Application of marker-assisted selection for resistance to gall mite and Blackcurrant reversion virus in Ribes genus

Gall mite (Cecidophyopsis ribis Westw.) is a biological vector of Blackcurrant reversion virus (BRV), and both are widespread in the countries, where blackcurrants are cultivated commercially. Blackcurrant (Ribes nigrumL.) is the primary natural host of BRV, although natural infestations also occur in other Ribes spp. Some Ribes species and cultivars are resistant to C. ribis and/or BRV. The mechanism and gene structure of resistance are not clear, that is why molecular markers for breeding of resistant blackcurrants are still in the process of searching. Several molecular markers related to resistance to the pathogen and pest in Ribes spp. genotypes were identified by quantitative trait loci (QTL) mapping. These molecular markers can be used for acceleration of the breeding process of resistant blackcurrant, because phenotyping in the field is unnecessary. In our study, the presence of the 12 polymerase chain reaction (PCR) markers, amplified fragment length polymorphism (AFLP) and single sequence repeat (SSR), linked to gall mite and virus resistance loci from 4 to 20 cM were analysed. Eleven of them demonstrated suitability for selection of resistant genotypes in this study. The presence of these molecular markers in 8 Ribes species, 15 hybrids and 13 R. nigrum cultivars was shown. Fully specific molecular marker for detection of genotypes with resistance to gall mite and virus among Ribes species was not found. The complex application of eleven molecular markers allowed for significant grouping of Ribes species, cultivars and hybrids with different genetic origin of resistance to pest and virus. As well, they can be useful for marker-assisted selection. Six molecular markers: E36M59_107, E40M43_236, E40M43_289, E40M40_219, E41M88_280 and E45M40_222, were distinguished as more suitable for identifying resistant Ribes spp. genotypes with Ce and P genes in this study.

Serbentinė erkutė (Cecidophyopsis ribis Westw.) yra juodojo serbento (Ribes nigrum L.) reversijos viruso (BRV) biologinis vektorius. Šie kenkėjai ir patogenai plačiai paplitę šalyse, kuriose yra juodųjų serbentų plantacijų. Ribes nigrum yra pirminis natūralus BRV šaltinis, tačiau viruso infekcija aptinkama ir kitose Ribes rūšyse. Kai kurios Ribes rūšys ir veislės yra atsparios C. ribis ir/ar BRV. Atsparumo mechanizmas ir genų struktūra nėra aiški, todėl vykdant juodojo serbento veislių atranką ieškoma jiems atsparių molekulinių žymeklių. Remiantis kiekybinių požymių lokusų (QTL) žemėlapiais, Ribes spp. genotipuose nustatyta keletas molekulinių žymeklių, susijusių su atsparumu erkutei ir virusui. Šie žymekliai padeda paspartinti atsparių juodojo serbento veislių selekciją ir tada nebereikia augalų fenotipinio vertinimo. Tirta 12 PGR (AFLP ir SSR) žymeklių, per 4–20 cM nutolusių nuo atsparumo serbentinei erkutei ir virusui lokusų. Tyrimo metu 11 iš jų pasirodė tinkami atsparių genotipų atrankai. Molekulinių žymeklių ieškota 8 Ribes rūšyse, 15 hibridų ir 13 R. nigrum veislių. Nustatyti specifiniai molekuliniai žymekliai atsparių erkutei ir virusui Ribesspp. genotipų atrankai. Ribes spp. genomuose nustatyta skirtinga genetinio atsparumo C. ribis ir BRV kilmė. Vienuolikos molekulinių žymeklių kompleksinis panaudojimas leido patikimai identifikuoti Ribes rūšis, veisles ir hibridus su nevienodu genetiniu atsparumu. Jie gali būti naudojami vykdyti žymekliais paremtai selekcijai. Buvo nustatyti šeši molekuliniai žymekliai: E36M59_107, E40M43_236, E40M43_289, E40M40_219, E41M88_280 ir E45M40_222, tinkami identifikuoti Ribes spp. genotipams su Ce ir P genais.