Гены устойчивости зернобобовых культур к болезням и вредителям:
Нут (Cicer arietinum L.)

автор:

Нут является главной зерновой бобовой культурой сухого холодного (зимнего) сезона на индийском континенте, в Западной Азии и Северной Африке. Наиболее вредоносной болезнью нута в регионах мира с умеренным климатом является аскохитоз, вызываемый грибом Ascochyta rabiel (Pass.) Lab. Была отмечена мультигенная природа устойчивости и периодическое появление новых вирулентных рас патогена. Поэтому, возникают сложности при изучении генетической природы устойчивости нута к аскохитозу. В связи с тем, что несколько генов контролируют устойчивость к патогену, скрининг их геномной локализации и сцепления с молекулярными маркерами могут обеспечить пирамидирование и передачу генов устойчивости в приемлемую генетическую среду с помощью маркерного отбора.

Пока успехи в картировании генов устойчивости ограничены из-за минимального полиморфизма изозимных маркеров культурного нута.

Использование различных систем ДНК-маркеров, таких, как RAPD, ISSR, AFLP и STMS помогает разрешить проблему минимального полиморфизма нута и позволяет более детально проанализировать его геном. Santra at al. для изучения генетики устойчивости нута к A. rabiei и картирования генов использовали две популяции из межвидовых и внутривидовых скрещиваний: С. arietinum (FLIP 84-92С, устойчивый родитель) × С. reticulatum (PI 489777, восприимчивый родитель) и внутривидовую комбинацию — С. arietinum (FLIP 84-92С) × PI 359075 — восприимчивая родительская форма. Гибридные популяции методом SSD (одно семя на потомство каждого растения без отбора) были продвинуты до поколения F5. Рекомбинантные инбредные линии (РИЛ) F6 (250 из межвидового и 210 из внутривидового гибрида) были проанализированы на степень устойчивости к аскохитозу. Эпидемия болезни была спровоцирована путем разброса внутри делянки опрыскивателем инфицированных дробленых семян нута, инъецированных вирулентным патогеном в регионе (Вашингтон). По одному ряду восприимчивой линии высевали после каждых 4-х рядов РИЛ и вдоль границы поля для увеличения распределения и выравнивания поражения болезнью. Устойчивость каждой РИЛ оценивали по шкале 1—9, где балл 1 — полная устойчивость и балл 9 — полная гибель.

Изозимный анализ проводили по методу Kazan et al. (1993). Использовали 800 RAPD (UBC) праймеров, 100 ISSR праймеров из университета штата Британская Колумбия и 70 RAPD (CS) праймеров, синтезированных в коммерческих кампаниях. Экстракцию ДНК и RAPD и ISSR анализы осуществляли по установленным процедурам.

Каждый расщепляющийся маркерный локус был испытан на соответствие ожидаемому 1:1 при хи-квадрат анализе (Р<0.05). Маркеры с сильными отклонениями от ожидаемого соотношения были картированы в одну группу сцепления с расстояниями более 35 сМ между двумя маркерами и образовывали большой кластер. Эти маркеры были исключены из карты. QTL-анализ выполняли, используя “Q Jene“ (Nelson, 1997).

Не касаясь деталей результатов данного исследования, была идентифицирована локализация трех локусов количественных признаков (QTL) в 1,4 и 6 хромосомах, контролирующих устойчивость нута к аскохитозу. Таким образом, метод молекулярных маркеров оказался достаточно эффективным во времени и пространстве для изучения генетики устойчивости нута к наиболее вредоносной болезни — аскохитозу.

В более ранней работе (Satue et al. 1975) устойчивость нута к изоляту J-52 контролировалась одним доминантным геном.

Таблица №1
Идентифицированные гены и доноры олигогенной устойчивости к болезням и вредителям у нута (Cicer arietinum L.)
Болезнь, вреди­тель, патогенГены устойчивостиНазвание образцов-доноров устойчивости
Аскохитоз
Ascochyta rabiei
полигеныFLIP 84-92C
Хромосомы I,IV,VI