Determining S-allelic constitution and incompatibility group in some indigenous sweet cherry genotypes grown in West Serbia region

Abstract

Sweet cherry is a self-incompatible fruit species and shows a gametophytic self-incompatibility (GSI) system, which is genetically determined by a polymorphic locus (S), encoding at least two linked genes that determine the pistil and pollen phenotypes. Therefore, most sweet cherry genotypes are self-incompatible and many are cross-incompatible. The aim of this work was to identify the S-allelic constitutions and incompatibility groups in eight indigenous sweet cherry genotypes collected in orchards of individual growers in the region of Čačak, i.e. villages Jezdina (GТ-3), Prislonica (GТ-17, GТ-18, GТ-19, GТ-20 and GТ-21) and Ljubić (GТ-22 and GТ-23). The allelic constitution of S-RNase gene in each genotype was determined by polymerase chain reaction (PCR) with consensus and allele-specific primers. Eight alleles (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S9 and S13) that generated seven S-genotypes [S1S2 (GТ-18), S1S4 (GТ-20 and GТ-22), S3S5 (GТ-3), S3S6 (GТ-21), S3S9 (GТ-17), S4S5 (GТ-23) and S4S13 (GТ-19)] were detected. Among the revealed alleles, S4 was the most frequent (25%), followed by S1 and S3 (18.75% to each allele). Based on the S-allelic constitution, the indigenous sweet cherry genotypes were assigned to the following incompatibility groups: I, V, VI, VII, IX, XVI and XLV. The obtained results represent crucial information on cross-compatibility of these Serbian accessions that is very important for both cherry breeders and growers.

Черешата е самостерилен овощен вид с гаметофитна система за несъвместимост (GSI), която се определя генетично от полиморфен локус (S), кодиращ поне два свързани гена, които определят фенотипите на плодника и полените. Следователно повечето генотипове на череша са самонесъвместими и много от тях са кръстосано несъвместими. Целта на настоящия труд бе да се определят S-алелните конституции и групите за несъвместимост в осем местни генотипове на череша, събрани в овощни градини на отделни производители в района на Чачак, т.е. селата Йездина (GТ-3), Прислоница (GТ-17, GТ -18, GТ-19, GТ-20 и GТ-21) и Любич (GТ-22 и GТ-23). Алелната конституция на ген S-RNase във всеки генотип се определя чрез полимеразна верижна реакция (PCR) с консенсус и специфични за алела праймери. Открити са осем алела (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S9 и S13), които създават седем S-генотипа [S1S2 (GТ-18), S1S4 (GТ-20 и GТ-22), S3S5 (GТ-3), S3S6 (GТ-21), S3S9 (GТ-17), S4S5 (GТ-23) и S4S13 (GТ-19)]. Сред разкритите алели, S4 енай-често срещания (25%), следван от S1 и S3 (18.75% за всеки алел). Въз основа на S-алелните конституции, местните черешови сортове са разпределени в следните групи на несъвместимост: I, V, VI, VII, IX, XVI и XLV. Получените резултати представляват важна информация за кръстосаната съвместимост на тези сръбски образци, която е много важна както за селекционерите на череши, така и за производителите.