Wykorzystanie markerów molekularnych do wprowadzania genów odporności na rdzę brunatną (Puccinia recondita f. sp. tritici) i mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. tritici) do pszenicy ozimej

Aleksandra Pietrusińska

a.pietrusinska@ihar.edu.pl
Pracownia Genetyki Stosowanej, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — Państwowy Instytut Badawczy, Radzików (Poland)

Abstrakt

Wykorzystując selekcję wspomaganą markerami molekularnymi do odmiany pszenicy Lexus wprowadzono geny odporności Lr41 na rdzę brunatną oraz Pm21 na mączniaka prawdziwego. Jako źródło odporności na rdzę brunatną w badaniach wykorzystano heksaploidalną linię WGRC10, warunkowaną dominującym genem Lr41 pochodzącym z diploidalnej dzikiej pszenicy Triticum tauschii (syn. Aegilops squarrosa). Jako źródło odporności na mączniaka prawdziwego w badaniach zastosowano linię translokacyjną 6VS/6AL Yangmai 5 z dominującym genem Pm21 pochodzącym od Dasypyrum villosum (syn. Haynaldia villosa). Do identyfikacji genu Lr41 wykorzystano pięć markerów mikrosatelitarnych SSR: Gdm35, Barc124, Gwm261, Gwm296 oraz Gwm210. Natomiast w celu wyselekcjonowania obiektów roślinnych posiadających gen Pm21 posłużono się dwoma markerami SCAR (SCAR1250, SCAR1400) oraz markerem NAU/xibao. Ponadto, dla pierwszego pokolenia populacji mieszańcowej, za pomocą markerów AFLP, losowo rozproszonych w genomie pszenicy, oszacowano procentową zawartość genomu rodzica wypierającego (selekcja tła genetycznego). Dodatkowo w drugim oraz w trzecim pokoleniu populacji mieszańcowej do oceny reakcji na zakażenie przez P. recondita f. sp. tritici i B. graminis f. sp. tritici użyto jednozarodnikowych izolatów, wirulentnych do odmiany Lexus, natomiast awirulentnych do linii odpowiednio z genem Lr41 i Pm21. Przeprowadzona selekcja wspomagana markerami oraz selekcja fenotypowa pozwoliły na uzyskanie linii homozygotycznych pod względem odporności na oba patogeny.

Instytucje finansujące

Praca została częściowo sfinansowana ze środków 6 Programu ramowego UE BioExploit oraz grantu promotorskiego Nr NN310 147035

Słowa kluczowe:

Blumeria graminis, Puccinia recondita, Lr41, Pm21, piramidowanie genów

Bennett F. G. A. 1984. Resistance to powdery mildew in wheat: A review of its use in agriculture and breeding programmers. Plant. Pathol. 33: 279 — 300.
Google Scholar

Cao A. Z., Wang X. E., Chen Y.P., Zou X.W., Chen P. D. 2006. A sequence-specific PCR marker linked with Pm21 distinguishes chromosomes 6AS, 6BS, 6DS of Triticum aestivum and 6VS of Haynaldia villosa. Plant Breed. 125: 201 — 205.
Google Scholar

Chełkowski J., Koczyka G. 2005 a. Genomika i bioinformatyka roślin. Rozprawy i Monografie. IGR PAN, Poznań, str. 139 — 157.
Google Scholar

Chełkowski J., Stępień Ł., Strzembicka A. 2005 b. Ocena podatności pszenicy ozimej na rdzę brunatną oraz poszukiwanie źródeł odporności. Acta Agrobotanica 58 (1): 143 — 152.
Google Scholar

Chen S., Xu C. G., Lin X. H., Zhang Q. 2001. Improving bacterial blight resistance of `6078', an elite restorer line of hybrid rice, by molecular marker-assisted selection. Plant Breed. 120: 133 — 137.
Google Scholar

Chen X. M., Luo Y. H., Xia X. C., Xia L. Q., Chen X., Ren Z. L., He Z. H., Jia J. Z. 2005. Chromosomal location of powdery mildew resistance gene Pm16 in wheat using SSR marker analysis. Plant Breed. 124: 225 — 228.
Google Scholar

Czembor H. J. 2008. Odporność na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. hordei) odmian jęczmienia włączonych do badań rejestrowych w Polsce w latach 2004-2006. Biul. IHAR 248: 33 — 42.
Google Scholar

Flor H. H. 1955. Host-parasite interaction in flax rust its genetics and other implications. Phytopathology 45: 680 — 685.
Google Scholar

Górny, A.G. 2004. Zarys Genetyki Zbóż. Tom 1. Jęczmień, pszenica i żyto. Wyd. Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań, str.: 181 — 327.
Google Scholar

Higgins C. M., Hall R. M., Campbell P. R., Dietzgen R.G. 2000. PCR rescue and analysis of transgene sequences directly from crude extracts of transgenic embryos and plants. Plant Molecular Biology Reporter 18: 285a — 285g.
Google Scholar

Hospital F., Chevalet C., Mulsant P. 1992. Using markers in gene introgression breeding programs. Genetics 132: 1199 — 1210.
Google Scholar

http://ses.library.usyd.edu.au/bitstream.
Google Scholar

Huang X. Q., Röder M. S. 2004. Molecular mapping of powdery mildew resistance genes in wheat. Euphytica 137: 203 — 223.
Google Scholar

Kopahnke D., Nachtigall M., Ordon F., Steffenson B. J. 2004. Evaluation and mapping of a leaf rust resistance gene derived from Hordeum vulgare subsp. spontaneous. Czech J. Genet. Plant Breed. 40(3): 86 — 90.
Google Scholar

Kowalczyk K., Hsam S. L. K, Zeller F. J. 1998. Identification of powdery mildew resistance genes in common wheat (Triticum aestivum L. em. Thell.). XI. Cultivars grown in Poland. J. Appl. Genet. 39 (3): 225 — 236.
Google Scholar

Liu J., Liu D., Tao W., Li W., Wang S., Chen P., Cheng S., Gao D. 2000. Molecular marker-facilitated pyramiding of different genes for powdery mildew resistance in wheat. Plant Breed. 119: 21 — 24.
Google Scholar

Liu, Z., Sun, Q., Ni, Z., Yang, T. 1999. Development of SCAR markers linked to the Pm21 gene conferring resistance to powdery mildew in common wheat. Plant Breed. 118: 215 — 219.
Google Scholar

McIntosh R. A., Hart G. E., Devos K. M., Gale M. D., Rogers W. J. 1998. Catalogue of gene symbols for wheat. In: Slinkard A. E. (ed.). Proc. 9th Int. Wheat Genet Symp. 5: 13 — 72. Univ. Extension Press. University of Saskatchewan Saskatoon.
Google Scholar

McIntosh R. A., Wellings C. R., Park R. F. 1995. Wheat Rust: an atlas of resistance genes. CSIRO, Australia, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands.
Google Scholar

Mesterházy Á., Bartoš P., Goyeau H. 2000. European virulence survey for leaf rust in wheat. Agronomie 20: 793 — 804.
Google Scholar

Perugini L. D., Murphy J. P., Marshall D., Brown-Guedira G. 2008. Pm37, a new broadly effective powdery mildew resistance gene from Triticum timopheevii. Theor. Appl. Genet. 116: 417 — 425.
Google Scholar

Pestsova, E., Ganal, M.W., Röder, M.S. 2000. Isolation and mapping of microsatellite markers specific for the D genome of bread wheat. Genome 43: 689 — 697.
Google Scholar

Ribaut, J.M., Hoisington, D. 1998. Marker-assisted selection: new tools and strategies. Trends in Plant Science 3(6): 236 — 239.
Google Scholar

Röder M. S., Korzun V., Wendehake K., Plaschke J., Tixier M.H., Leroy, P., Ganal M.W. 1998. A microsatellite map of wheat. Genetics 149: 2007 — 2023.
Google Scholar

Servin B., Hospital F. 2002. Optimal positioning of markers to control genetic background in Marker Assisted Backcrossing. The Journal of Heredity 93(3): 214 — 217.
Google Scholar

Shamanin V., Morgounov A. 2009. Spring wheat breeding in western Siberia for resistance to leaf and stem rust. 12th International Cereal Rust and Powdery Mildews Conference, October 13–16, Antalya — Turkey. Abstract Book, str. 82.
Google Scholar

Singh S., Franks C. D., Huang L., Brown-Guedira G. L., Marshall D. S., Gill B. S. 2004. Lr41, Lr39, and a leaf rust resistance gene from Aegilops cylindrica may be allelic and are located on wheat chromosome 2DS. Theor. Appl. Genet. 108: 586 — 591.
Google Scholar

Somers D. J., Isaac P., Edwards K. 2004. A high-density microsatellite consensus map for bread wheat (Triticum aestivum L.). Theor. Appl. Genet. 109: 1105 — 1114.
Google Scholar

Song Q.J., Shi J.R., Singh S., Fickus E.W., Costa J. M., Lewis J., Gill B.S., Ward R., Cregan P. B. 2005. Development and mapping of microsatellite (SSR) markers in wheat. Theor. Appl. Genet. 110: 550 — 560.
Google Scholar

Sun, X., Bai, G., Carver, B.F. 2009. Molecular markers for wheat leaf rust resistance gene Lr41. Mol Breeding 23: 311 — 321.
Google Scholar

Tanskley S. D., Young, N. D., Paterson A. H., Bonierbaale M. W. 1989. RFLP mapping in plant breeding: new tools and old science. Biotechnology 7: 257 — 264.
Google Scholar

Tyrka, M., Chełkowski, J. 2003. Enhancing the resistance of triticale by using genes from wheat and rye. J. Appl. Genet. 45(3): 283 — 295.
Google Scholar

Vos P., Hogers R., Bleeker M., Reijans M., Lee T., Hornes M., Frijters A., Pot J., Peleman J., Kuiper M., Zabeau M. 1995. AFLP: a new technique for DNA fingerprinting. Nucleic Acids Research 23(21): 4407 — 4414.
Google Scholar

Woźniak-Strzembicka, A. 2003. Wirulencja populacji Puccinia recondita f. sp. tritici w Polsce w latach 1998–2001. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 230: 109 — 117.
Google Scholar

www.pin.org.pl.
Google Scholar

Xue, F., Duan, X., Zhai, W., Zhou, Y., Ji, W. 2009. Microsatellite mapping of the powdery mildew resistance gene in two Chinese landraces of wheat (Triticum aestivum L. em. Thell) Mazhamai and Xiaobaidong. 12th International Cereal Rust and Powdery Mildews Conference, October 13-16, Antalya — Turcja. Abstract Book.
Google Scholar

Yildirim A., Sakin M., Karadag Y., Gokmen S., Kandemir N., Akkaya M. S., Yildirim F. 2004. Genetic marker mediated transfer of an alien gene, Pm21, into wheat conferring resistance to powdery mildew. Biotechnol. & Biotechnol. Eq. 18(2): 15 — 19.
Google Scholar

Pobierz


Opublikowane
06/30/2010

Cited By / Share

Pietrusińska, A. (2010) „Wykorzystanie markerów molekularnych do wprowadzania genów odporności na rdzę brunatną (Puccinia recondita f. sp. tritici) i mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. tritici) do pszenicy ozimej”, Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, (256), s. 31–54. doi: 10.37317/biul-2010-0030.

Autorzy

Aleksandra Pietrusińska 
a.pietrusinska@ihar.edu.pl
Pracownia Genetyki Stosowanej, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — Państwowy Instytut Badawczy, Radzików Poland

Statystyki

Abstract views: 79
PDF downloads: 62


Licencja

Prawa autorskie (c) 2010 Aleksandra Pietrusińska

Creative Commons License

Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.

Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:

  1. Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
  2. Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
  3. Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
  4. Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
  5. Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
  6. Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
  7. Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.

Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:

  1. Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
  2. Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
  3. Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
  4. Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
  5. Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.

Inne teksty tego samego autora

1 2 > >>