Improvement of the selection method for potato breeding for resistance to the Colorado potato beetle

Abstract

Создание сортов картофеля, устойчивых к повреждению колорадским жуком, – основное направление стабилизации картофельных агроценозов в долгосрочной перспективе. Цель настоящих исследований – совершенствование методики отбора генотипов с относительно высокой устойчивостью к повреждению колорадским жуком. Предложена методика отбора по фенотипическому признаку интенсивности проявления реакции сверхчувствительности (СВЧ) листовой пластинки листьев картофеля к яйцекладкам колорадского жука. Чтобы исключить зависимость селекционного отбора от наличия кладки насекомого на листовой пластинке из состава химических соединений, находящихся на поверхности хориона откладываемых яиц, был выделен эффектор, запускающий реакцию сверхчувствительности (СВЧ-реакцию) к появлению на поверхности листовой пластинки яиц колорадского жука. На основе результатов двухлетних полевых опытов на большом количестве сортообразцов установлено наличие положительной корреляционной зависимости средней степени (коэффициент 0,451) между интенсивностью образования некроза в ответ на обработку листовой пластинки эффектором СВЧ-реакции и уровнем устойчивости растений картофеля к фитофагу. Использование эффектора, запускающего СВЧ-реакцию на кладки яиц колорадского жука, позволяет оценивать гибриды в младших питомниках в отсутствии фитофага. В статье приводится подробное описание усовершенствованной методики оценки и отбора устойчивых к насекомому генотипов с использованием эффектора, запускающего СВЧ-реакцию на кладки яиц колорадского жука. Воспроизводимость СВЧ-реакции листьев картофеля на кладки яиц колорадского жука в полевых условиях при использовании биохимического эффектора позволяет провести визуализацию наличия устойчивости растений к вредителю, значительно облегчить оценку и отбор устойчивых генотипов, что в конечном счете существенно повышает результативность селекционного процесса. Creation of resistant potato varieties to damage by the Colorado potato beetle is the main direction of stabilization of potato fields in the long term. The aim of these studies is to improve the methodology for the selection of genotypes with a relatively high resistance to damage by the Colorado potato beetle. A method is proposed for the selection of genotypes with a relatively high resistance to damage by the Colorado potato beetle according to the phenotypic sign of the intensity of the hypersensitivity reaction (HR) of the leaf blade of potato leaves to the clutches of eggs of the Colorado potato beetle. In order to exclude the dependence of the selection screening on the presence of an insect clutch on the leaf blade, an effector that triggers a HR – response to clutches was isolated from the composition of chemical compounds on the chorion surface of the laid eggs. On the basis of two-year field experiments on a large number of cultivars, the presence of a positive correlation dependence of the average degree (coefficient 0.451) between the intensity of necrosis formation in response to the treatment of the leaf blade by the effector that triggers a HR – response and the level of resistance of potato plants to phytophagous was established. The use of the triggering effector HR – the reaction to the egg clutches of the Colorado potato beetle makes it possible to evaluate hybrids in younger nurseries in the absence of a phytophages. The article provides a detailed protocol of an improved methodology for assessing and selecting insect-resistant genotypes using the triggers effector HR – response to egg clutches of the Colorado potato beetle. Stable repeatability of the HR – response of potato leaves to clutches of Colorado potato beetle eggs in the field using the microwave response effector allows visualizing the presence of plant resistance to the pest, greatly facilitating the assessment and selection of resistant genotypes, which ultimately significantly increases the effectiveness of the breeding process.