Использование ДНК-маркеров в селекции яблони для выявления генетических источников устойчивости к парше (Venturia inaequalis (Cooke) G. Winter)

В обзорной статье представлены перспективы применения ДНК-маркеров в селекции яблони, приведены результаты апробации в российских и зарубежных научно-исследовательских учреждениях ДНК-маркеров, сцепленных с генами устойчивости к парше. Ген Rvi6 является наиболее распространенным в отечественных сортах: всего допущено к использованию на территории Российской Федерации более 80 сортов – носителей гена. Для наиболее быстрого пирамидирования генов устойчивости в гибридном потомстве интерес представляют генетические источники трех и более олигогенов устойчивости. Носителями трех идентифицированных генов устойчивости являются сорта ‘Веньяминовское’, ‘Орловское Полесье’, ‘Старт’, ‘Заря Ставрополья’, ‘Ника’, ‘Кандиль Орловский’; формы 12/2-20-75, 17/1-6-72; 17/1-6-1, 17/2-6-7, 17/1-7-17; 17/1-6-73; 94-13/39; 2007-19/15 отечественного происхождения и сорта ‘Realka’, ‘Redfree’, ‘Коробовка Крупноплодная’, ‘Нававита’, ‘Сакавита’; формы 84-39/58 и 84-59 иностранной селекции. Выявлены генетические источники с четырьмя генами устойчивости – сорт ‘Firiki Vermiou’ (Rvi2, Rvi4, Rvi8, Rvi11), форма 2000-45/70 (Rvi2, Rvi4, Rvi5, Rvi6). Полученные в настоящее время результаты исследований, в частности выявление ряда генетических источников одного и более олигогенов с помощью ДНК-маркеров, свидетельствуют о прогрессе в селекционной работе в направлении повышения устойчивости к парше и достижения стабильной устойчивости – идентификации генотипов с единичными и пирамидированными целевыми генами для дальнейшей селекционной работы.

1. Ренгартен Г. А. Внедрение в российское садоводство иммунных к парше сортов: Международный форум молодых исследователей. Сб. статей III Международной научно-практической конференции, 23 мая, Петрозаводск, 2022 г., Петрозаводск: Международный центр научного партнерства «Новая Наука» (ИП Ивановская И.И.), 2022, 321-325.

2. Лыжин А. С., Савельева Н. Н. Полиморфизм сортов яблони по локусам моногенной устойчивости к парше, Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(1):64-72. DOI: 10.30901/2227-8834-2020-1-64-72.

3. Ульяновская Е. В., Чернуцкая Е. А., Балапанов И. М. и др. Перспективы селекционного обновления сортимента яблони, Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2022;99:175-180. DOI: 10.21515/1999-1703-99-175-180.

4. Hasan N., Choudhary S., Naaz N. et al. Recent advancements in molecular marker-assisted selection and applications in plant breeding programmes, Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. 2021;19(1):128. DOI: 10.1186/s43141-021-00231-1.

5. Laurens F., Aranzana M. J., Arus Р. et al. An integrated approach for increasing breeding efficiency in apple and peach in Europe, Horticulture Research. 2018;5:1-14. DOI: 10.1038/s41438-018-0016-3.

6. Iezzoni A. F., Mcferson J., Luby J. et al. RosBREED: bridging the chasm between discovery and application to enable DNA-informed breeding in rosaceous crops, Horticulture Research. 2020;7(1):177. DOI: 10.1038/s41438-020-00398-7.

7. Лыжин А. С., Савельева Н. Н. Идентификация генов устойчивости к парше у сортов и гибридных форм яблони с использованием молекулярных маркеров, Плодоводство и виноградарство Юга России. 2018;53(5):1-14. DOI: 10.30679/2219-5335-2018-5-53-1-14.

8. Ульяновская Е. В., Супрун И. И., Токмаков С. В. Селекция яблони на устойчивость к парше и качество плодов, Защита и карантин растений. 2014;7:21-22.

9. Patocchi A., Wehrli A., Dubuis P.-H., et al. Ten years of VINQUEST: First insight for breeding new apple cultivars with durable apple scab resistance, Plant Disease. 2020;104(8):2074-2081. DOI: 10.1094/PDIS-11-19-2473-SR.

10. Савельева Н. Н., Юшков А. Н., Земисов А. С. и др. Обеспечение стабильности устойчивости генотипов яблони к грибу Venturia inaequalis (Cooke) With, Биосфера. 2022;14(4):384-386.

11. Должикова М. А. Пикунова А.В., Седов Е. Н. и др. ДНК-генотипирование гибридного фонда яблони ВНИИСПК на присутствие гена Vf устойчивости к парше, Современное садоводство. 2018;3:27-32. DOI: 10.24411/2312-6701-2018-10304.

12. Толпекина А. А., Пикунова А. В., Должикова М. А. и др. Применение ПЦР-анализа для выявления гена Vf устойчивости яблони (Malus Mill.) к парше (Venturia inaequalis (Cооke.) Winter), Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и сельскохозяйственной микробиологии. Сборник тезисов докладов 20-й Всероссийской конференции молодых учёных, посвященной памяти академика РАСХН Георгия Сергеевича Муромцева, 27-29 октября, Москва, 2020 г., Москва, ФГБНУ ВНИИСБ, 2020, 137-139. DOI: 10.48397/ARRIAB.2020.20.083.

13. Савельева Н. Н., Лыжин А. С. Маркер-контролируемый скрининг генотипов яблони с иммунитетом к парше, Аграрная наука. 2019;3:135-137. DOI: 10.32634/0869-8155-2019-326-3-135-137.

14. Ульяновская Е. В., Богданович Т. В., Супрун И. И. и др. Комплексный подход к селекционному совершенствованию яблони, Селекция и сорторазведение садовых культур, 2018;5(1):139-141.

15. Ульяновская Е. В., Чернуцкая Е. А., Богданович Т. В. и др. Маркерный отбор по генам Rvi6, Md-ACS1, Md-ACO1 перспективных для селекции образцов генофонда яблони, Аграрный научный журнал. 2024;3: 71-76. DOI: 10.28983/asj.y2024i3pp71-76.

16. Ульяновская Е. В., Чернуцкая Е. А. Балапанов И. М. и др. Mаркерный отбор гомозиготных по гену Rvi6 устойчивости к Venturia inaequalis (Cooke) Wint. гибридных форм яблони, Плодоводство и виноградарство Юга России. 2023;82(4). URL: http://journalkubansad.ru/pdf/23/04/01.pdf. DOI: 10.30679/2219-5335-2023-4-82-1-11.

17. Супрун И. И., Егоров Е. А., Насонов А. И. и др. Маркер-опосредованный отбор в создании селекционных образцов и комплексных доноров яблони с устойчивостью к парше и повышенным потенциалом лежкоспособности плодов, Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции.2023;184(3):135-145. DOI: 10.30901/2227-8834-2023-3-135-145.

18. Ульяновская Е. В., Чернуцкая Е. А., Богданович Т. В. и др. Оценка генетического разнообразия и формирование идентифицированной коллекции для ускорения селекции яблони, Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2023;148:76-80. DOI: 10.25684/0513-1634-2023-148-76-80.

19. Козловская З. А. Состав и использование коллекции яблони в Беларуси, Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2015;176(1): 47-58. DOI: 10.30901/2227-8834-2015-1-47-58.

20. Должикова М. А., Пикунова А. В., Седов Е. Н. Маркер вспомогательная селекция яблони (Malus Mill.) на устойчивость к парше (Venturia Inaequalis (Cke.) Wint). Пирамидинг генов устойчивости: Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии. Сб. тезисов XVIII Всероссийской конференции молодых учёных, посвященной памяти академика РАСХН Георгия Сергеевича Муромцева, 19-20 апреля, Москва, 2018 г., Москва, ФГБНУ ВНИИСБ, 2018, 65-66.

21. Дулов М. И. Применение молекулярных маркеров при создании сортов яблони с устойчивостью к парше Инновационное развитие: потенциал науки и современного образования. Пенза: Наука и Просвещение, 2020, 46-61.

22. Khajuria Y. P., Kaul S., Wani A. A. et al. Genetics of resistance in apple against Venturia inaequalis (Wint.) Cke., Tree Genetics & Genomes. 2018;14:16. DOI: 10.1007/s11295-018-1226-4.

23. Ульяновская Е. В., Чернуцкая Е. А., Балапанов И. М. и др. Оценка генетического разнообразия яблони по генам устойчивости к парше Rvi2, Rvi3, Rvi5, Rvi15, Садоводство и виноградарство. 2023;2:21-27. DOI: 10.31676/0235-2591-2023-2-21-27.

24. Ульяновская Е. В., Чернуцкая Е. А., Балапанов И. М. и др. Формирование идентифицированного состава генофонда Malus Mill. для селекционного использования: Передовые исследования Кубани. Сб. материалов ежегодной отчетной конференции грантодержателей Кубанского научного фонда, 15-17 мая, Сочи, 2023 г., Краснодар, Кубанский научный фонд, 2023, 168-172.

25. Ульяновская Е. В., Чернуцкая Е. А., Балапанов И. М. и др. Оценка аллельного полиморфизма генов устойчивости яблони к парше, Аграрный научный журнал. 2023;9:46-51. DOI: 10.28983/asj.y2023i9pp46-51.

26. Лыжин А. С., Савельева Н. Н. Маркер-опосредованный скрининг иммунных к парше (Rvi6+Rvi4) генотипов яблони, Плодоводство и виноградарство Юга России. 2021;67(1). URL: https://journalkubansad.ru/pdf/21/01/01.pdf. Ссылка активна на 17.03.2025. DOI: 10.30679/2219-5335-2021-1-67-1-9.

27. Karapetsi L., Nianiou-Obeidat I., Zambounis A. et al. Molecular screening of domestic apple cultivars for scab resistance genes in Greece, Сzech Journal of Genetics and Plant Breeding. 2020;56(4):165-169. DOI: 10.17221/119/2019-CJGPB.

28. Козловская З. А., Кондратенок Ю. Г., Гашенко Т. А. и др. Выявление новых комплексных источников устойчивости к болезням яблони с использованием молекулярных методов в Беларуси, Садоводство и виноградарство. 2018;5:23-29. DOI: 10.31676/0235-2591-2018-5-23-29.

29. Козловская З. А., Кондратенок Ю. Г., Гашенко Т. А., и др. MAS-метод в создании новых сортов яблони в Беларуси, Плодоводство и ягодоводство России. 2018;52:16-20.

30. Höfer M., Flachowsky H., Schröpfer S. et al. Evaluation of scab and mildew resistance in the Gene Bank collection of apples in Dresden-Pillnitz, Plants. 2021;10(6):1227. DOI: 10.3390/plants10061227.