Rossiiskaia selskokhoziaistvennaia naukaRossiiskaia selskokhoziaistvennaia nauka2500-2627The Russian Academy of Sciences1652210.31857/S2500-26272019517-22Research ArticleMolecular markers of genes for extreme resistance to potato virus Y in varieties and hybrids Solanum tuberosum L.BiryukovaV. A.<p>candidate of biological sciences</p>vika_biryukova@inbox.ruShmiglyaI. V.vika_biryukova@inbox.ruZharovaV. A.<p>candidate of agricultural sciences</p>vika_biryukova@inbox.ruBeketovaM. P.<p>candidate of biological sciences</p>
<div id="gtx-trans" style="position: absolute; left: -276px; top: -14.0156px;">
<div class="gtx-trans-icon"> </div>
</div>vika_biryukova@inbox.ruRogozinaE. V.<p>Doctor of Biological Sciences</p>vika_biryukova@inbox.ruMityushkinA. V.<p>candidate of agricultural sciences</p>vika_biryukova@inbox.ruMeleshinA. A.<p>candidate of agricultural sciences</p>vika_biryukova@inbox.ruLorch Potato Research InstituteInstitute of Agricultural BiotechnologyN.I. Vavilov Research Institute of Plant Industry231020195172221102019Copyright © 2019, Russian academy of sciences2019<p style="text-align: justify;">Potato virus Y (PVY) are among the most harmful viral pathogens that reduce the yield and quality of potatoes. The number of modern varieties resistant to a wide range of PVY strains is very limited, therefore, the selection of potatoes in this direction does not become irrelevant. Molecular markers of the Ry genes are universal tools for identifying new sources of resistance among existing biodiversity of potato genotypes. Since potato varieties and hybrids containing Rysto tend to exhibit cytoplasmic male sterility associated with mitochondrial DNA, the definition of cytoplasmic types is important. In the article, molecular markers of the Ry genes YES3-3A, YES3-3B, RYSC3, Ry186 were used for screening foreign and Russian varieties and hybrids potatoes from the collections of Lorch Potato Research Institute and N.I.Vavilov Institute of Plant Genetic Resources. Molecular screening and analysis of рedigree revealed that russian varieties and hybrids of potatoes characterized by extreme resistance to PVY were obtained on the basis of foreign varieties Alwara, Arosa, Bison, Bobr, Roko, as well as backcrosses of the Hungarian selection donors of the Ry<sub>sto</sub> gene linked to cytoplasmic male sterility, and forms 128/6 a donor of the Ry<sub>adg</sub> gene, derived from S. stoloniferum. The marker RYSC3 coupled to Ry<sub>adg</sub> was found in interspecies hybrids of N.I.Vavilov Institute of Plant Genetic Resources 8-1-2004, 8-3-2004, 8-5-2004, 135-5-2005, 135-3-2005, having the same origin with the participation of S. okadae species K-20921 Hawkes et Hjerting and S. chacoense K-19759 Bitt. The marker Ry186 of the gene Ry<sub>chc</sub> is rare. It is present in 5% of the potato genotypes. Molecular screening revealed samples of potatoes with markers of the Ry genes. They are of particular interest for further breeding. Data on the presence of Ry markers of genes in potato varieties and hybrids, serve as valuable information in the selection of initial forms for hybridization.</p>potatoSolanum tuberosum L.resistance genesmarker-assistant selectionpotato virus YDNA markersкартофельSolanum tuberosum L.гены устойчивостимаркер-вспомогательная селекцияY вирус картофеляДНК маркеры[Ahmadvand R., Takács A., Taller J., Wolf I. and Polgár Z. Potato viruses and resistance genes in potato // Acta Agronomica Hungarica. – 2012. – V.60. – № 3. – Р. 283–298. DOI:10.1556/AAgr.60.2012.3.10.][Chikh-Ali M., Alruwaili H., Pol D. V. and Karasev A. V. Molecular characterization of recombinant strains of Potato virus Y from Saudi Arabia // Plant Disease. – 2016. – V.100. – №2. – P. 292–297. DOI: 10.1094/PDIS-05-15-0562-RE][Росс Х. Селекция картофеля. Проблемы и перспективы. – М.: Агропромиздат, 1989. – 183 с. ISBN 5-10-001364.][Ribeiro SRRP, Pinto CABP, Costa SBFG, Menezes M and Figueira AR. Resistance of potato clones to necrotic recombinant strains of potato virus Y (PVY) // Ciência Agrotecnologia. – 2014. – V.38. – №4. – P.343–351.][Kasai K., Morikawa Y., Sorri V.A., Valkonen J.P.T., Gebhardt C. and Watanabe K.N. Development of SCAR markers to the PVY resistance gene Ryadg based on a common feature of plant disease resistance genes // Genome. – 2000. – V.43. – P.1–8.][Song Y.-S., Schwarzfischer A. Development of STS markers for selection of extreme resistance (Rysto) to PVY and maternal pedigree analysis of extremely resistant cultivars // American Journal of Potato Research. – 2008. – V.85. – P.159–170. DOI: 10.1007/s12230-008-9012-8.][Mori K., Sakamoto Y., Mukojima N., Tamiya S., Nakao T., Ishii T. and Hosaka K. Development of a multiplex PCR method for simultaneous detection of diagnostic DNA markers of five disease and pest resistance genes in potato // Euphytica. – 2011. – V.80. – P. 347 – 355. DOI: 10.1007/s10681-011-0381-6.][Lopez Pardo R., Barandalla L., Ritter E., and de Galarreta J.I.R. Validation of molecular markers for pathogen resistance in potato // Plant Breeding. – 2013. – V.132. – №3. – P. 246–251. DOI: 10.1111/pbr.12062][Рогозина Е.В., Шувалов О.Ю., Антонова О.Ю., Гавриленко Т.А. Межвидовое и внутривидовое разнообразие картофеля по устойчивости к Y вирусу // Сельскохозяйственная биология. – 2012. – T. 47. – №5. – С. 64-69.][Ермишин А.П., Свиточ О.В., Воронкова Е.В., Гукасян О.Н., Лукша В.И. Определение состава и аллельного состояния генов устойчивости к болезням и вредителям у родительских линий картофеля с помощью ДНК-маркеров // Генетика. – 201.6 – T. 52. – №.5 – С. 569-578. DOI: 10.7868/S0016675816050052][Гавриленко Т.А., Клименко Н.С., Антонова О.Ю., Лебедева В.А., Евдокимова З.З., Гаджиев Н.М., Апаликова О.В., Алпатьева Н.В., Костина Л.И., Зотеева Н.М., Мамадбокирова Ф.Т., Егорова К.В. Молекулярный скрининг сортов и гибридов картофеля северо-западной зоны Российской Федерации // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2018. – Т. 22. – № 1. – С. 35-45. DOI 10.18699/VJ18.329][European cultivated potato database (http://www.europotato.org/ index.htm)][Яшина И.М., Склярова Н.П., Симаков Е.А. Оценка эффективности исходного материала картофеля по результатам селекционной работы на устойчивость к вирусам и фитофторе. // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 1998. – №5. – С. 5- 12.][Рогозина Е.В., Бирюкова В.А., Симаков Е.А., Жарова В.А., Чалая Н.А., Кузнецова М.А., Рогожин А.Н., Бекетова М.П., Фадина О.А., Хавкин Э.Е. Межвидовые гибриды как родительские формы для упреждающей селекции картофеля на устойчивость к болезням и вредителям // Достижения науки и техники АПК. – 201.8 – Т. 32. – №1. – С. 26-31. DOI 10.24411/0235-2451-2018-10105][Zimnoch-Guzowska E. Pedigree of European and north-American potato varieties // Plant Breeding and Seed Science. – 1997. – V.41. – №1. – P. 3-143][Бирюкова В.А., Шмыгля И.В., Абросимова С.Б., Запекина Т.И., Мелёшин А.А., Митюшкин А.В., Мананков В.В. Поиск источников генов устойчивости к патогенам среди образцов селекционно-генетических коллекций ВНИИКХ с использованием молекулярных маркеров // Защита картофеля. – 2015. – №1. – С. 3-7.][Бекетова М.П., Соколова Е.А., Рогозина Е.В., Кузнецова М.П., Хавкин Э.Е. Два ортолога гена R1 устойчивости к фитофторозу у дикорастущих и культурных форм картофеля // Физиология растений. – 2017. – Т. 64. – №5. – С. 372-382. DOI 10.7868/S0015330317050025][Антонова О.Ю., Клименко Н.С., Евдокимова З.З., Костина Л.И., Гавриленко Т.А. Последовательности, гомологичные участкам гена RB/Rpi-blb1/Rpi-sto1, у сортов картофеля, созданных методами традиционной селекции // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2018. – T.22. – №6. – С. 693-702. DOI 10.18699/VJ18.412][Бекетова М.П., Рогозина Е.В., Чалая Н.А., Хавкин Э.Е. (2018) Маркеры генов экстремальной устойчивости к Y вирусу картофеля у дикорастущих видов секции Petota рода Solanum L. Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. – 2018. – №4. – С.99-106. DOI 10.18384/2310-7189-2018-4-99-106][Гавриленко Т.А., Афанасенко О.С., Антонова О.Ю., Рогозина Е.В., Хютти А.В., Шувалов О.Ю., Исламшина А.Р., Чалая Н.А. Разработка технологии оценки генетического разнообразия культурных и диких видов картофеля по устойчивости к вирусным заболеваниям и к раку на основе современных молекулярно-генетических и фитопатологических методов (08-04-13747). / В книге: Ориентированные фундаментальные исследования и их реализация в АПК России: материалы конференции,2009. – C. 94-100.][Усков А.И., Варицев Ю.А., Бирюкова В.А., Галушка П.А., Варицева Г.П., Шмыгля И.В., Кравченко Д.В. Изучение штаммового состава Y вируса картофеля из различных регионов Российской Федерациии и Беларуси // Земледелие. –2016. – №8. – С. 36-38.]