Caracterización molecular y fenotípica de genes de resistencia a royas, de enanismo y ligamiento entre los genes Lr67 y Rht-D1 en trigo harinero.

Abstract

La producción del trigo puede ser afectada por factores bióticos y abióticos y dentro de los bióticos, son las enfermedades fungosas, causadas en su mayoría por hongos del género Puccinia las más importantes. El encuentro de nuevas fuentes de resistencia genética a las royas y el estudio de combinaciones piramidales de genes de resistencia específica mediante la genética molecular ha sido fundamental para la creación del nuevo germoplasma resistente a royas y la incorporación de genes de enanismo. El objetivo del presente trabajo fue caracterizar fenotípica y molecularmente 15 genotipos de trigo harinero con diferentes genes y niveles de resistencia a royas y genes de enanismo, además de determinar el posible ligamiento entre el gen Lr67 y el de enanismo Rht-D1. Con base en los resultados de la inoculación en plántula de roya de la hoja y amarilla se encontró en el análisis fenotípico que sólo el genotipo ‘Sujata’ mostró resistencia a roya amarilla en estado de plántula. Los 14 genotipos restantes fueron susceptibles tanto a la roya de la hoja como a la roya amarilla. En el análisis molecular, y el uso de marcadores de Polimorfismo de Nucleótido Individual (SNP) asociados con los genes de resistencia a roya de la hoja (Lr) Lr34, Lr46, Lr67 y Lr68 permitió identificar estos alelos en los genotipos evaluados. Los marcadores asociados a los genes de enanismo Rht-B1 y Rht-D1, permitió determinar los alelos de enanismo. Se encontró que el genotipo ‘Parula’ fue positivo (presenta el alelo favorable) para los marcadores asociados con los genes de resistencia Lr34, Lr46, Lr68 y positivo para el marcador asociado al alelo favorable de enanismo Rht-D1. Los genotipos ‘Marroqui 588’, ‘Sujata’, ‘Yaqui 50’ fueron positivos para Lr46 y Lr67; ‘RL6077’, ‘Constitución’ y ‘Chapingo 53’ lo fueron para el alelo de resistencia Lr67; mientras que ‘Tordo’ resulto positivo para Lr34, Lr46 y Rht-D1. Los Genotipos: ‘Nasma’, ‘Sonalika’, ‘Kanchan’ y ‘Pavon’ fueron positivos para Lr46 y Rht-D1. ‘Yecora 70’ se asoció con Lr46, Rht-B1 y Rht-D1, mientras que ‘Lalbahadur’, solo con los genes de enanismo Rht-B1 y Rht-D1, y ‘Apav’, también solo con el gen de enanismo Rht-B1. No se encontraron las combinaciones de los alelos favorables Lr34/Lr67, y Lr67 con alguno de los alelos de enanismo Rht-B ó Rht-D. Con base en familias F3 de la cruza ‘Nasma’ × ‘Marroqui 588’ y utilizando las frecuencias de recombinación de los resultados de los SNP para los alelos favorables Lr67 y Rht-D1, se encontró una distancia entre ambos genes de 22 cM y de 27 cM con el mapa genético de ligamiento para el cromosoma 4DL. Este resultado muestra que la distancia es suficientemente grande como para que exista recombinación genética entre ambos genes y se puedan conjuntar en un mismo genotipo. _______________ MOLECULAR AND PHENOTYPIC CHARACTERIZATION OF RESISTANCE TO RUST AND DWARFISM GENES, AND LINKAGE BETWEEN THE Lr67 AND Rht-D1 GENES IN BREAD WHEAT. ABSTRACT: The production of wheat could be affected by biotic and abiotic factors and within the biotic, are fungal diseases, caused mostly by fungi of the genus Puccinia are the most important. The search for new sources of resistance gene to the rusts and the study of pyramidal combinations of genes of specific resistance by molecular markers has been critical to the creation of the new rust-resistant germplasm and the incorporation of dwarfism genes. The objective of the present study was to characterize molecularly and phenotypically 15 genotypes of wheat with different genes and levels of resistance to rust and genes for dwarfism, as well as determining the possible linkage between the Lr67 gene and dwarfism Rht-D1. Based on the results of the inoculation on seedling leaf and yellow rust was found in phenotypic analysis that only 'Sujata' genotype showed resistance to yellow rust in seedling stage. The 14 remaining genotypes were susceptible to leaf rust and yellow rust. In the molecular analysis, the use of polymorphism of single nucleotide (SNP) markers associated with the (Lr) leaf rust resistance genes Lr34, Lr46, Lr67 and Lr68, allowed the determination of the presence of these alleles. The markers associated with dwarfism Rht-B1 and Rht-D1 genes were useful too. It was found that the genotype ' Parula' was positive (presents favorable allele) for the markers associated with genes the resistance genes: Lr34, Lr46, Lr68 and positive for the marker associated with the favorable allele of dwarfism Rht-D1. The genotypes ‘Marroqui 588’, ‘Sujata’, ‘Yaqui 50’ were positive for the Lr46 y Lr67 markers whereas; ‘RL6077’, ‘'Constitucion' and 'Chapingo 53' were for Lr67 resistance allele 'Tordo' turned out positive for Lr34, Lr46, and Rht-D1. 'Nasma' and 'Sonalika', 'Kanchan' and 'Pavon' were positive for Lr46 and Rht-D1. 'Yecora 70' was associated with Lr46, Rht-B1 and Rht-D1, while 'Lalbahadur', only with genes for dwarfism Rht-B1 and Rht-D1, and 'Apav', also only with dwarfism Rht-B1 gene. Combinations of favorable alleles Lr34/Lr67, and Lr67 not met with any of the alleles of dwarfism Rht-B or Rht-D. Based on F3 families from the cross 'Nasma' × 'Marroqui 588' and using the frequencies of recombination of the results of the SNP for the favorable alleles Lr67 and Rht-D1, was found a distance between both genes of 22 cM and 27 cM with the genetic map of par linkage to chromosome 4DL. This result shows that the distance is large enough as to allow genetic recombination between both genes and can come together in the same genotype.