Mapa de genes de resistência à ferrugem da folha em trigo ‘Guinong08-6’
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0359.2023v44n2p601Palavras-chave:
Puccinia triticina, SSR, Genes dominantes complementares, Gene de resistência.Resumo
A ferrugem da folha do trigo (Puccinia triticina Eriks.), importante doença do trigo em todo o mundo, causa graves perdas de rendimento e, portanto, o desenvolvimento de cultivares resistentes é muito importante. Nesta pesquisa, uma linhagem chinesa de trigo (Guinong08-6) mostrou resistência de plantas adultas a uma mistura de isolados do patógeno, , na região de Guiyang, China. Essa linhagem foi cruzada com uma linhagem suscetível de trigo (Guinong19) para desenvolver híbridos F1, F2 e F3. Combinados de marcadores SSR e STS foram usados para mapear genes de resistência à ferrugem da folha em Guinong08-6, e o fenótipo de resistência de Guinong08-6 foi co-regulado por dois genes dominantes complementares, chamados LrGn08-6A e LrGn08-6B. LrGn08-6A foi mapeado para o cromossomo 2AS com marcadores URIC-LN2 e Xgpw2204, que flanquearam o gene em distâncias de 1,8 centimorgano (cM) e 14,83 cM, respectivamente. LrGn08-6B foi mapeado para o cromossomo 4DL com marcadores Xgpw342 e Xbarc93, e ambos flanquearam o gene a uma distância de 26,57 cM. As análises genéticas e moleculares de marcadores demonstraram que LrGn08-6A, que foi herdado de Aegilops ventricosa, pode ser o gene de resistência Lr37, enquanto LrGn08-6B pode ser um gene recentemente descoberto de resistência à ferrugem da folha do trigo.
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Referências
Bansal, U. K., Forrest, K. L., Hayden, M. J., Miah, H., Singh, D., & Bariana, H. S. (2011). Characterization of a new stripe rust resistance gene Yr47 and its genetic association with the leaf rust resistance gene Lr52. Theoretical and Applied Genetics, 122(8), 1461-1466. doi: 10.1007/s00122-011-1545-4 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-011-1545-4
Bariana, H. S., & McIntosh, R. A. (1993). Cytogenetic studies in wheat. XV. Location of rust resistance genes in VPM1 and their genetic linkage with other disease resistance genes in chromosome 2A. Genome, 36(3), 476-482. doi: 10.1139/g93-065 DOI: https://doi.org/10.1139/g93-065
Basnet, B. R., Singh, R. P., Herrera-Foessel, S. A., Ibrahim, A. M. H., HuertaEspino, J., Calvo-Salazar, V., & Rudd, J. C. (2013). Genetic analysis of adult plant resistance to yellow rust and leaf rust in common spring wheat Quaiu 3. Plant Disease, 97(6), 728-736. doi: 10.1094/PDIS-02-12-0141-RE DOI: https://doi.org/10.1094/PDIS-02-12-0141-RE
Błaszczyk, L., Goyeau, H., Huang, X. Q., Röder, M., Stepień, L., & Chełkowski, J. (2004). Identifying leaf rust resistance genes and mapping gene Lr37 on the microsatellite map of wheat. Cellular & Molecular Biology Letters, 9(4B), 869-878. doi: 10.1007/s00018-003-3367-2 DOI: https://doi.org/10.1007/s00018-003-3367-2
Bolton, M. D., Kolmer, J. A., & Garvin, D. F. (2008). Wheat leaf rust caused by Puccinia triticina. Molecular Plant Pathology, 9(5), 563-575. doi: 10.1111/j.1364-3703.2008.00487.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2008.00487.x
Dracatos, P. M., Zhang, P., Park, R. F., McIntosh, R. A., & Wellings, C. R. (2006). Complementary resistance genes in wheat selection ‘Avocet R’ confer resistance to stripe rust. Theoretical and Applied Genetics, 129(1), 65-76. doi: 10.1007/s00122-015-2609-7 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-015-2609-7
Ellis, J. G., Lagudah, E. S., Spielmeyer, W., & Dodds, P. N. (2014). The past, present and future of breeding rust resistant wheat. Frontiers in Plant Science, 5(641), 1-13. doi: 10.3389/fpls.2014.00641 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2014.00641
Gebrewahid, T. W., Zhou, Y., Zhang, P. P., Ren, Y., Gao, P., Xia, X. C., He, Z. H., Li, Z. F., & Li, D. Q. (2020). Mapping of stripe rust and leaf rust resistance quantitative trait loci in the Chinese spring wheat line Mianyang351-15. Phytopathology, 110(5), 1074-1081. doi: 10.1094/PHYTO-08-19-0316-R DOI: https://doi.org/10.1094/PHYTO-08-19-0316-R
Helguera, M., Khan, I. A., Kolmer, J., Lijavetzky, D., Zhong-qi, L., & Dubcovsky, J. (2003). PCR assays for the cluster of rust resistance genes and their use to develop isogenic hard red spring wheat lines. Crop Science, 43(5), 1839-1847. doi: 10.2135/cropsci2003.1839 DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci2003.1839
Herrera-Foessel, S. A., Singh, R. P., Huerta-Espino, J., Rosewarne, G. M., Periyannan, S. K., Viccars, L., Calvo-Salazar, V., Lan, C., & Lagudah, E. S. (2012). Lr68: a new gene conferring slow rusting resistance to leaf rust in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 124(8), 1475-1486. doi: 10.1007/s00122-012-1802-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-012-1802-1
Herrera-Foessel, S. A., Singh, R. P., Lillemo, M., Huerta-Espino, J., Bhavani, S., Singh, S., Lan, C., Calvo-Salazar, V., & Lagudah, E. S. (2014). Lr67/Yr46 confers adult plant resistance to stem rust and powdery mildew in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 127(4), 781-789. doi: 10.1007/s00122-013-2256-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-013-2256-9
Hiebert, C. W., Thomas, J. B., McCallum, B. D., Humphreys, D. G., DePauw, R. M., Hayden, M. J., Mago, R., Schnippenkoetter, W., & Spielmeyer, W. (2010). An introgression on wheat chromosome 4DL in RL6077 (Thatcher*6/PI 250413) confers adult plant resistance to stripe rust and leaf rust (Lr67). Theoretical and Applied Genetics, 121(6), 1083-1091. doi: 10.1007/s00122-010-1373-y DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-010-1373-y
Juliana, P., Singh, R. P., Singh, P. K., Crossa, J., Huerta-Espino, J., Lan, C., Bhavani, S., Rutkoski, J. E., Poland, J. A., Bergstrom, G. C., & Sorrells, M. E. (2017). Genomic and pedigree-based prediction for leaf, stem, and stripe rust resistance in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 130(7), 1415-1430. doi: 10.1007/s00122-017-2897-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-017-2897-1
Kole, C., Muthamilarasan, M., Henry, R., Edwards, D., Sharma, R., Abberton, M., Batley, J., Bentley, A., Blakeney, M., Bryant, J., Cai, H., Cakir, M., Cseke, L. J., Cockram, J., de Oliveira, A. C., De Pace, C., Dempewolf, H., Ellison, S., Gepts, P.,…. Prasad, M. (2015). Application of genomics-assisted breeding for generation of climate resilient crops: progress and prospects. Frontiers in Plant Science, 6(3), 563. doi: 10.3389/fpls.2015.00563 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00563
Kolmer, J. A., Su, Z., Bernardo, A., Bai, G., & Chao, S. (2018). Mapping and characterization of the new adult plant leaf rust resistance gene Lr77 derived from Santa Fe winter wheat. Theoretical and Applied Genetics, 131(7), 1553-1560. doi: 10.1007/s00122-018-3097-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-018-3097-3
Kwiatek, M., Błaszczyk, L., Wiśniewska, H., & Apolinarska, B. (2012). Aegilops-Secale amphiploids: chromosome categorisation, pollen viability and identification of fungal disease resistance genes. Journal of Applied Genetics, 53(1), 37-40. doi: 10.1007/s13353-011-0071-z DOI: https://doi.org/10.1007/s13353-011-0071-z
McIntosh, R. A., Dubcovsky, J., Rogers, W. J., Morris, C., & Xia, X. C. (2017). Catalogue of gene symbols for wheat: 2017 supplement. https://shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/macgene/supplement2017.pdf
Millet, E., Manisterski, J., Benyehuda, P., Distelfeld, A., & Deek, J. (2014). Introgression of leaf rust and stripe rust resistance from Sharon goatgrass (Aegilops sharonensis Eig) into bread wheat (Triticum aestivum L.). Genome, 57(6), 309-316. doi: 10.1139/gen-2014-0004 DOI: https://doi.org/10.1139/gen-2014-0004
Pasam, R. K., Bansal, U., Daetwyler, H. D., Forrest, K. L., Wong, D., Petkowski, J., Willey, N., Randhawa, M., Chhetri, M., Miah, H., Tibbits, J., Bariana, H., & Hayden, M. J. (2017). Detection and validation of genomic regions associated with resistance to rust diseases in a worldwide hexaploid wheat landrace collection using Bayes R and mixed linear model approaches. Theoretical and Applied Genetics, 130(4), 777-793. doi: 10.1007/s00122-016-2851-7 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-016-2851-7
Peng, F. Y., & Yang, R. C. (2017). Prediction and analysis of three gene families related to leaf rust (Puccinia triticina) resistance in wheat (Triticum Aestivum L.). BMC Plant Biology, 108(1), 1-17. doi: 10.1186/s12870-017-1056-9 DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-017-1056-9
Prasad, P., Savadi, S., Bhardwaj, S. C., & Gupta, P. K. (2020). The progress of leaf rust research in wheat. Fungal Biology, 124(6), 537-550. doi: 10.1016/j.funbio.2020.02.013 DOI: https://doi.org/10.1016/j.funbio.2020.02.013
Roelfs, A. P. (1984). Race specificity and methods of study. Academic Press. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-148401-9.50011-X
Singh, R. P., Huerta-Espino, J., Rajaram, S., Barna, B., & Kiraly, Z. (2000). Achieving near-immunity to leaf and stripe rusts in wheat by combining slow rusting resistance genes. Acta Phytopathologica Et Entomologica Hungarica, 35(1), 133-139.
Singh, R. P., Huerta-Espino, J., Bhavani, S., Herrera-Foessel, S. A., Singh, D., Singh, P. K., Velu, G., Mason, R. E., Jin, Y., Njau, P., & Crossa, J. (2011). Race non-specific resistance to rust diseases in CIMMYT spring wheats. Euphytica, 179(1), 175-186. doi: 10.1007/s10681-010-0322-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s10681-010-0322-9
Stepień, L., Golka, L., & Chełkowski, J. (2003). Leaf rust resistance genes of wheat: identification in cultivars and resistance sources. Journal of Applied Genetics, 44(2), 139-149.
Tanguy, A. M., Coriton, O., Abélard, P., Dedryver, F., & Jahier, J. (2005). Structure of Aegilops ventricosa chromosome 6Nv, the donor of wheat genes Yr17, Lr37, Sr38, and Cre5. Genome, 48(3), 541-546. doi: 10.1139/g05-001 DOI: https://doi.org/10.1139/g05-001
Lu, Y., Bowden, R. L., Zhang, G., Xu, X., Fritz, A. K., & Bai, G. (2017). Quantitative trait loci for slow-rusting resistance to leaf rust in doubled haploid wheat population CI13227 x Lakin. Phytopathology, 107(11), 1372-1380. doi: 10.1094/PHYTO-09-16-0347-R DOI: https://doi.org/10.1094/PHYTO-09-16-0347-R
Wu, J. Q., Sakthikumar, S., Dong, C., Zhang, P., Cuomo, C. A., & Park, R. F. (2017). Comparative genomics integrated with association analysis identifies candidate effector genes corresponding to Lr20 in phenotype-paired Puccinia triticina isolates from Australia. Frontiers in Plant Science, 8(148), 1-19. doi: 10.3389/fpls.2017.00148 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00148
Zhou, Y., Ren, Y., Lillemo, M., Yao, Z., Zhang, P., Xia, X., He, Z., Li, Z., & Liu, D. (2014). QTL mapping of adult-plant resistance to leaf rust in a RIL population derived from a cross of wheat cultivars Shanghai 3/Catbird and Naxos. Theoretical and Applied Genetics, 127(9), 1873-1883. doi: 10.1007/s00122-014-2346-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-014-2346-3
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