Identyfikacja genów odporności na rdzę brunatną Lr19 i Lr50 w polskich materiałach hodowlanych pszenicy ozimej

• Autorzy: Tomkowiak A. , Kurasiak-Popowska D. , Kiel A. , Weigt D. , Nawracala J. , Mikolajczyk S. , Niemann J.

Warianty tytułu

EN

Identification of brown rust resistance genes LR19 and IR50 in Polish winter wheat breeding material

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Groźnym patogenem atakującym pszenicę w Polsce jest Puccinia recondita f. sp. tritici powodująca rdzę brunatną. Jak wynika z badań prowadzonych w ostatnich latach, najlepszym sposobem na zapewnienie pszenicy dobrej ochrony jest hodowla odpornościowa. Dzięki wprowadzeniu do upraw odmian odpornych obniża się ich koszt, przy jednoczesnym ograniczeniu ilości stosowanych pestycydów. Genem niosącym dużą odporność w warunkach Polski jest gen Lr19. Odporność odmian można również zwiększyć, krzyżując je z odmianami zawierającymi gen Lr50. Celem pracy było zidentyfikowanie markerów Xwmc221 oraz Xgdm87 dla genów odporności na rdzę brunatną Lr19 i Lr50 wśród polskich odmian znajdujących się w badaniach porejestrowego doświadczalnictwa odmianowego (PDO). Marker Xwmc221 sprzężony z genem Lr19 został zidentyfikowany zarówno w materiałach referencyjnych, jak i w odmianach: Belissa, Bogatka, Figura, Legenda, Markiza, Muszelka, Ostroga oraz Tulecka. Marker Xgdm87 sprzężony z genem Lr50 został zidentyfikowany w polskich odmianach pszenicy ozimej Arkadia oraz Astoria. Potwierdzono również jego obecność w materiałach referencyjnych.

EN

Puccinia recondita f. sp. tritici causing brown rust is dangerous pathogen infesting wheat in Poland. The best method to provide good protection for wheat is breeding for resistance. The introductions of resistant cultivars reduce their cost and decrease the amounts of applied pesticides. The resistance gene Lr19 is effective under Polish conditions. Resistance of cultivars may also be improved by crossing them with cultivars containing the Lr50 gene. The aim of this study was to identify the Xwmc221 and Xgdm87 markers for brown rust resistance genes Lr19 and Lr50 using the molecular PCR-SSR technique. The study was conducted on 15 Polish winter wheat cultivars investigated by PDO (variety recommendation) in 2014, 2 reference cultivars for the Lr19 gene: cv. Agatha and GSTR, as well as 2 reference cultivars for the Lr50 gene: KS96WGRC36 and Tam 107 – resistant to brown rust. Reference materials were provided by the National Small Grains Collection, the Agriculture Research Station in Aberdeen, USA. Isolation of DNA was run using the DNA isolation Genomic Mini AX PLANT kit by A&A BIOTECHNOLOGY following the procedure recommended by the manufacturer. Amplification of SSR-PCR markers was run using the TProffesional Basic Gradient Thermocycler. Electrophoresis was run in 2.5% agarose gel. Visualisation was performed in a High Performance UV Transilluminator UVP. Images were archivised using the KTE–Video system. The Xwmc221 marker linkaged with the Lr19 gene was identified both in reference cultivars as well as Polish cultivars: Belissa, Bogatka, Figura, Legenda, Markiza, Muszelka, Ostroga oraz Tulecka. The Xgdm87 marker linkaged with the Lr50 gene was identified in Polish winter wheat cultivars Arkadia and Astoria, while it was also found in the reference materials. Cultivar Arkadia was entered in the National Register in 2011, whereas cv. Astoria in 2012.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2016
• Tom: 584
• Opis fizyczny: s.95-102,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Tomkowiak A.

• Katedra Genetyki i Hodowli Roślin, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Dojazd 11, 60-632 Poznań

autor

Kurasiak-Popowska D.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań

autor

Kiel A.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań

autor

Weigt D.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań

autor

Nawracala J.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań

autor

Mikolajczyk S.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań

autor

Niemann J.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań

Bibliografia

• Arseniuk E. 2007. Wsparcie nauki dla hodowli zbóż. Agro Serwis 3, 5–9.
• Artyszak A. 2006. Technologia produkcji pszenicy ozimej. Wyd. I. Przedsiębiorstwo Wydawnicze Rzeczpospolita S.A., Warszawa.
• Brown-Guedira G.L., Singh S., Fritz A.K., 2003. Performance and mapping of leaf rust resistance transferred to wheat from Triticum timopheevii subsp. americanum. Phytopatology 93(7), 784–789.
• Chełkowski J., Stępień Ł., Strzembicka A., 2005. Ocena podatności pszenicy ozimej na rdzę brunatną oraz poszukiwanie źródeł odporności. Acta Agrobot. 58(1), 143–152.
• Czembor P.Cz., Pietrusińska A., 2005. Zastosowanie selekcji wspomaganej markerami molekularnymi do wprowadzenia genu Lr50 odporności na rdzę brunatną (Puccinia recondita f. sp. tritici) do pszenicy. Biul. IHAR 236, 41–48.
• Gupta S.K., Charpe A., Prabhu K.V., Haque Q.M.R., 2006. Identification and validation of molecular markers linked to the leaf rust resistance gene Lr19 in wheat. Theor. Appl. Genet. 113(6), 1027–1036.
• Hanif Z., Swati Z.A., Khan I., Hassan G., Marwat K.B., Ali S., Khan M.I. 2008. RAPD and SSR analysis of wild oats (Avena species) from North West frontier Province of Pakistan. African Journal of Plant Science 2(11), 133–139.
• Korbas M., 2007. Program ochrony pszenicy na rok 2007. Plantpress, Kraków.
• Kowalczyk K., Okoń S., Leśniowska-Nowak J., Nowak M., 2009. Wykorzystanie genów odporności na rdzę brunatną Lr19, Lr21 i Lr35 w programach hodowlanych pszenicy zwyczajnej w Polsce. ZPPNR 542, 255–260.
• Kowalczyk K., Okoń S., Leśniowska-Nowak J., Nowak M., 2012. Using of DNA markers for selection of common wheat in Polish breeding programmes. W: EWAC – The European Cereals Genetic Co-operative: Eucarpia Cereals Section. The 15th International EWAC Conference, 7–11 November 2011. Novi Sad, Serbia, 22.
• Kryczyński S., Weber Z., Paduch-Cichal E., Schollenberger M., Wakuliński W., Werner M., Fiedorowicz Z., Irzykowska L., Karolewski Z., Mirzwa-Mróz E., Sala-Rejczak K., Szyndel M., Gołębniak B., Jeżewska M., Kosiada T., Majewski T., 2011. Fitopatologia. Tom II. Choroby roślin uprawnych. Wyd. I. PWRiL, Poznań.
• Kumar J., Mir R.R., Kumar N., Kumar A., Mohan A., Prabhu K.V., Balyan H.S., Gupta P.K., 2010. Marker-assisted selection for pre-harvesting sprouting tolerance and leaf rust resistant in bread wheat. Plant Breed. 129, 617–621.
• Leśniowska-Nowak J., Grądzielewska A., Majek M., 2013. Identyfikacja genów odporności na rdzę brunatną w wybranych europejskich odmianach pszenicy zwyczajnej oraz opracowanie warunków Multiplex PCR. Annales UMCS Sec. E, Agriculture 68(3), 20–28.
• McIntosh R.A., Devos K.M., Dubcovsky J., Rogers W.J., Morris C.F., Appels R., Anderson O.D., 2005. Catalogue of Gene Symbols for Wheat. 2005 Supplement. NBPP. Pobrane z https:// shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/macgene/supplement2005.pdf.
• Najewski A., 2014. Pszenica zwyczajna ozima. Wyniki porejestrowych doświadczeń odmianowych 2014. W: Wyniki porejestrowych doświadczeń odmianowych. Zboża ozime 2014. COBORU, Słupia Wielka, 113, 17–40.
• Nawracała J., 2004. Genetyka pszenicy. W: Zarys genetyki zbóż. Jęczmień, pszenica, żyto. Red. A.G. Górny. Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań, 264–271.
• Nelson J.C., Singh R.P., Autrique J.E., Sorrells M.E., 1997. Mapping genes conferring and suppressing leaf rust resistance in wheat. Crop Sci. 37, 1928–1935.
• Niemirowicz-Szczytt K., Bartoszewski G., Gniewosz M., Orczyk W., Zwierzchowski L., Dąbrowski Z., Grabowski M., Linkiewicz A., Zimny J., Sowa S., Filipecki M., 2012. GMO w świetle najnowszych badań. Wyd. I. Wydawnictwo SGGW, Warszawa.
• Okoń S., Matysik P., Nita Z., Bichoński A., Rubrycki K., Woźna-Pawlak U., Kowalczyk K., 2012. Identyfikacja genu Lr19 odporności na rdzę brunatną w polskich liniach pszenicy zwyczajnej (Triticum aestivum L.). Annales UMCS, Sec. E, Agricultura 67(3), 39–43.
• Strzębicka A., Czajkowski G., Karska K., 2013. Charakterystyka materiałów hodowlanych pszenicy ozimej pod względem odporności na rdzę brunatną (Puccinia triticina). Biul. IHAR 286, 7–14.
• Tomkowiak A., Pawlak D., Nawracała J., Kurasiak-Popowska D., Weigt D., Mikołajczyk S., Niemann J., Pluta M., 2015. Identyfikacja genu odporności na rdzę brunatną (Puccinia recondita) z wykorzystaniem markera Xgdm87 w polskich odmianach pszenicy ozimej. Prog. Plant Prot. 55(4), 381–385.
• Woźniak-Strzębicka A., 1997. Rdza brunatna pszenicy – genetyczne podstawy odporności. Biul. IHAR, 245.