DNA marker identification of Rpv3 downy mildew resistance gene in seedless grape varieties

E T Ilnitskaya,S V Tokmakov,M V Makarkina

doi:10.30901/2658-6266-2019-3-o4

Abstract

Table grapes are a valuable dietary product. Seedless grapes are in high demand among consumers. For this reason, the breeding of seedless varieties is one of the popular trends in modern viticulture, along with the production of environmentally friendly products. Downy mildew (Plasmopara viticola(Berk. & M.A. Curtis) Berl. & De Toni) is one of the most common fungal diseases of the grapevine. Most downy mildew resistant grape accessions belong to North American species likeVitis aestivalisMichx.,V. berlandieriPlanch.,V. cinerea(Engelm. ex A. Gray) Engelm. ex Millard,V. ripariaMichx.,V. rupestris Scheele, etc. The search for donors of resistance genes is an urgent task.Rpv3is one of the most significant resistance genes from a number of North American grape varieties. The aim of this work is to identify the downy mildew resistance geneRpv3in seedless grape varieties by means of DNA-marker analysis. The grape varieties with rudimentary development of seed in berries and with North American species in the pedigree were chosen as the object of the study. The varieties “Dunavski lazur” and “Seyve Villard 12-375” with reference alleles were used as the positive control, whileV. viniferaL. was used as the negative control. UDV305 and UDV737 DNA-markers were used in this study to identify the allelic type of theRpv3gene. The work was performed using the polymerase chain reaction. The reaction products were separated by capillary electrophoresis using the ABI Prism 3130 automatic genetic analyzer. Evaluation of the results was done using the GeneMapper and PeakScanner software. Functional alleles of the downy mildew resistance geneRpv3were revealed in grape varieties “Kishmish zaporozhskiy”, “Lady Patricia”, “Remaily seedless”, “Pamyati Smirnova” and “Shayan”.Rpv3299-279, one of the seven known haplotypes, was identified in all the varieties. The pedigree analysis of the studied varieties indicated that the parental forms – “Seyve Villard” and “Seibel” hybrids – are presumably the donors of the gene. Grape accessions with the identifiedRpv3gene can be used in seedless varieties breeding as donors of resistance to downy mildew.

Highlights

Прозрачность финансовой деятельности / The transparency of the financial activities Авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах
Most downy mildew resistant grape accessions belong to North American species like Vitis aestivalis Michx., V. berlandieri Planch., V. cinerea
The grape varieties with rudimentary development of seed in berries and with North American species in the pedigree were chosen as the object of the study

Summary

Материалы и методы

В исследования были включены бессемянные сорта винограда Анапской ампелографической коллекции, которые, согласно анализу их родословных, могли бы нести ген устойчивости, поскольку в исходных родительских формах присутствуют североамериканские виды (Таблица). В качестве положительного контроля использовали формы, несущие референсные аллели, а именно сорта Дунавски лазур и Сейв Виллар 12-375 (СВ 12-375) (Di Gaspero et al, 2012). В качестве условно отрицательного контроля использовали растения вида V. vinifera. Образцы ДНК выделяли из молодых верхушек побегов растений, экстракцию ДНК осуществляли с помощью буфера на основе ЦТАБ (цетилтриметиламмоний бромида) (Rogers, Bendich, 1985). Последовательность праймерных олигонуклеотидов синтезирована согласно литературным данным (Di Gaspero et al, 2012). Прямые праймеры были синтезированы с флуоресцентной меткой TAMRA («Синтол», Россия). Амплификацию осуществляли с использованием прибора BioRad. Образцы-контроли были использованы для корректировки размеров фрагментов, полученных в ходе ПЦР анализа. Разделение продуктов реакции методом капиллярного электрофореза и оценка результатов проведены с использованием автоматического генетического анализатора ABI Prism 3130 и специального программного обеспечения GeneMapper и PeakScanner

Результаты и обсуждение

Кишмиш чёрный