An overview of self-incompatibility (S) genotypes of autochthonous sweet cherries grown in Balkan region

Abstract

Determination of S-allelic constitutions of autochthonous sweet cherry genotypes is an important step in molecular characterization of this material and also of enormous significance for growers and breeders, since this fruit species exhibits a gametophytic self-incompatibility, controlled by the multi-allelic S-locus which prevents self-fertilisation. The aim of this work was to summarize known and to reveal new data of the S-alleles in autochthonous genotypes originated in the Balkan countries - Republic of Serbia (15 genotypes), Republic of North Macedonia (8 genotypes) and Republic of Bulgaria (2 genotypes). The use of the polymerase chain reaction (PCR) with consensus primers for the second intron (PaConsII-F/R) of S-RNase and allele-specific primers revealed eight alleles that generated the following S-allelic constitutions: S1S2 (one genotype), S1S5 (one genotype), S2S3 (five genotypes), S2S4 (one genotype), S3S4 (two genotypes), S3S6 (two genotypes), S3S9 (two genotypes), S3S12 (six genotypes), S6S9 (two genotypes), S4Sx (two genotypes) and S5Sx (one genotype). The most frequent S-allele and allelic constitution in this work were S3 and S3S12 (38.6% and 24%, resp.). Based on the obtained results, the assessed genotypes have been assigned to nine incompatibility groups. This study represents the first fundamental stage of characterization of autochthonous sweet cherry genotypes originating from aforementioned countries, which needs to be enlarged through inclusion of new landraces.

Определянето на S-алелни конституции на стари генотипове череши е важна стъпка в молекулярната характеристика, а също и от огромно значение за производителите и селекционерите, тъй като черешата проявява гаметофитна самосъвместимост, контролирана от многоалелния S-локус, който предотвратява самоопрашването. Целта на настоящото изследване е да се обобщят известните и да се разкрият нови данни за S-алелите в стари генотипове с произход от балканските страни - Република Сърбия (15 генотипа), Република Северна Македония (8 генотипа) и Република България (2 генотипа). Чрез полимеразна верижна реакция (PCR) с консенсусни праймери за втория интрон (PaConsII-F/R) на S-RNase и специфични за алела праймери се разкриха осем алела, генериращи следните S-алелни конституции: S1S2 (един генотип), S1S5 (един генотип), S2S3 (пет генотипа), S2S4 (един генотип), S3S4 (два геноти-па), S3S6 (два генотипа), S3S9 (два генотипа), S3S12 (шест генотипа), S6S9 (два генотипа), S4Sx (два генотипа) и S5Sx (един генотип). Найчестите S-алелни и алелни конституции в настоящото проучване са S3 и S3S12 (38.6% и 24%, съответно). Въз основа на получените резултати изследваните генотипи са разпределени в девет несъвместими групи. Настоящото проучване представлява първият основен етап на характеризиране на автохтонни генотипи от череши, произхождащи от гореспоменатите страни, който трябва да бъде разширен чрез включване на нови местни сортове.