Investigation of late blight resistance of Solanum demissum origin in potato cv. White Lady with the help of molecular markers and linkage map  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
76485
Type K
Principal investigator Polgár, Zsolt
Title in Hungarian A White Lady burgonyafajta - Solanum demissum eredetű - fitoftóra rezisztenciájának vizsgálata molekuláris markerek és kapcsoltsági térkép segítségével
Title in English Investigation of late blight resistance of Solanum demissum origin in potato cv. White Lady with the help of molecular markers and linkage map
Keywords in Hungarian burgonya, rezisztencia nemesítés, burgonya fitoftóra, molekuláris markerek, kapcsoltsági térkép
Keywords in English potato, resistance breeding, potato late blight, molecular markers, linkage map
Discipline
Plant biotechnology (Council of Complex Environmental Sciences)70 %
Plant breeding (Council of Complex Environmental Sciences)30 %
Panel Plant and animal breeding
Department or equivalent Centre of Agricultural Sciences Potato Research Centre (University of Pannonia)
Participants Cernák, István
Szaszkóné dr. Decsi, Kincső
Taller, János
Wolf, István
Starting date 2009-01-01
Closing date 2012-12-31
Funding (in million HUF) 21.105
FTE (full time equivalent) 4.88
state closed project
Summary in Hungarian
A burgonya egyik legveszélyesebb betegsége a burgonyavész, melynek kórokozója a Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. Az ellene való védekezésben a rezisztencianemesítés jelenti a leginkább környezetkímélő, és legstabilabb megoldást. A hagyományos nemesítési munkát kiegészítve napjainkban előtérbe kerülnek azok a molekuláris genetikai vizsgálatok, melyek elsődleges célja a kórokozó ellen rezisztenciát biztosító gének kutatása. A keszthelyi nemesítésű, fitoftóra rezisztens White Lady fajta vizsgálata azért időszerű, mert a nemesítési programokban kulcsszerepet betöltő anyavonal valószínűsíthetően a kórokozó 5-ös és 8-as rasszával szembeni - viszonylag ritka - rezisztencia géneket hordozza. A szakirodalomban az 5-ös és 8-as rasszok elleni rezisztencia molekuláris vizsgálatával foglalkozó publikációkkal ez idáig nem találkoztunk. Jelen kutatási program célja a rezisztencia tulajdonsághoz kapcsolt RAPD markerek keresése, azok SCAR markerekké való alakítása majd ezek felhasználása egy kapcsoltsági térkép szerkesztésében. A térkép a későbbiekben alkalmas lehet a rezisztencia gén/gének izolálására, maguk a markerek pedig növelve a szelekciós munka hatékonyságát segíthetik az új, fitoftóra rezisztens fajták előállítását célzó nemesítési programot.
Summary
One of the most dangerous disease of potato is late blight caused by the pathogen Phytophtora infestans (Mont.) de Bary. In the protection against late blight the most environmental-friendly and most stable solution is the breeding for resistance. Recently in addition to the traditional breeding methods, molecular genetic techniques, having the goal to investigate genes providing races specific resistance came to the front. Investigation of the resistance in variety White Lady– bred at Keszthely - is very timely, because the variety as a mother line plays a major role in current breeding programmes and presumably carries the rear resistance gene(s) R5 and/or R8. In the international literature there are no references available about mapping the R5 and R8 loci. The aim of this research project is the identification of RAPD markers linked to the resistance, conversion of the markers into SCAR markers, and finally the use of SCAR markers in the creation of a linkage map. In the future this map can be utilised for the isolation of the resistance gene(s), and the markers by increasing the efficiency of the selection process can help in the breeding of new varieties having resistance to late blight.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A pályázat célja a saját nemesítésű White Lady fajta fitoftóra rezisztenciájának vizsgálata volt, mesterséges fertőzési és molekuláris genetikai vizsgálatokkal. A keszthelyi fajták fajták fő rezisztenciaforrása a Solanum demissum vad faj, amely 11 különböző rezisztencia gént hordoz (R1-R11). Előzetes eredményeink alapján a White Lady széleskörű rezisztenciával rendelkezik a fitoftóra fertőzésével szemben, azonban a rezisztenciáért felelős gének nem ismertek. A pályázat célja volt a White Lady fajta S. demissum eredetű fitoftóra rezisztencia génjeinek meghatározása, a gének térképezése, valamint kapcsolt markerek fejlesztése. Különböző fitoftóra izolátumokkal való mesterséges fertőzéssel megállapítottuk, hogy a White Lady rezisztenciájáért nagy valószínűséggel az R5-ös gén a felelős. Tesztkeresztezés utódainak elemzésével megállapítottuk, hogy a gén szimplex formában van jelen a fajtában. Molekuláris genetikai vizsgálatokkal igazoltuk, hogy a White Lady fajta az R5 génen kívül az R2, R3a és R3b, korábban már klónozott géneket is hordozza, míg R1 és R8 géneket nem. Kapcsoltsági térkép vizsgálati eredményeink szerint az R5 gén valószínűleg az V. kromoszómán helyezkedik el, azonban hozzá kapcsolt markert nem sikerült kifejlesztenünk. Az R2, R3a, R3b gének kimutatása ugyanakkor lehetőséget ad ezen gének marker alapú szelekciójára, amivel lényegesen hatékonyabbá tehető a fitoftórával szemben rezisztencia-nemesítés, megőrizhető a Központ kedvező nemzetközi versenyhelyzete.
Results in English
The task of the project was to evaluate the late blight resistance of potato cv. White Lady by artificial infection and molecular genetic studies. The main source of late blight resistance of Keszthelys bred varieties is the wild species Solanum demissum that carries 11 different resistance genes to this pathogen (R1-11). Earlier studies showed that White Lady possess wide range of resistance to late blight, however the genes responsible for the resistance were not known. The goal of the project was to determine the S. demissum based resistance genes of White Lady, mapping of the genes and development of molecular markers. By artificial infections with different Phytophtora isolates we proved that most probably the gene R5 is responsible for the resistance in White Lady. Evaluating progenies of test crosses we proved that this gene is in simplex format in this variety. It was proved by molecular studies that above the gene R5, White Lady carry the genes of R2, R3a and R3b while not the gene R1 and R8. Based on our study with a highly saturated genetic map the R5 gene is most probably localized on chromosome V, however we were not able to develop linked markers to this gene yet. By the way the identification of the genes of R2, R3a and R3b gives an opportunity for the molecular selection of these genes in breeding lines making more effective the late blight resistance breeding of the Centre and helps to keep its international competitiveness.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=76485
Decision
Yes





 

List of publications

  
Decsi K. – Mousapour G. A. – Taller J. – Cernák I. – Wolf I. – Polgár Zs.: Burgonya fitoftóra rezisztencia gén molekuláris markerezése és térképezése, IX. Magyar Genetikai Kongresszus és XVI. Sejt- és Fejlődésbiológiai Napok, Siófok 206-207. Program összefoglalók 206-207. o. ISBN 978-963-88019-4-4, 2011
Zs. Polgár - K. Decsi - I. Cernák – A. G. Mousapour - I. Wolf: Molecular markering and mapping of a potato late blight resistance gene, XVIII. Triennial Conference of the European Association for Potato Research. Abstracts of Papers and Posters, pp. 203. (poster), July 24-29, 2011 Oulu, Finland, 2011
D. Andrivon, J. Avendaño-Córcoles, A. M. Cameron, S. F. Carnegie, L. R. Cooke,R. Corbière, D. Detourné, L. J. Dowley, D. Evans, K. Forisekova, D. G. Griffin, A. Hannukkala, A. K. Lees, R. Lebecka, F. Niepold, Z. Polgar, D. S. Shaw, J. Thompson, B. Trognitz, H. M. G. van Raaij, E. Zimnoch-Guzowska: Stability and variability of virulence of Phytophthora infestans assessed in a ring test across European laboratories, Plant Pathology. 11/2010; 60(3):556 - 565. DOI:10.1111/j.1365-3059.2010.02392.x, 2010
Gorji A.M.,. P. Poczai,. Z. Polgar, J. Taller: Efficiency of Arbitrarily Amplified Dominant Markers (SCOT, ISSR and RAPD) for Diagnostic Fingerprinting in Tetraploid Potato., American Journal of Potato Research: Vol 88, No 3. pp. 226-237. DOI: 10.1007/s12230-011-9187-2, 2011
Gorji A. M., K. K. Matyas, Z. Dublecz, K. Decsi, I. Cernak, B. Hoffmann, J. Taller, Z Polgar: In Vitro Osmotic Stress Tolerance in Potato and Identification of Major QTLs, Am. J. Pot. Res. 89:453–464, DOI 10.1007/s12230-012-9268-x, 2012
Cernák I. - Decsi K. – A. G. Mousapour – R. Ahmadvand - Wolf I. - Taller J. - Polgár Zs.: Molekuláris markerek alkalmazása a burgonya biotikus stresszekkel szembeni ellenállóságának javításában, LIII. Georgikon Napok, Keszthely, 2011. szeptember 28-30. Kivonat-kötet 46. o. ISBN 978-963-9639-43-0, 2011
Decsi K., Cernák I., Bánfalvi Z., Korom E., Wolf I., Vaszily Z., Taller J., Polgár Z.: Marker assisted selection of the Solanum stoloniferum based PVY resistance in the breeding material of Keszthely., ScienceMED, vol.3, issue 3. p.215-219. ISBN 978-88-7587-648-7, 2012
Hainjafar R., Polgar Z., Taller J.: Next generation sequencing based identification of late blight resistance genes in potato., XXIII. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum, előadás, Abstract megjelenés alatt, 2013
Hajianfar R, K. Decsi, B. Kolics, J. Taller, Z. Polgar, I. Wolf: Study on resistance genes to potato late blight in the White Lady variety, LIV. Georgikon Napok, Keszthely, 2012 október 11-12, Kivonat-kötet, 60. oldal, ISBN 978-963-9639-47-8, 2012
Cernák I., Decsi K., Yasin M.A., Gorji A.M., Ahmadvand R., Wolf I., Taller J, Polgár Zs.: Referenciaként használható kapcsoltsági térkép szerkesztése tetraploid burgonyában., XVIII. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest, 2012 március 6., Összefoglalók: 67. o. ISBN 978-963-8351-38-8, 2012
Decsi K., Cernák I., Yasin M.A., Wolf I., Taller J., Polgár Zs: Kapcsoltsági térkép szerkesztése és fitoftóra rezisztencia gén markerezése burgonyában., XVIII. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest, 2012 március 6., Összefoglalók: 68. o. ISBN 978-963-8351-38-8, 2012
Polgár Zsolt: A hazai burgonyanemesítés helyzete, legújabb eredményei, XVIII. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest, 2012 március 6., plenáris előadás, Összefoglalók: 13. o. ISBN 978-963-8351-38-8, 2012
Polgár Zs., Wolf I., Vaszily Zs., Tömösköziné Farkas R., Gergely L.: A biotikus és abiotikus stresszekkel szembeni rezisztencianemesítés legújabb eredményei burgonyában, XVII. Növénynemesítési Tudományos Napok, Budapest, 2011 április 27., előadás, Összefoglalók: 49. o. ISBN 978-963-08-1235-1, 2011
Milkiyas Ahmed Yasin: Genetic Analysis and Construction of Linkage Map for Resistance to Late Blight in Tetraploid Potato (Solanum tuberosum)., Tudományos Diákköri dolgozat, ITDK I. helyezés, 2011



Back »