Development of longer pepper resistant lines to Potato Virus Y (PVY)

Abstract

Pepper (Capsicum annuum L.), is one of the most important vegetable species produced both in the world and in Turkey. Turkey is in third place in pepper production in the world. There are many viruses affecting and limiting pepper production. Potato Y virus (PVY), a member of the genus potyvirus, is one of the most common viruses infecting pepper crops. Improving resistant pepper varieties against the disease is more advantageous and easy way to control disease in production area. There are 4 races such as PVY0, PVY1 and PVY1-2 in the world. The dominant Pvr4 resistance gene in wild type SCM 334 pepper confers a complete resistance to the three pathotypes of potato virus. In this study, resistant genotype SCM 334 and susceptible long pepper inbred line were crossed to improve resistance in breeding lines. To eliminate the undesirable characteristics of the resistant genotypes, resistant line was backcrossed three times with susceptible genotypes. Mechanical inoculation and molecular methods were used to determine the reaction of backcross progenies to the disease. The dominant CAPS markers were used to determine resistant and susceptible plants and results from the mechanical inoculation method were verified with the CAPS marker. This study is a part of “Improvement of F1 Hybrid Vegetable Varieties and Qualified Lines in Turkey” basic project and financed by Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK-KAMAG 109G029).

Keywords

• Long type pepper; Pvr4 gene; CAPS marker; Mechanical inoculation

Patates Y Virüsü (Potato Virus Y = PVY)’ne dayanıklı sivri biber hatlarının geliştirilmesi

Abstract

Biber (Capsicum annuum L.), Dünya’da ve Türkiye'de üretilen en önemli sebze türlerinden biridir. Türkiye biber üretiminde dünyada üçüncü sırada yer almaktadır. Biberde hastalık oluşturan ve biber üretimini sınırlayan pek çok virüs bulunmaktadır. Patates Y Virüsü (PVY) biber yetiştirilen alanlarda verim ve kalite kayıplarına sebep olmaktadır. Bu hastalıkla mücadelede en kolay ve en ekonomik yol dayanıklı çeşitlerin kullanılmasıdır. Dünya’da PVY’nin, PVY0, PVY1 ve PVY1–2 olmak üzere üç ırkı mevcut olup, tümüne dayanıklılık yabani SCM 334 biber genitöründe bulunan dominant Pvr4 geni tarafından sağlanmaktadır. Bu çalışmada SCM 334 biber genitörü kullanılarak sivri biber çeşidine geri melezleme ile Pvr4 geninin aktarılması amaçlanmıştır. Dayanıklı genotipin meyve şeklini düzeltmek için hassas genotip ile üç kez geri melezlenmiştir. Dayanıklı ve hassas bitkileri belirlemek amacıyla mekanik inolukasyon ve moleküler testlemeler yapılmıştır. Moleküler testlemelerde Pvr4 geni ile bağlantılı ve bu gene oldukça yakın olan kodominant CAPS (cleaved amplified polymorphic sequence) moleküler markırı kullanılmıştır. Mekanik inokulasyon ile testleme sonuçları moleküler testleme sonuçlarını doğrulamaktadır. Bu çalışma, TUBİTAK-KAMAG 109G029 nolu projenin bir bölümüdür.

Keywords

• Sivri biber; Pvr4 gen; CAPS; Mekanik inokulasyon

References

1. Arnedo-Andrés, M.S., Gil Ortega, R., Luis Arteaga, M., Hormaza, J.I. 2002. Development of RAPD and SCAR Markers Linked to the Pvr4 Locus for Resistance to PVY in Pepper. Theoretical and Applied Genetics , 105:1067– 107
2. Arnedo-Andres, M.S., Artega M. L. Ortega R. G., 2006. New Inheritance Studies Related to Potato Virus Y (PVY) Resistance in Capsicum annuum L. Serrano Criollo de Morelos-334. Euphytica , 151:95-101.
3. Ben Khalifa M., Simon V., Marrakchi M., Fakhfakh H. Moury, B., 2009. Contribution of Host Plant Resistance and Geographic Distance to the Structure of Potato Virus Y (PVY) Populations In Pepper In Northern Tunisia. Plant Pathology. 58: 763–772.
4. Caranta, C., Thabuis, A., Palloix, A., 1999. Development of a CAPS Marker for the Pvr4 Locus: A Tool for Pyramiding Potyvirus Resistance Genes in Pepper. Genome, 42: 1111–1116
5. Çelik, N., Özalp, R., Göçmen, M., 2012. Antalya İlinde Örtüaltı Biber Yetiştiriciliğinde Patates Y Virüsü (PVY) Patotiplerinin Belirlenmesi ve Bazı Biber Çeşitlerinin PVY’ye Karşı Reaksiyonları. Bitki Koruma Bülteni , 52(3):235-246. Dogimont, C. A., Palloix A., Daubeze A.M., Marchoux G., 1996. Genetic Analysis of Broad Spectrum Resistance to Potyviruses Using Doubled Haploid Lines of Pepper ( Capsicum annuum L). Euphytica, 88 (3): 231-239.
6. Doyle, J. J., Doyle, J. L., 1990. A Rapid Total DNA Preparation Procedure for Fresh Plant Tissue. Focus 12:13-15.
7. Ekbiç, E., Abak K., Yılmaz, M. A., 1997. A New PVY Pathotype on Pepper Along Mediterranean Coastal Area of Turkey. Proc.10th Cong , Medit. Phytopath. Union , Montpellier, 1-5 June. 187-189.
8. Ekbiç, E. 1998. Biberlerde Patates Y Virüsüne (PVY) Dayanıklılık Özelliği için Bulk segregant Analizi Tekniği (BSA) ile RAPD (Random Amplied Polymorphic DNA) Marker’larının Araştırılması. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 53 s.

9. FAO, 2011. FAOSTAT. Statistic Database. http://faostat3.fao.org/faostatgateway/go/to/browse/rankings/countries_by_commodity/E Erişim tarihi: 2013.
10. Gilabert, C., Bilotti, G., Requena, M. E., Ezziyyani, M., Vivo-molina, J. M., Candela, M. E., 2008. Pepper Morphological Traits Related with Resistance to Phytophthora capsici Biologia Plantarum , 52 (1): 105-109.
11. Kim, H. J., Nahm, S. H., Lee, H. R., Yoon, G. B., Kim, K. T., Kang, B. C., Choi, D., Kweon, O.Y., Cho, M. C., Kwon, J. K., Han, J. H., Kim, J. H., Park, M. K., Ahn, J. H., Choi, S. H., Her, N. H., Sung, J. H., Kim, B. D., 2008. BAC-derived Markers Converted from RFLP Linked to Phytophthora capsici Resistance in Pepper ( Capsicum annuum L.). Theoretical and Applied Genetics 118( 1):15
12. Mc Donald, J.G., Singh, R. P., 1996. Host Range, Symptomology and Serology of Isolates of Potato Virus Y (PVY) that Share Properties with both the PVY-N and PVY-0 Strain Groups. American Potato Journal , 73:309-314. Palloix, A., Abak K., Gognalons P., Daubeze A. M., Guldur M., Memouchi G., Gebre Selaissie K., 1994. Virus Diseases Infecting Pepper Crops in TURKEY. Proceedings of 9th Congress of the Mediterranean Phytopathological Union , Kuşadası, Aydın, 1994, 469-472.
13. Pegard, A., Brizzard, G., Fazari, A. Soucaze, O. Abad, P., Djian-Caporalino, C. 2005. Histological Characterization of Resistance to Different Root-Knot Nematode Species Related to Phenolics Accumulation in Capsicum annuum , Phytopathology, 95 (2) 158-165.
14. Tobais, I., Palkovics L., Sönmez. E., 2001. Partial Chacterization of PVY Occuring on Pepper in Antalya. XI. Eucarpia Meeting and Genetics of Capsicum and Eggplant , Antalya-Turkey. p. 324-326
15. Yılmaz, M.A., Davis, R. F., 1985. Identification of Viruses Infecting Vegetable Crops along the Mediterranean Sea Cost in Turkey. Journal of Turkish Phytopathology , 14(1):1-8.
16. Ward, C. W., Shukla, D. D., 1991. Taxonomy of potyviruses: Current Problems and Some Solutions. Intervirology, 32:269-296.
17. Warren, M., Krüger K., Schoeman, A. S., 2005. Potato Virus Y (PVY) and Potato Leaf Roll Virus (PLRV): Literature review for potatoes South Africa. Department of Zoology and Entomology, Faculty of Natural and Agricultural Sciences, University of Pretoria. PVY_PLRV report , p. 3-16.