Búsqueda de hotspots de resistencia para múltiples enfermedades en germoplasma argentino de maíz

Abstract

El estudio de las bases moleculares de la resistencia a múltiples enfermedades (MDR) en el maíz es indispensable para el desarrollo de germoplasma con una resistencia amplia tanto a enfermedades existentes como emergentes. El objetivo principal de este trabajo fue identificar regiones de MDR en un panel de 63 líneas endocriadas de maíz a través de un estudio de asociación de genoma completo (GWAS). Los genotipos se caracterizaron por su resistencia a siete enfermedades del maíz en múltiples ambientes. Los resultados mostraron una alta variabilidad genotípica y una alta heredabilidad para las siete resistencias estudiadas. A través del GWAS se identificaron 26 QTL de resistencia a las enfermedades y la comparación de sus posiciones físicas reveló una región de MDR para dos enfermedades en el bin 3.04. El análisis de ontología génica en la región de MDR evidenció la presencia de múltiples genes candidatos de resistencia, entre los que destacan una enzima lipasa y un receptor de tipo quinasa como posibles mecanismos subyacentes de resistencia. Estos resultados apoyan la hipótesis de que los genes de resistencia se agrupan en regiones específicas del genoma y forman puntos calientes de resistencia (hotspot de resistencia), y destacan la importancia de la región 3.04 asociada a MDR en el germoplasma argentino.

The study of the molecular basis of multiple disease resistance (MDR) in maize is essential for the development of germplasm with broad resistance to existing and emerging diseases. The main objective of this work was to identify MDR regions in a panel of 63 inbred maize lines using a genome-wide association study (GWAS). Genotypes were characterised for resistance to seven maize diseases in different environments. The results showed high genotypic variability and heritability for the seven resistances studied. Twenty-six disease resistance QTL were identified by GWAS, and comparison of their physical positions revealed a MDR region for two diseases at bin 3.04. Gene ontology analysis of the MDR region revealed the presence of several candidate resistance genes, including a lipase enzyme and a kinase-like receptor as the underlying resistance mechanism. These results support the hypothesis that resistance genes cluster in specific regions of the genome, forming resistance hotspots, and highlight the importance of a MDR region at bin 3.04 in Argentine germplasm.