Progress in Plant Protection

Molecular analysis of resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. tritici) of selected winter wheat genotypes analyzed in post-registration variety testing
Molekularna ocena odporności na mączniaka prawdziwego zbóż i traw (Blumeria graminis f. sp. tritici) wybranych genotypów pszenicy ozimej analizowanych w doświadczeniach porejestrowych

Justyna Szwarc, e-mail: justyna.szwarc@up.poznan.pl

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

Danuta Kurasiak-Popowska, e-mail: danuta.kurasiak-popowska@up.poznan.pl

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

Agnieszka Tomkowiak, e-mail: agatom@up.poznan.pl

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

Roksana Skowrońska, e-mail: roksana.skowronska@up.poznan.pl

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Genetyki i Hodowli Roślin, Dojazd 11, 60-632 Poznań, Polska
Streszczenie

The aim of this study was to identify powdery mildew resistance genes in winter wheat cultivars obtained from Post-registration Variety Testing (PDO). The research material contained leaves of 46 winter wheat cultivars, obtained from post-registration cultivar testing field trials in Choryń, conducted by Danko Hodowla Roślin. Primers designed based on the markers Xcfd81 (Pm2 gene) and STS-241 (Pm4b gene) were used to identify resistance genes. Pm2 gene was identified in 23 cultivars and Pm4b gene was identified in 21 cultivars. This study confirmed the efficiency of Xcfd81 and STS-241 markers in identification of Pm2 and Pm4b genes.

 

Celem pracy była identyfikacja genów odporności na mączniaka prawdziwego zbóż i traw u odmian pszenicy zwyczajnej ozimej pochodzących z Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego (PDO). Materiał badawczy stanowiły liście 46 odmian pszenicy ozimej, pozyskane z doświadczeń PDO w Choryni prowadzonych przez Danko Hodowla Roślin. Do identyfikacji genów odporności wykorzystano startery zaprojektowane na bazie markerów Xcfd81 (gen Pm2) oraz STS-241 (gen Pm4b). Gen Pm2 zidentyfikowano u 23 odmian, a gen Pm4b zidentyfikowano u 21 odmian. Badania potwierdziły skuteczność markerów Xcfd81 oraz STS-241 w identyfikacji genów Pm2 i Pm4b.

Słowa kluczowe
wheat; Xcfd81; STS-241; powdery mildew; pszenica; mączniak prawdziwy
Referencje

Alam A., Xue F., Wang Ch., Ji W. 2011. Powdery mildew resistance genes in wheat: identification and genetic analysis. Journal of Molecural Biology Research 1 (1): 1–39. DOI: 10.5539/jmbr.v1n1p20.

 

Bennett F.G.A. 1984. Resistance to powdery mildew in wheat: a review of its use in agriculture and breeding programmes. Plant Pathology 33 (3): 279–300. DOI: 10.1111/j.1365-3059.1984.tb01324.x.

 

Bundessortenamt 2018. Beschreibende Sortenliste 2017. www.bundessortenamt.de/internet30/fileadmin/Files/PDF/bsl_getreide_2017.pdf [dostęp: 11.05.2018].

 

COBORU 2018. http://www.coboru.pl [dostęp: 12.07.2018].

 

Czajowski G., Czembor P. 2016. Chorobotwórczość Blumeria graminis f. sp. tritici i Blumeria graminis f. sp. triticale sprawców mączniaka prawdziwego zbóż i traw na pszenicy i pszenżycie. [Pathogenicity of Blumeria graminis f. sp. tritici and Blumeria graminis f. sp. triticale the causal agents of wheat and triticale powdery mildew]. Progress in Plant Protection 56 (3): 360–365. DOI: 10.14199/ppp-2016-058.

 

Felsenstein F.G., Jaser B. 2007. Fungizidresistenz bei pilzlichen Getreide pathogenen und Wirksamkeit der vertikalen (qualitativen) Mehltauresistenz bei Weizen und Gerste. Situationsbericht 2005. www.epilogic.de/BL2007Bericht.pdf [dostęp: 6.06.2018].

 

Ge Y., Johnson J.W., Roberts J.J., Rajaram S. 1998. Temperature and resistance gene interactions in the expression of resistance to Blumeria graminis f. sp. tritici. Euphytica 99 (2): 103–109. DOI: 10.1023/A:1018392725474.

 

Gupta P.K., Varshney R.K. 2000. The development and use of microsatellite markers for genetic analysis and plant breeding with emphasis on bread wheat. Euphytica 113 (3): 163–185. DOI: 10.1023/A:1003910819967.

 

Hao Y., Parks R., Cowger C., Chen Z., Wang Y., Bland D., Johnson J., Murphy J.P., Guedira M., Brown-Guedira G. 2015. Molecular characterization of a new powdery mildew resistance gene Pm54 in soft red winter wheat. Theoretical and Applied Genetics 128 (3): 465–476. DOI: 10.1007/s00122-014-2445-1.

 

Huang J., Zhao Z., Song F., Wang X., Xu H., Huang Y., Diaoguo A., Li H. 2012. Molecular detection of a gene effective against powdery mildew in the wheat cultivar Liangxing 66. Molecular Breeding 30 (4): 1737–1745. DOI: 10.1007/s11032-012-9757-0.

 

Jasińska Z., Kotecki A. 2003 Szczegółowa uprawa roślin. Tom I. Wydawnictwo Akademii Rolniczej we Wrocławiu, 510 ss. ISBN 83-89189-15-1.

 

Kowalczyk K., Gruszecka D., Nowak M., Leśniowska-Nowak J. 2011. Resistance of Triticale hybrids with Pm4b and Pm6 genes to powdery mildew. Acta Biologica Cracoviensia – Series Botanica 53 (1): 57–62. DOI: 10.2478/v10182-011-0008-1.

 

Li H.J., Wang X.M., Song F.J., Wu C.P., Wu X.F., Zhang N., Zhou Y., Zhang X.Y. 2011. Response to powdery mildew and detection of resistance genes in wheat cultivars from China. Acta Agronomica Sinica 37 (6): 943–954. DOI: 10.1016/S1875-2780(11)60026-6.

 

Limpert E., Felsenstein F.G., Andrivon D. 1987. Analysis of virulence in populations of wheat powdery mildew in Europe. Journal of Phytopathology 120 (1): 1–8. DOI: 10.1111/j.1439-0434.1987.tb04408.x.

 

Lutz J., Limpert E., Bartoš P., Zeller F.J. 1992. Identification of powdery mildew resistance genes in common wheat (Triticum aeativum L.). I. Czechoslovakian Cultivars. Plant Breeding 108 (1): 33–39. DOI: 10.1111/j.1439-0523.1992.tb00097.x.

 

Ma H., Kong Z., Fu B., Li N., Zhang L., Jia H., Ma Z. 2011. Identification and mapping of a new powdery mildew resistance gene on chromosome 6D of common wheat. Theoretical and Applied Genetics 123 (7): 1099–1106. DOI: 10.1007/s00122-011-1651-3.

 

Ma P., Xu H., Li L., Zhang H., Han G., Xu Y., Fu X., Zhang X., An D. 2016. Characterization of a new Pm2 allele conferring powdery mildew resistance in the wheat germplasm Line FG-1. Frontiers in Plant Science 7 (546): 1–11. DOI: 10.3389/fpls.2016.00546.

 

Ma P., Xu H.X., Zhang H., Li L., Xu Y., Zhang X., An D. 2015. The gene PmWFJ is a new member of the complex Pm2 locus conferring unique powdery mildew resistance in wheat breeding line Wanfengjian 34. Molecular Breeding 35 (210): 1–9. DOI: 10.1007/s11032-015-0403-5.

 

Miranda L.M., Murphy J.P., Marshall D., Leath S. 2006. Pm34: a new powdery mildew resistance gene transferred from Aegilops tauschii Coss. to common wheat (Triticum aestivum L.). Theoretical and Applied Genetics 113 (8): 1497–1504. DOI: 10.1007/s00122-006-0397-9.

 

Mohan M., Nair S., Bhagwat A., Krishna T.G., Yano M., Bhatia C.R., Sasaki T. 1997. Genome mapping, molecular markers and markerassisted selection in crop plants. Molecular Breeding 3 (2): 87–103. DOI: 10.1023/A:1009651919792.

 

Niewoehner A.S., Leath S. 1998. Virulence of Blumeria graminis f. sp. tritici on winter wheat in the eastern United States. Plant Disease 82 (1): 64–68. DOI: 10.1094/PDIS.1998.82.1.64.

 

Pietrusińska A., Czembor J.H. 2014. Struktura wirulencji populacji Blumeria graminis f. sp. tritici występującej na terenie Polski w latach 2012–2013. [Virulence structure of the Blumeria graminis f. sp. tritici population occurring in Poland across 2012–2013]. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 274: 15–25.

 

Pietrusińska A., Czembor J.H. 2015. Piramidyzacja genów – powszechne narzędzie używane w programach hodowlanych. [Gene pyramiding – a tool commonly used in breeding programs breeding programs]. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 278: 3–16.

 

Qiu Y., Sun X., Zhou R., Kong X., Zhang S., Jia J. 2006. Identification of microsatellite markers linked to powdery mildew resistance gene Pm2 in wheat. Cereal Research Communications 34 (4): 1267–1273. DOI: 10.1556/CRC.34.2006.4.268.

 

Singrün C.H., Hsam S.L.K., Zeller F.J., Wenzel G., Mohler V. 2004. Localization of a novel recessive powdery mildew resistance gene from common wheat line RD30 in the terminal region of chromosome 7AL. Theoretical and Applied Genetics 109 (1): 210–214. DOI: 10.1007/s00122-004-1619-7.

 

Svec M., Szunics L., Miklovicova M., Slovakova T., Tisova V., Hauptvogel P. 2002. Identification of genes for resistance to wheat powdery mildew in Hungarian, Polish and Slovak wheat cultivars. Plant Protection Science 38 (2): 64–72.

 

Sztuba-Solińska J. 2005. Systemy markerów molekularnych i ich zastosowanie w hodowli roślin. [Molecular markers systems and their application in plant breeding]. Kosmos Problemy Nauk Biologicznych 54 (2–3): 227–239.

 

Tomkowiak A., Kurasiak-Popowska D., Grynia J., Nawracała J., Mikołajczyk S., Weigt D., Niemann J., Kiel A. 2017. Ocena przydatności markerów molekularnych Xgwm205, Xcfd81, Whs350 do identyfikacji genu odporności Pm2 na mączniaka prawdziwego zbóż i traw (Blumeria graminis f. sp. tritici) u odmian pszenicy o zróżnicowanym pochodzeniu. [Evaluation of the usefulness of molecular markers Xgwm205, Xcfd81, Whs350 for the identification of resistance gene Pm2 to powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. tritici) in wheat cultivars of different origins]. Progress in Plant Protection 57 (2): 146–152. DOI: 10.14199/ppp-2017-023.

 

Tratwal A. 2012. Występowanie ważnych gospodarczo chorób pszenicy ozimej w Polsce w latach 2006–2010. [Occurence of more important diseases on winter wheat in Poland 2006–2010]. Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska, Sectio E, Agricultura 67 (2): 29–41.

 

Yi Y.J., Liu H.Y., Haung X.Q., An L.Z., Wang F., Wang X.L. 2008. Development of molecular markers linked to the wheat powdery mildew resistance gene Pm4b and marker validation for molecular breeding. Plant Breeding 127 (2): 116–120. DOI: 10.1111/j.1439-0523.2007.01443.x.

Progress in Plant Protection (2019) : 0-0
Data pierwszej publikacji on-line: 2019-03-11 15:19:40
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2019-007
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy