Разработка HybProb молекулярного маркера на аллель L4 для маркер-опосредованной селекции перца сладкого Capsicum spp. на платформе Real-Time

Автор: Гавриш Сергей Федорович, Будылин Михаил Вячеславович, Верба Вадим Михайлович

Журнал: Овощи России @vegetables

Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Статья в выпуске: 6 (56), 2020 года.

Бесплатный доступ

Актуальность. Одним из условий создания современного высокотехнологичного гибрида сладкого перца является наличие в нём устойчивости к вирусу мягкой крапчатости (PMMoV), относящемуся к роду Tobamovirus. Данный вирус способен распространяться вместе с семенами, что может приводить к серьезному экономическому ущербу. Основным методом контроля распространения данного заболевания является возделывание устойчивых F1 гибридов перца. На сегодняшний день единственным универсальным источником устойчивости сладкого перца ко всем штаммам PMMoV является аллель гена L - L4. Однако до сих пор не существует надёжной маркерной системы, которая могла бы быть интегрирована в MAS. Методы. На основе данных из базы NCBI нами была сгенерирована молекулярная диагностическая система на основе гибридизационных зондов. Валидация была проведена на семи образцах рода Capsicum из мировых банков гермплазмы. После валидации для тестирования нового маркера использовали расщепляющиеся поколения F2 и F3 ряда селекционных образцов. Результаты. Используя экспериментальную маркерную систему Fret4 нами было протестировано 7 эталонных образцов гермплазмы перца с полным соответствием пиков расплава заявленным аллелям гена L (L0/L1/L3/L4). Далее при помощи маркерной системы был проведён MAS на 10 сортопопуляциях общим числом в 10 тысяч растений для выявления гена L4. В результате нам удалось создать высокоточную и экономически эффективную маркерную систему. Данная маркерная система, основанная на гибридизационных зондах легко интегрируется в MAS, позволяя быстро и надёжно определять аллельное состояние L4 при селекции сладкого перца на устойчивость к Тобамовирусам.

Еще

Ген устойчивости

Короткий адрес: https://readera.org/140250355

IDR: 140250355   |   DOI: 10.18619/2072-9146-2020-6-67-72

Список литературы Разработка HybProb молекулярного маркера на аллель L4 для маркер-опосредованной селекции перца сладкого Capsicum spp. на платформе Real-Time

  • Kim H.J., Han J.-H., Yoo J.H., Cho H.J., Kim B.-D. Development of a Sequence Characteristic Amplified Region Marker linked to the L4 Locus Conferring Broad Spectrum Resistance to Tobamoviruses in Pepper Plants. Molecules & Cells (Springer Science & Business Media BV). 2008;25(2).
  • Scholthof K.-B.G. et al. Top 10 plant viruses in molecular plant pathology. Molecular plant pathology. Wiley Online Library, 2011;12(9): 938-954.
  • Pares R.D., Gunn L.V. The role of non-vectored soil transmission as a primary source of infection by pepper mild mottle and cucumber mosaic viruses in glasshouse-grown capsicum in Australia. Journal of Phytopathology. Wiley Online Library, 1989;126(4):353-360.
  • Adkins S., Lamb E.M., Roberts P.D., Gooch M.D., Breman L., Shuler K.D. Identification of Pepper mild mottle virus in commercial bell pepper in Florida. Plant disease. Am Phytopath Society, 2001;85(6):679-679.
  • Kenyon L., Kumar S., Tsai W.-S., Hughes J. d'A. Virus diseases of peppers (Capsicum spp.) and their control. Adv Virus Res. 2014;(90):297-354.
  • Yu M., Zhou T., Wu Y., An M. Complete genome sequence of a pepper mild mottle virus isolate from northeast China. Genome announcements. Am Soc Microbiol, 2018;6(9).
  • Mnari-Hattab M., Ezzaier K. Biological, serological, and molecular characterization of Pepper mild mottle virus (PMMoV) in Tunisia. Tunisian Journal Plant Protection. 2006;(1):1-12.
  • Waweru B.W., Kilalo D.C., Miano D.W., Kimenju J.W., Rukundo P. Diversity and economic importance of viral diseases of pepper (Capsicum spp.) in Eastern Africa. Journal of Applied Horticulture. 2019;21(1).
  • Shamraichuk V., Shevchenko T., Bysov A., Emad A. Novel tobamovirus isolated from vegetable crops in Ukraine. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. 2013;65(3).
  • Özkaynak E., Devran Z., Kahveci E., Doganlar S., Baçkoylü B., Dogan F., îçleyen M., Yüksel A., Yüksel M. Pyramiding multiple genes for resistance to PVY, TSWV and PMMoV in pepper using molecular markers. Verlag Eugen Ulmer, 2014.
  • Larregla S., Ojinaga M. Evaluation of PMMoV resistance in a pseudoF2 generation for the introgression of L4 resistance gene in sensitive pepper landraces of northern Spain. APSNET, 2020.
  • Vélez-Olmedo J.B., Fribourg C.E., Melo F.L., Nagata T., de Oliveira A.S., Resende R.O. Pepper mild mottle virus isolates from Peru induce severe symptoms in susceptible pepper plants and belong to the P 1, 2 pathotype. Tropical Plant Pathology. Springer, 2020. P.1-5.
  • Salamon P., Kaszta M. Investigation on the transmission of some tobamoviruses by pollen and seed in pepper (Capsicum annuum L.). International Journal of Horticultural Science. 2000;6(3):127-131.
  • Matsunaga H., Saito T., Hirai M., Nunome T., Yoshida T. DNA markers linked to Pepper mild mottle virus (PMMoV) resistant locus (L4) in Capsicum. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science. The Japanese society for horticultural science, 2003;72(3):218-220.
  • Choi G.-S., Kim J.-H., Kim J.-S., Kim H.-R. Tobamoviruses of green peppers growing on hydroponic systems. Research in Plant Disease. The Korean Society of Plant Pathology, 2004;10(3):194-197.
  • Demski J.W. Tobacco mosaic virus in seedborne in pimiento peppers. Plant Disease. 1981;65(9):723-724.
  • Rast A.T.B. Pepper tobamoviruses and pathotypes used in resistance breeding. Capsicum Newslett. 1988;(7)"20-23.
  • Wetter C., Conti M., Altschuh D., Tabillion R., Van Regenmortel M.H.V. Pepper mild mottle virus, a tobamovirus infecting pepper cultivars in Sicily. Phytopathology. St. Paul, 1984;74(4):405-410.
  • Svoboda J., Červená G., Rodová J., Jokeš M. First report of pepper mild mottle virus in pepper seeds produced in the Czech Republic. Plant Protection Science. Institute of Agricultural and Food Information, 2006;42(1):34-37.
  • ICTV. Virus taxonomy: 2014 release. ICTVLondon, 2014.
  • Hsu C., Lin S., Wang Y., Chan Y., Lee L., Barchenger D.W., Kenyon L., Kumar S. Resistance to Tomato mosaic virus (ToMV) in sweet pepper (Capsicum annuum L.). XXX International Horticultural Congress IHC2018: II International Symposium on Plant Breeding in Horticulture 1282. 2018. P.31-36.
  • Chaim A.B., Grube R.C., Lapidot M., Jahn M., Paran I. Identification of quantitative trait loci associated with resistance to cucumber mosaic virus in Capsicum annuum. Theor Appl Genet. 2001;102(8):1213-1220.
  • Boukema I.W. Resistance to TMV in Capsicum chacoense Hunz. is governed by allele of the L-locus. Capsicum Newsl. 1984;(3):47-48.
  • Sagi Z.S., Salamon P. Breeding white, sweet pepper hybrids armed with the tobamovirus resistance allele L4. Avignon, France: iNRa, 1998. P.173.
  • Genda Y., Kanda A., Hamada H., Sato K., Ohnishi J., Tsuda S. Two amino acid substitutions in the coat protein of Pepper mild mottle virus are responsible for overcoming the L4 gene-mediated resistance in Capsicum spp. Phytopathology. 2007;97(7):787-793.
  • Antignus Y., Lachman O., Pearlsman M., Maslenin L., Rosner A. A New Pathotype of Pepper mild mottle virus (PMMoV) Overcomes the L4 Resistance Genotype of Pepper Cultivars. Plant Dis. 2008;92(7):1033-1037.
  • Lee J.-D., Han J.-H., Yoon J.-B. A set of allele-specific markers linked to L locus resistant to Tobamovirus in Capsicum spp. Horticultural Science & Technology. Korean Society of Horticultural Science, 2012;30(3):286-293.
  • Yang H.-B., Liu W.Y., Kang W.-H., Jahn M., Kang B.-C. Development of SNP markers linked to the L locus in Capsicum spp. by a comparative genetic analysis. Molecular breeding. Springer, 2009;24(4):433.
  • Hong Y.K. DNA extraction conditions from Porphyra perforata using LiCl. Journal of Applied Phycology. 1995;7(2):101-107.
  • Foissac X. Polyvalent detection of Fruit tree Tricho. Capillo and Res. 2001;(45):33-35.
  • National Center for Biotechnology Information. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ (accessed: 14.10.2020).
  • Tomita R., Sekine K.-T., Mizumoto H., Sakamoto M., Murai J., Kiba A., Hikichi Y., Suzuki K., Kobayashi K. Genetic basis for the hierarchical interaction between Tobamovirus spp. and L resistance gene alleles from different pepper species. Molecular plant-microbe interactions. Am Phytopath Society, 2011;24(1):108-117.
Еще
Статья научная