Источники устойчивости к золотистой картофельной нематоде (Globodera rostochiensis (Woll.) в коллекции диких видов картофеля ВИР

• Автор: Чалая, Надежда Александровна
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Биологические особенности цистообразующих нематод

1.2. Распространение и вредоносность золотистой картофельной цистообразующей нематоды

1.3. Селекция картофеля на устойчивость к золотистой картофельной нематоде

Глава 2. Материал, методы и условия проведения исследований

2.1. Материал для исследований

2.2. Метод выделения цист из почвы

2.3. Метод оценки на устойчивость к патотипу Roi золотистой картофельной нематоде G. rostochiensis Woll

2.4. Метод ПЦР-анализа со специфическими праймерами

2.5. Метод полевой оценки материала на устойчивость к патотипу
Roi золотистой картофельной нематоде G. rostochiensis Woll
2.6. Метод межвидовой гибридизации
2.7. Условия проведения исследований
Глава 3. Дифференциация изучаемых диких видов картофеля по устойчивости
к патотипу Roi золотистой картофельной нематоды G. rostochiensis
3.1. Скрининг образцов диких видов картофеля из коллекции ВИР
на устойчивость к G. rostochiensis (патотип Roi)
3.2. Оценка выделенных клонов в полевых условиях
3.3. Видовая и внутривидовая дифференциация изучаемых видов
по устойчивости к патотипу Roi G. rostochiensis Woll
3.4. Географические закономерности устойчивости диких видов картофеля
Г лава 4 Использование ПЦР-анализа для определения наличия маркеров генов Н1 и Grol-4 контролирующих устойчивость к
G. rostochiensis
Глава 5. Вовлечение устойчивых форм диких видов в гибридизацию и
оценка степени наследования признака
5.1. Оценка степени наследования устойчивости изучаемых видов к
G. rostochiensis Woll. в первом поколении от скрещивания
5.2. Характеристика потомства от скрещивания изучаемых диких видов картофеля с дигаплоидами сортов
Выводы
Список использованной литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Картофель - одна из важнейших продовольственных культур в России. Однако многие болезни и вредители его растений являются одним из основных факторов, лимитирующих урожайность и качество продукции при его возделывании. Одно из наиболее вредоносных заболеваний картофеля - глободероз, возбудителем которого является золотистая цистообразующая картофельная нематода G. rostochiensis Woll.
Картофель поражают два близких вида цистообразующих нематод: золотистая картофельная Globodera rostochiensis (Wollenweber, 1923) Skarbilovich, 1959 и бледная картофельная Globodera pallida (Stone, 1973) Behrens, 1975. У первого вида известно пять патотипов (Roi, Ro2, Ro3, Ro4, Ro5) y второго - три (Pal, Pa2, РаЗ). Оба вида являются объектами карантина.
В настоящее время в России обнаружен только первый вид нематоды G. rostochiensis и обычный неагрессивный патотип Roi. Впервые в бывшем СССР эта нематода была обнаружена в 1948г. в Калининградской области и до 1973 г. имела название «картофельная нематода» (Свешникова, 1944). В настоящее время очаги золотистой картофельной нематоды широко распространены (более 160 тыс.) в Европейской части страны, на юге Сибири и на Дальнем Востоке. Следует ожидать дальнейшего ухудшения фитосанитарной ситуации (Гуськова, 2005).
Известно, что современное производство картофеля в нашей стране сосредоточено в индивидуальном секторе, который даёт более 90% валового сбора (Анисимов, 2002; Анисимов и др., 2008). Здесь, как правило, картофель выращивают как монокультуру или в очень коротких плодосменах, что приводит к накоплению нематод в почве и ежегодным потерям 10-70% урожая в зависимости от заражённости (Назарова, 2003). В общественных хозяйствах, особенно семеноводческих, карантинные ограничения затрудняют реализацию картофеля.

Современная стратегия борьбы с золотистой картофельной нематодой, рекомендованная Европейским обществом по защите и карантину растений (ЕОЗР) ещё в 1985 г., состоит в снижении численности её популяций до невредоносного уровня. В зарубежных странах это уже достигнуто возделыванием нематодоустойчивых сортов картофеля.
Современное состояние отечественной селекции нематодоустойчивых сортов не вполне удовлетворительное, так, как в Государственном реестре 2012 г. из 318 сортов картофеля, допущенных к использованию сортов и селекционных достижений, 147 обладают устойчивостью к нематоде, из них только 33 (22%) сорта отечественной селекции. Государственной комиссией РФ по охране и испытанию селекционных достижений рассматривается вопрос об обязательности признака нематодоустойчивости для сортов картофеля, районированных в зонах распространения очагов патогена, по аналогии с ракоустойчивостью (Положение о Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений, 1994). Такое положение ставит задачу активизации селекции и семеноводства нематодоустойчивых сортов картофеля в стране. В связи с этим необходимо расширение генетического разнообразия исходного селекционного материала (устойчивого картофеля) путем поиска новых источников нематодоустойчивости среди коллекционного материала ГНЦ РФ ВНИИР. Мировая коллекция картофеля ВИР насчитывает сегодня около 8500 образцов, из которых более 2600 образцов 170 диких видов. Изучение генетического разнообразия диких видов картофеля из коллекции ВИР и выделение новых, устойчивых к нематоде форм, позволит вести более эффективную и целенаправленную селекционную работу по созданию сортов, обладающих устойчивостью к различным патотипам этого патогена.
Цель работы - выделить новые источники устойчивости к аоЬос1ега г05toch (Voll.) среди образцов диких видов картофеля из коллекции ВИР

вокруг места питания паразита, что приводит к недостатку питания личинок самок нематоды, их недоразвитию и снижению количества формирующихся яиц паразита (Williamson, Hussey, 1996; Skupinova et al. 2002). Метод выявления наличия гена Hl в сортах и гибридах картофеля был разработан на основе RFLP маркера TG 689 (методика Walter S.de Jong).
Хотя гены Hl и Grol-4 функционально весьма близки (определяют устойчивость к патотипу Rol G. rostochiensis), происходят они из разных источников и принадлежат разным группам сцепления. Это указывает в пользу того, что два эти гена могут взаимодействовать с различными факторами вирулентности нематоды и являться триггерами разных механизмов ответа растения на атаку патогена (Paal et al., 2004). Поэтому выявление носителей гена Grol-4 и включение их в схемы селекции на устойчивость к цистообразующей нематоде имеет не меньшее значение, чем использование источников более известного и чаще встречающегося в селекционном материале гена Н1. Источники Grol-4 обладают также устойчивостью к патотипу Ro2 нематоды, что свидетельствует о высокой селекционной ценности данного гена (Ермишин и др., 2010).
Следует отметить, что, несмотря на современные достижения молекулярно-генетических исследований, полученные для культуры картофеля, в частности, в области маркер-сопутствующей селекции, использование ПЦР-маркеров не отменяет необходимости при оценке селекционной ценности генотипов опираться на данные полевых испытаний и соответствующих лабораторных методов оценки устойчивости растений к патогенам. Это определяется тем, что, несмотря на значительное число молекулярных маркеров, выявленных для картофеля, известны еще далеко не все. Довольно часто эти маркеры не являются аналогами самих генов, а представляют собой участки ДНК, расположенные вблизи функционального гена, и, как правило, наследуются совместно с функциональным геном. Однако в редких случаях возможна сегрегация ПЦР-маркера и
функционального гена, что может привести к ошибке при идентификации