Создание высоколикопиновых гибридов томата с использованием традиционных методов селекции и молекулярных маркеров

Автор: Игнатова Светлана Ильинична, Бабак Ольга Геннадьевна, Багирова Светлана Фекретовна

Журнал: Овощи России @vegetables

Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Статья в выпуске: 5 (55), 2020 года.

Бесплатный доступ

Актуальность. Высокое содержание ликопина в плодах томата является важным селекционным признаком при создании новых сортов и гибридов. Использование молекулярных маркеров к аллелям, детерминирующим биосинтез ликопина, в сочетании с традиционными методами селекции на высокое содержание каротиноидов, ценные технологические и вкусовые качества плодов, а также на устойчивость к комплексу патогенов, позволяет оценить потенциал накопления антиоксиданта и более эффективно составлять программы по селекции высоколикопиновых форм для условий защищенного грунта. Методика. Представлены результаты оценки селекционного материала с различными комбинациями аллелей, детерминирующих накопление каротиноидов, и создания гибридов томата с комплексом ценных признаков - высокой продуктивности, устойчивости к болезням, технологических характеристик и биохимического состава плодов. Метод интрогрессии спонтанных или индуцированных мутаций был использован для повышения уровня каротиноидов (og и hp) и улучшения технологических качеств (nor, alc, rin) плодов. Материалом для исследований являлся коллекционный, мутантный, селекционный, гибридный материал томата и внесенные в Госреестр РФ гибриды томата селекции СС Агрофирмы «Ильинична» - ВНИИО филиал ФГБНУ ФНЦО. ДНК-типирование генов качества плодов выполняли в Институте генетики и цитологии НАН Беларуси. Результаты. Созданы отечественные гибриды для промышленных теплиц с высокими вкусовыми и технологическими качествами с использованием поэтапных скрещиваний, позволивших объединить гены nor, rin, alc, приводящие к удлинению сроков хранения с генами B, og, hp1 и др., способствующими увеличению содержания каротиноидов в плодах. Установлено, что при целенаправленном отборе и гибридизации, несмотря на негативное влияние генов nor, rin, alc возможно поднять уровень каротиноидов до средних величин. Подтверждена корреляция уровня ликопина в плодах с повышением температуры и уровня инсоляции. Показано, что розовоплодные формы содержат значительно большее количество ликопина, чем красноплодные. Определены сочетания аллелей структурных генов биосинтеза коротиноидов и регуляторных генов, обеспечивающих максимальное накопление ликопина у гибридов с красными и розовыми плодами, формулы которых различались по составу аллелей генов качества плодов. Выделены гибриды с сочетанием высоких концентраций сахара (°Brix), сухого вещества и максимальных значений ликопина, совместно определяющих отличные вкусовые качества: Прекрасная леди, Оля, Кадриль, Виктория. Новые гибриды F1 для промышленных теплиц: Г950, Г956, Г960, Магистраль и розовоплодный Г12897, превосходили голландский стандарт по продуктивности до 21%, а по вкусовым качествам на 1- 1,8 балла.

Еще

Томат, гибриды, линии, мутанты, днк-маркеры, качество плодов, ликопин, каротин, устойчивость к био- и абиотическим стрессам

Короткий адрес: https://readera.org/140250320

IDR: 140250320   |   DOI: 10.18619/2072-9146-2020-5-22-28

Список литературы Создание высоколикопиновых гибридов томата с использованием традиционных методов селекции и молекулярных маркеров

  • Tan H.L. et al. Tomato-based food products for prostate cancer prevention: what have we learned? Cancer Metastasis Rev. 2010;29(3):553-568. DOI: 10.1007/s10555-010-9246-z
  • Sporn M.B., Liby K.T. Is lycopene an effective agent for preventing prostate cancer? Cancer Prev. Res. 2013;6(5):384-386. DOI: 10.1158/1940-6207.CAPR-13-0026
  • Nisar N., Li Li, Lu S., Khin N.C., Pogson B.J. Carotenoid metabolism in plants. Mol Plant. 2015 Jan;8(1):68-82. DOI: 10.1016/j.molp.2014.12.007
  • Sun, T., Yuan, H., Cao, H., Yazdani, M., Tadmor, Y., and Li, L. Carotenoid metabolism in plants: the role of plastids. Mol. Plant. 2018;(11 ):58-74. DOI: 10.1016/j.molp.2017.09.010
  • Ilan Levin, C.H. Ric de Vos, Yaakov Tadmor, Arnaud Bovy, Michal Lieberman, Michal Oren- Shamir, Orit Segev, Igor Kolotilin, Menachem Keller, Rinat Ovadia, Ayala Meir, and Raoul J. Bino High pigment tomato mutants- more than just lycopene (a review). Israel Journal of Plant Sciences. 2006;(54):179-190.
  • Labate J.A., Grandillo S., Fulton T., Munos S. Tomato. Genome mapping and molecular breeding in plants. Vol. 5. Vegetables, ed. C. Kole. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2007:1-126.
  • GenBank. Available at: (accessed 1 Aug 2019).
  • Solgenomics. Available at: https://solgenomics.net/ (accessed 1 Aug 2019).
  • Кильчевский А.В., Бабак О.Г., Малышев С.В., Аджиева В.Ф., Некрашевич Н.А., Яцевич К.К., Кондратюк А.В. ДНК-типирование генов качества плодов и устойчивости к болезням томата. Методические рекомендации. Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь, Национальная академия наук Беларуси, Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси. Минск, 2016. 41 с.
  • Babak O.G., Nekrashevich N.A., Yatsevich K.K., Мalyshev S.V., Kilchevsky A. V. Genetic bases of tomato marker-assisted selection in Belarus. Eurobiotech. J. 2018;2(2):128-135,
  • DOI: 10.2478/ebtj-2018-0017
  • Ronen, G., Carmel-Goren L., Zamir D. Hirschberg J. An alternative pathway to p-carotene formation in plant chromoplasts discovered by map-based cloning of Beta and old-gold color mutations in tomato. PNAS. 2000;97(20):11102-11107.
  • Vrebalov, J., Ruezinsky D., Padmanabhan V., White R., Medrano D., Drake R., Schuch W., Giovannoni J. A MADS-box gene necessary for fruit ripening at the tomato ripening-inhibitor (Rin) locus. Science. 2002;(296):343-345.
  • Tigchelaar, E.C., M.L. Tomes, E.A. Kerr, and R.J. Barman. A new fruit ripening mutant, non- ripening (nor). Rep. Tomato Genet. Coop. 1973. P.23-33.
  • Kolotilin, I., Koltai H., Tadmor Y., Bar-Or C., Reuveni M., Meir A., Nahon S., Shlomo H., Chen L., Levin I. Transcriptional profiling of high pigment-2dg tomato mutant links early fruit plastid biogenesis with its overproduction of phytonutrients. Plant Physiology. 2007;(145):389-401.
  • Yen, H.C., Shelton B.A., Howard L.R., Lee S., Vrebalov J., Giovannoni J. J. The tomato high- pigment (hp) locus maps to chromosome 2 and influences plastome copy number and fruit quality. Theor Appl Genet. 1997;(95):1069-1079.
  • Kim B., Kim N., Kang J., Choi Y., Sim S.-C., Min S.R., Park Y. Single Nucleotide Polymorphisms linked to the SlMYB12 Gene that Controls Fruit Peel Color in Domesticated Tomatoes (Solanum lycopersicum L.). Kor. J. Hort. Sci. Technol. 2015;33(4):566-574.
  • Veerappan K., Jung H.J., Hwang I., Kho K.H., Chung M.Y., Nou I.S. Sequence Variation in SlMYB12 is Associated with Fruit Peel Color in Pink Tomato Cultivar. Hortic. Environ. Biotechnol. 2016;57(3):274-279.
  • Голубкина Н.А., Молчанова А.В., Тареева М.М., Бабак О.Г., Некрашевич Н.А., Кондратьева И.Ю. Количественная тонкослойная хроматография в оценке каротиноидного состава томата. Овощи России. 2017;(5):96-99.
  • DOI: 10.18619/2072-9146-2017-5-96-99
  • Методические указания по селекции сортов и гибридов томата для открытого и защищенного грунта. М.: ВАСхНиЛ, ВНИИССОК, 1986. 98 с
  • Методика селекции томата на устойчивость к мучнистой росе (Oidium lycopersicum Cooke et Massee). рАсХН, ВНИИО, 2005. 28 с
  • Куземинский А.В. Селекционно-генетические исследования мутантных форм томата. Харьков, 2004. 392 с
  • Багирова С.Ф., Игнатова С.И. Молекулярные методы в селекции растений. Гавриш. 2012;(2):33-38
  • Bramley P. Regulation of carotenoid formation during tomato fruit ripening and development (Review). Journal of Experimental Botany. 2002;53(377):2107-13 • November 2002,
  • DOI: 10.1093/jxb/erf059
  • Ilahy R., Imen T., Siddiqui M.W., Montefusco A. When color really matters: horticultural performance and functional quality of high-lycopene tomatoes. Plant Sciences. 2018,
  • DOI: 10.1080/07352689.2018.1465631
Еще
Статья научная