Н. Итоги селекции бессемянных сортов винограда. Русский виноград. 2017;5:29-39.

12. Маргарян К.С., Деведжян А.Г., Мелян Г.Г. Скрининг армянских сортов винограда на восприимчивость к ложной мучнистой росе. Магарач. Виноградарство и виноделие. 2018;4(106):47-49.

13. Наумова Л.Г. Биохимическая и диетическая характеристика столового винограда. Виноделие и виноградарство. 2004;1:36-38.

14. Pool R., Remaily G., Reisch B., Watson J., Kimball K. Remaily Seedless Grape. New York’s food and life sciences bulletin. 1981:89.

15. Радчевский П.П., Трошин Л.П. Новации виноградарства России. 15. Бессемянные сорта винограда. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2010;56:122-142.

16. Rogers S.O., Bendich A.J. Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues. Plant Molecular Biology. 1985;19(1):69. DOI: 10.1007/BF00020088

17. Saifert L., Sánchez-Mora F.D., Assumpção W.T., Zanghelini J.A, Giacometti R., Novak E.I., Dal Vesco L.L., Nodari R.O., Eibach R., Welter L.J. Marker-assisted pyramiding of resistance loci to grape downy mildew. Pesquisa Agropecuária Brasileira. 2018;53(5):602610. DOI: 10.1590/S0100-204X2018000500009

18. Sánchez-Mora FD., Saifert L, Zanghelini J, Assumpção WT, GuginskiPiva CA, Giacometti R, Novak EI, Klabunde GH, Eibach R, Dal Vesco L, Nodari RO, Welter L. Behavior of grape breeding lines with distinct resistance alleles to downy mildew (Plasmopara viticola). Crop Breeding and Applied Biotechnology. 2017;17(2):141149. DOI: 10.1590/198470332017v17n2a21

19. Vitis international variety catalogue (VIVC). Table of loci for traits in grapevine relevant for breeding and genetics. Julius Kuhn-Institut; 2019. Available from: www.vivc.de [accessed February 16, 2019].