Список сокращений.....................................................................................................4
Введение.......................................................................................................................6
Глава 1. Обзор литературы.......................................................................................16
1.1 Примитивные культурные виды (ПКВ) картофеля......................................17
1.1.1 Состав и систематика группы.................................................................17
1.1.2 География и условия возделывания........................................................19
1.1.3 Особенности ПКВ картофеля..................................................................20
1.2 Современное состояние исследований в области генетики картофеля......25
1.3 Механизмы устойчивости растений к заболеваниям...................................28
1.3.1 Система иммунитета у растений............................................................28
1.3.2 Внеклеточная система распознавания образов (PRR)..........................30
1.3.3 Внутриклеточная система иммунитета (NLR)......................................32
1.4 Болезни картофеля и гены устойчивости к ним...........................................38
1.4.1 Фитофтороз...............................................................................................38
1.4.2 Глободероз.................................................................................................39
1.4.3 Вирусные заболевания.............................................................................41
1.4.4 Вертициллёзное увядание........................................................................43
1.4.5 Другие заболевания картофеля...............................................................43
1.4.6 Гены устойчивости картофеля................................................................44
Глава 2. Материалы исследования...........................................................................47
2.1 Материал для изучения разнообразия ПКВ картофеля по R-генам............47
2.2 Материал для in silico анализа R-генов в образцах ПКВ картофеля..........49
Глава 3. Методы исследования.................................................................................50
3.1 Оценка по морфологическим признакам и продуктивности......................50
3.2 Оценка устойчивости ПКВ картофеля к фитофторозу полевым и
лабораторным методом.........................................................................................51
3.3 Оценка устойчивости ПКВ картофеля к золотистой картофельной
нематоде..................................................................................................................52
3.4 Диагностика мозаичных вирусов...................................................................53
3.5 Молекулярно-генетический анализ...............................................................53
3.6 In silico поиск и анализ полиморфизма R-генов у образцов ПКВ картофеля
из открытых баз данных.......................................................................................56
3.6.1 Поиск в сырых данных полногеномного секвенирования...................56
3.6.2 Поиск в полногеномных сборках ПКВ картофеля................................57
3.6.3 Анализ полиморфизма гомологов R-генов у ПКВ картофеля..............57
Глава 4. Результаты и обсуждение...........................................................................58
4.1 Морфологическое разнообразие ПКВ картофеля из коллекции ВИР........58
4.2 Иммунологическая характеристика и скрининг ПКВ картофеля в
коллекции ВИР на наличие маркеров R-генов....................................................62
3
4.2.1 Разнообразие по поражению фитофторозом.........................................62
4.2.2 Разнообразие по поражению золотистой картофельной нематодой....65
4.2.3 Разнообразие по поражению вирусными заболеваниями....................67
4.2.4 Разнообразие по поражению альтернариозом.......................................69
4.3 In silico анализ полиморфизма R-генов у ПКВ картофеля..........................69
4.3.1 Гомологи R-генов у ПКВ картофеля.......................................................69
4.3.2. Кластерная организация R-генов у ПКВ картофеля............................71
4.3.3. Полиморфизм кодирующих последовательностей гомологов R-генов
у ПКВ картофеля...............................................................................................75
4.3.4 Полиморфизм аминокислотных последовательностей, кодируемых
гомологами R-генов у ПКВ картофеля............................................................78
4.4 R-гены у образцов ПКВ картофеля в коллекции ВИР.................................83
4.4.1 Полиморфизм последовательности гена RB/Rpi-blb1...........................83
4.4.2 Полиморфизм последовательности гена Rpi-vnt1.................................87
4.4.3 Полиморфизм последовательности гена Gro1-4...................................92
4.5. Создание и анализ гибридных популяций от скрещивания родительских
форм с контрастными фенотипами......................................................................94
4.5.1 Разнообразие популяций S. stenotomum и S. × ajanhuiri по
морфологическим признакам...........................................................................95
4.5.2 Устойчивость внутривидовых гибридов S. stenotomum и S. × ajanhuiri
к фитофторозу....................................................................................................97
4.5.3 Разработка CAPS-маркеров для внутривидовых гибридов
S. stenotomum......................................................................................................98
Заключение...................................................................................................................105
Список литературы......................................................................................................109
Приложение 1 – Образцы ПКВ картофеля из открытых баз данных,
использованные в in silico анализе............................................................................138
Приложение 2 – Перечень R-генов, in silico анализ которых проведён в
исследовании................................................................................................................140
Приложение 3 – Морфологические признаки, использованные для ботанического
описания ПКВ картофеля...........................................................................................142
Приложение 4 – Результаты фитопатологической оценки и скрининга ПКВ
картофеля на наличие маркеров R-генов...................................................................145
