Генотипирование устойчивости к киле и оценка комбинационной способности капусты пекинской

Капуста пекинская – поливитаминная овощная культура, которая пользуется неизменным спросом благодаря своим высоким вкусовым и диетическим качествам, а также возможности получать по два урожая в год ввиду короткого вегетационного периода. В Госреестре менее 70 сортов и гибридов, и многие из них восприимчивы к киле (возбудитель P.brassicae Wor.), от которой гибнет до 60% урожая. В России необходимо удовлетворить потребительский спрос новыми конкурентоспособными гибридами с устойчивостью к важнейшим заболеваниям – таким, как кила. Цель исследований заключалась в оценке коллекции инбредных линий капусты пекинской с устойчивостью к киле и в отборе перспективных гибридных комбинаций для дальнейшего создания F1-гибридов культуры.
Полевые испытания были проведены в летне-осенний период 2021 г. В качестве расти- тельного материала были использованы 25 инбредных линий капусты пекинской (B.rapa ssp. pekinensis) и 154 гибридные комбинации от скрещивания этих линий. Для достижения цели применены следующие методы: оценка комбинационной способности (ОКС и СКС) в системе скрещиваний двух групп генотипов; оценка устойчивости/восприимчивости к киле на искусственном инфекционном фоне; молекулярное генотипирование с использованием молекулярных маркеров генов устойчивости к киле. В результате полевого испытания гибридных комбинаций капусты пекинской выделены 14, превосходящих стандарты по признаку «Масса кочана» не менее чем на 20% и формирующие кочаны с закрытой вершиной. Выявлены три килоустойчивые линии: К7, К19 и П1д4 с высокими значениями ОКС по признаку «Масса кочана», рекомендованные для создания перспективных гибридных комбинаций. На основе данных молекулярного генотипирования генов устойчивости к киле CRa, CRb и CRA05 и оценки линий капусты пекинской на устойчивость на искусственном инфекционном фоне произведена дифференциация коллекции линий по генам устойчивости к киле. Это позволит использовать их в качестве доноров устойчивости при пирамидировании генов устойчивости.

1. Монахос Г.Ф., Монахос С.Г. Капуста пекинская Brassica rapa L.Em. Metzg. Ssp. Pekinensis (Lour.) Hanelt. Биологические особенности, генетика, селекция и семеноводство: Монография. – М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2009. – 182 с.

2. Нгуен М.Л., Монахос Г.Ф., Комахин Р.А., Монахос С.Г. Новый локус устойчивости к киле в хромосоме А05 капусты пекинской (Brassica rapa L.) // Генетика-2018. – Т. 54, № 3. – С. 306–315.

3. Производство гибридных семян овощных культур: Учебное пособие / М.С. Бунин, Г.Ф. Монахос, В.И. Терехова. – М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2011. – 182 с.

4. Савченко В.К. Метод оценки комбинационной способности генетически разнокачественных наборов родительских форм // Методики генетико-селекционного и генетического эксперимента. – Минск, 1973. – С. 48–77.

5. Турбин Н.В., Хотылева Л.В., Тарутина Л.А. Диаллельный анализ в селекции растений. – Минск: Наука и техника, 1974. – С. 5–20.

6. Buczacki S., Toxopeus H., Mattusch P., Johnston T., Dixon G. & Hobolth L. Study of physiologic specialization in Plasmodiophora brassicae: proposals for attempted rationalization through an international approach // Trans. Br.mycol. Soc. – 1975. – P. 295–303.

7. Griffing B.А. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems // Australian J. Biol. Sci. – 1956 – Vol. 9. – P. 463–493.

8. Hatakeyama K, Niwa T., Kato T., Ohara T., Kakizaki T. & Matsumoto S.(2017). The tandem repeated organization of NB-LRR genes in the clubroot-resistant CRb locus in Brassica rapa L. // Molecular genetics and genomics. – 2017. – № 292 (2). Рр. 397–405.

9. Kato T., Hatakeyama K., Fukino N. & Matsumoto S. Identificaiton of a clubroot resistance locus conferring resistance to a Plasmodiophora brassicae classified into pathotype group 3 in Chinese cabbage (Brassica rapa L.) // Breed. Sci. – 2012. – № 62. Рр. 282–287.

10. Kuginuki Y., Ajisaka H., Yui M. et al. RAPD markers linked to a clubroot-resistance locus in Brassica rapa L. // Euphytica. – 1997. – Pр. 149–154.

11. Murray M.G. and Thompson W.F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA // Nucl. Acid. Res. – 1980. – № 8. – Рр. 4321–4325.

12. Sprague G.F., Tatum L.A. General vs. specific combining ability in single crosses of corn // Jour. Amer. Soc. Agr. – 1942. – Vol. 34. – Pр. 923–932.

13. Ueno H. et al. Molecular characterization of the Cra gene conferring clubroot resistance in Brassica rapa // Plant molecular biology. – 2012. – № 80. Рр. 621–629.

14. Voorips R.E. and Visser D.L. Examination of resistance to clubroot in accessions of Brassica oleracea using a glasshouse seeding test. // Neth. J.PI. Pathol. – 1993. – № 99. – Рp. 269–276.

15. Wallenhammar A.C. Prevalence of Plasmodiophora brassicae in spring oil-seed rape growing area in Central Sweden and factors influencing soil infestation levels // Plant Pathol. – 1996. – № 45. – Pр. 710–719.

16. Wenjing R., Zhiyuan L., Fengqing H., Bin Z., Xing L., Zhiyuan F., Limei Y., Mu Z., Honghao L., Yumei L., Yong W., Hailong Z. Yangyong Utilization of Ogura CMS germplasm with the clubroot resistance Y. gene by fertility restoration and cytoplasm replacement in Brassica oleracea L. // Hortic Res. – 2020. – № 7. – Р. 61. PMC7193625. Doi: 10.1038/s41438–020–0282–8.

17. Yoshikawa H. Studies on breeding of clubroot resistance in cole crops // Bull Natl Res Inst Veg Ornam Plants Tea Jpn Ser A. – 1993. – № 7. – Рр. 1–165.

18. Zhu M., Yang L., Zhang Y., Zhuang M., Ji J., Hou X., Li Z., Han F., Lv H. & Wang Y. Introgression of clubroot resistant gene into Brassica oleracea L. from Brassica rapa based on homoeologous exchange // Horticulture Research. – 2022. – № 9.