Introgressions of Vitis rotundifolia Michx. to obtain grapevine genotypes with complex resistance to biotic and abiotic stresses

Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2021 Nov;25(7):693-700. doi: 10.18699/VJ21.079.

Abstract

Vitis rotundifolia Michx. is one of the species of the family Vitaceae, with resistance to both biotic and abiotic stresses. The present study reports new scientif ic knowledge about the inheritance of resistance to downy mildew, powdery mildew and frost by V. vinifera varieties from V. rotundifolia. Recombinant lines of three hybrid populations from the crossing of the maternal genotype ♀M. 31-77-10 with V. rotundifolia hybrids were used as the object of the study. As a result of laboratory screening, more than 40 % of recombinants of the ♀M. 31-77-10 × × [DRX-M5-734 + DRX-M5-753 + DRX-M5-790] population showed a high degree of frost resistance (-24 °C), while 6 % of transgressive recombinants were characterized by a very high degree of resistance (-27 °С). The maternal genotype ♀M. 31-77-10 does not carry alleles of resistance to powdery mildew at the Run1 locus and in the f ield suffers from powdery mildew much more than the paternal genotypes. The prevalence of powdery mildew on vegetative organs in the three recombinant populations over the years varies on average between 3.2-17.1, 0.3-17.7 and 0.6-5.2 %, respectively. As a result, almost all recombinant genotypes that received a resistant allele from the paternal genome are highly resistant to powdery mildew.

Vitis rotundifolia Michx. – один из видов в семействе Vitaceae, демонстрирующий устойчивость как к биотическим, так и к абиотическим стрессам. В процессе изучения получены новые научные знания о наследовании культурным виноградом от V. rotundifolia признаков устойчивости к патогенам, вызывающим милдью и оидиум, и к морозу. Объектом исследования служили рекомбинантные линии трех популяций от скрещивания материнской формы ♀M. 31-77-10 с гибридами потомства V. rotundifolia. Установлено, что признак морозостойкости, скорее всего, имеет полигенное наследование. По результатам лабораторного изучения, в популяции ♀M. 31-77-10 × [DRX-M5-734 + DRX-M5-753 + DRX-M5-790] более 40 % рекомбинантов характеризуются высокой степенью морозоустойчивости (–24 °C), в то время как 6 % трансгрессивных рекомбинантов – очень высокой степенью устойчивости (–27 °C). Материнский генотип ♀M. 31-77-10 не несет аллелей устойчивости к оидиуму в локусе Run1 и сильнее, чем отцовские генотипы, поражается оидиумом в полевых условиях. Распространение оидиума на вегетативных органах в трех рекомбинантных популяциях в среднем за годы исследований колеблется в пределах 3.2–17.1, 0.3–17.7 и 0.6–5.2 % соответственно. Почти все рекомбинантные генотипы, получившие аллель устойчивости в локусе Run1 от отцовского генома, обладают высокой устойчивостью к оидиуму.

Keywords: Vitis rotundifolia Michx.; Vitis vinifera L.; backcrosses; biotic and abiotic stress; frost; genes; grapes; introgression; powdery mildew; resistance.