A microsatellite and morphological assessment of the Russian National cultivated potato collection

Abstract

The germplasm collections of the Vavilov Institute of Plant Industry, Russia represent the first germplasm collection made for potatoes, now numbering 8,680 accessions. It has tremendous historical and practical importance and a rich history, having been used to document a polyploid series in the cultivated species, to formulate initial taxonomic hypotheses in potato, for studies of interspecific hybridization, and serving as the germplasm base for Russian breeding efforts. Despite its importance and size, there has never been a study of its molecular diversity, and there were many gaps in its passport data. The purpose of the present study is to obtain morphological, ploidy, and microsatellite (SSR) data needed to set up a useful subset of the collection of cultivated potatoes and closely related wild species, Electronic supplementary material The online version of this article (and to use this collection to study cultivated potato taxonomy and phylogeny. Through assessments of viability, passport data, and chromosome counts, we selected a subset of 238 cultivated and 54 wild accessions. A morphological and nuclear SSR study of these collections distinguished only three cultivated species: Solanum curtilobum, S. juzepczukii and S. tuberosum, not the many more cultivated potato species of prior taxonomic treatments. The SSR study supports the ideas of S. acaule as one of the parental species for S. curtilobum and S. juzepczukii. The morphological and SSR results are very similar to other recent studies of cultivated species, and show the need to reclassify the collection of cultivated potatoes by modern taxonomic criteria.

Taxonomy of cultivated potatoes (Solanum section Petota: Solanaceae)

“…The morphological taxonomic results are similar to those of Huamán & Spooner (2002) in recognizing entities corresponding to S. tuberosum , S. curtilobum and S. juzepczukii , despite using a different germplasm base, a different evaluation environment (upland central Peru versus lowland northern Russia) and different scoring methods for some of the traits. The main difference between these two studies is that Gavrilenko et al . (2010) failed to distinguish S. ajanhuiri from other taxa.…”

“…Gavrilenko et al . (2010) examined the morphological and SSR support for the Russian National Cultivated Potato Collections at the N. I. Vavilov Institute for Plant Industry.…”

Mobilization, conservation and study of cultivated and wild potato genetic resources

“…(http://www. pgrportal.nl/en/Potatogeneticresources), изучается с приме нением современных методов молекулярногенетического анализа (Gavrilenko et al, 2010;Cadima, 2014;Bamberg, del Rio, 2016). Анализ данных о сохранении ex situ диких родичей картофеля с целью определения видов, приори тетных для сбора, и выработки стратегии их изучения и использования для улучшения культурного картофеля проведен Н. КастанедаАльварес с соавт.…”

“…-открывает микросателлитный анализ. В последнее время во многих ведущих странах Европы и США, а также в нашей стране широко используются методы микросателлитного анализа для исследования ге нетического разнообразия представителей рода Solanum на внутри и межвидовом уровне (Van den Berg et al, 2002;Ghislain et al, 2004;Spooner et al, 2005Spooner et al, , 2014Велишаева и др., 2006;Sukhotu, Hosaka, 2006;Gavrilenko et al, 2010Gavrilenko et al, , 2013и др. ).…”

Genetic diversity of potato varieties bred in Russia and near-abroad countries based on polymorphism of SSR-loci and markers associated with resistance R-genes

“…В 1970-е годы для генотипирования сортов картофеля применялись биохи-мические маркеры (Loeschcke, Stegemann, 1966), в послед-ние десятилетия для этих целей все шире используются различные ДНК-маркеры, например AFLP- (МсGregor et al, 2000;Brаun, Wenzel, 2004), ISSR- (Bornet et al, 2002;Gorji et al, 2011) и SSR-маркеры. Последние особенно часто включают в программы по генотипированию се-лекционных сортов (Kawchuk et al, 1996;Provan et al, 1996;Moisan-Thiery et al, 2005;Fu et al, 2009; Рыжова и др., 2010; Côté et al, 2013), а также в мониторинг ге-нетического разнообразия коллекций культурных видов картофеля (Spooner et al, 2007;Gavrilenko et al, 2010) в связи с хорошей воспроизводимостью результатов, кодоминантностью, высоким уровнем детектируемого полиморфизма и экономичностью. Применение стан-дартных наборов хромосом-специфичных SSR-маркеров, например PGI (potato genetic identification kit) (Ghislain еt al., 2009), позволяет сопоставлять большие массивы данных, получаемых в разных лабораториях.…”