Identificación de regiones genómicas (QTLs) en la población de trigo harinero F5 Kenya Kongoni

Abstract

La variedad 'Kenya Kongoni' muestra niveles altos de resistencia de planta adulta (RPA) a roya de la hoja (LR) y roya amarilla (YR), causada por Puccinia triticina y P. striiformis, respectivamente, en el campo. El objetivo de este estudio fue identificar las regiones genómicas asociadas con la resistencia a LR y YR en una población de 138 líneas endogámicas recombinantes generadas por el cruzamiento de 'Kenya Kongoni' con Avocet-YrA. Los experimentos de campo para RPA de LR se llevaron a cabo en México durante el año 2011 en El Batán, y 2012 y 2013 en la Cd. Obregón y en La Estanzuela, Uruguay, durante 2012 y 2013. La caracterización fenotípica de RPA a YR se evaluó en Toluca, México, durante 2012 y 2013. Los experimentos de campo en México estuvieron bajo epidemias inducidas artificialmente con las razas prevalentes. El mapa de ligamiento se construyó con 438 DArT y 16 marcadores SSR, utilizando el software IciMapping 3.3. Los análisis genéticos mostraron que la resistencia a ambas enfermedades está determinada por 4 a 5 genes de RPA, incluyendo Lr46/Yr29 y Sr2/Lr27/Yr30. El análisis de loci de rasgos cuantitativos (QTL) indicó que los loci pleiotrópicos de RPA (PAPR), QYL.cim-1BL y QYL.cim-7BL, explican 5-57% de la varianza para LR y 12-35 % de la varianza para YR. Estos loci, en combinación con los QTLs QLr.cim-2BL y QLr.cim-1DS para resistencia a LR y QYr.cim-2BS y QYr.cim-5BL para resistencia a YR confieren alto nivel de resistencia a ambas royas en México y Uruguay. _______________ ABSTRACT: The Kenyan variety ‘Kenya Kongoni’ exhibits high levels of adult plant resistance (APR) to leaf rust (LR) and stripe rust (YR), caused by Puccinia triticina and P. striiformis, respectively, in the field. The objective of this study was to investigate the genomic regions associated with LR and YR resistance in a population of 138 recombinant inbred lines generated by crossing ‘Kenya Kongoni’ with susceptible Avocet-YrA. Field experiments for APR to LR were conducted in Mexico during 2011 in El Batán, and 2012 and 2013 in Cd. Obregón and in La Estanzuela, Uruguay during 2012 and 2013. Phenotypic characterization for APR to YR was evaluated in Toluca, Mexico during 2012 and 2013. Field experiments in Mexico were established under artificially induced epidemics with prevalent races. The linkage map was constructed with 438 DArT and 16 SSR markers by IciMapping 3.3 software. Genetic analyses showed that the resistance to both diseases was determined by 4 to 5 APR genes, including Lr46/Yr29 and Sr2/Lr27/Yr30. Quantitative trait loci (QTL) analysis indicated that pleiotropic APR (PAPR) loci, QYL.cim-1BL and QYL.cim-7BL, explain 5-57% of the LR variance and 12-35% of the YR variance. These PAPR loci in combination with QTLs QLr.cim-2BL and QLr.cim-1DS for LR resistance and QTLs QYr.cim-2BS and QYr.cim-5BL for YR resistance conferred high level of resistance to both rust diseases in Mexican and Uruguayan environments.