МОЛЕКУЛЯРНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛИМОРФИЗМА РАС-ДИФФЕРЕНЦИАТОРОВ Phytophthora infestansстатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 6 октября 2021 г.
Аннотация:Фитофтороз, возбудителем которого является оомицет Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, остается серьезной агрономической и экономической проблемой в картофелеводстве. Традиционная классификация специализированных рас Phytophthora infestans основана на 11 генах устойчивости ( R -генах), перенесенных из Solanum demissum в культурный картофель S. tuberosum. Выборку сортов картофеля, каждый из которых несет один из этих R -ге-нов, называют набором растений-дифференциаторов Мастенброка-Блека. Этот набор используют для определения генов вирулентности ( r -генов) в изолятах и штаммах P. infestans. Коллекции таких индивидуальных штаммов поддерживают в качестве рас-дифференциаторов для выявления R -генов у культурных и дикорастущих растений Solanum. Хотя расы-диф-ференциаторы широко применяются в селекции картофеля на устойчивость к фитофторозу, они все еще недостаточно исследованы молекулярными методами. В настоящей работе мы изучали полиморфизм рас-дифференциаторов Phytophthora infestans, поддерживаемых в коллекции Всероссийского НИИ фитопатологии (Московская обл.). Для этого расы исследовали методом микросателлитного анализа по 12 геномным локусам; кроме того, провели сравнительный структурный анализ трех Avr генов, клонированных после ПЦР-амплификации геномной ДНК P. infestans. Геномную ДНК выделяли из 11 простых и сложных рас (1; 3; 4; 10; 11; 1.2; 1.3; 1.4; 1.2.3; 1.2.4; 1.2.3.4) и изолята 161, который содержал все 11 генов вирулентности. Нуклеотидные последовательности трех Avr генов депонировали в GenBank NCBI (National Center for Biotechnology Information, США) и сопоставили с другими хранящимися в нем последовательностями. Генотипирование рас-дифференциаторов P. infestans показало, что они резко отличаются от референтных A1 штаммов и высокоагрессивных линий, доминировавших в последние годы в Западной и Центральной Европе. SSR кластеры рас-дифференциаторов не согласовались с профилями r- генов. Гены ipiO (распознаются геном устойчивости RB / Rpi-blb1 растений S. bulbocastanum и его ортологом Rpi-sto1 S. stolo-niferum ), а также Avr3a и Avr4 (соответствуют генам R3a и R4 S. demissum ) были обнаружены во всех исследованных изолятах P. infestans. Каждый ген был представлен несколькими аллелями. Сложный состав Avr генов противоречит традиционным представлениям о «простых» моногенных расах. В случае ipiO (номера последовательностей в GenBank KP308170-KP308174, KF154431-KF154433 и KF154434-KF154439) раса 1 была представлена аллелями I и II классов, в то время как расы 3 и 4 содержали только гены I класса. Ни в одной из этих рас не был обнаружен ген ipiO наиболее вирулентного III класса. Вирулентный аллель Avr3a_EM был найден у всех исследованных рас, а авирулентный аллель Avr3а_KI - только у рас 1, 3 и 1.2.3 (номера последовательностей KF154421-KF154426, KF154430, KP317568, KP317572, KP317580-KP317584, KP317588, KP317589). Ген Avr4 клонировали из рас-диф-ференциаторов 1, 3, 1.4 и 11 (KF188215-KF188223). Все эти расы содержали вирулентный аллель, а раса 11 несла вирулентный и авирулентный аллели. Результаты молекулярного и фитопатологического анализа Avr и r генов сходились лишь у 30 % рас. Причинами этих расхождений могли стать накопление мутаций в Avr генах рас-дифференциаторов в процессе их длительного поддержания в коллекции и более сложный состав R генов у растений-диф-ференциаторов, на которых эти расы изначально отбирались.