Mapeo molecular de QTLs asociados a la respuesta al Síndrome de la Muerte Súbita (Fusarium tucumaniae) en soja [Glycine max (L.) Merr.]

Abstract

El Síndrome de la Muerte Súbita (SMS) es una enfermedad que afecta el cultivo de soja en Argentina, es causado por cuatro especies de Fusarium habitantes del suelo, con predominio en Argentina de Fusarium tucumaniae. La expresión de la resistencia a SMS está gobernada por varios genes y ningún genotipo expresa resistencia total a la enfermedad. Fueron confirmados 14 QTLs localizados en los grupos de ligamiento (GL) C2, G, I, D2, N, F y H, que confieren resistencia a la enfermedad en hoja y raíz. En este trabajo se propuso identificar marcadores moleculares (MM) asociados a la respuesta fenotípica frente a F. tucumaniae en condiciones de campo en una población de RILs proveniente del cruzamiento biparental de NA4613RG y ADM4800.Para determinar la respuesta fenotípica de 149 RILs F2:F9 y de sus parentales durante cuatro campañas agrícolas, se evaluó la incidencia y severidad de cada parcela y se construyó el índice de la enfermedad (IE); además se analizaron 221 MM en 20 GL y mediante un ANOVA se determinó asociación entre MM e IE. El rango de variación del carácter IE para las cuatro campañas analizadas fue entre 0,00 y 20,00 para el parental parcialmente resistente ADM4800 y el parental susceptible NA4613RG, respectivamente. La población de RILs expresó valores de IE dentro de este rango, además las medias de la población fueron estables, excepto en una sola campaña. Mediante el estudio de la interacción significativa RILs * Campaña, se encontraron ocho RILs que fueron estables y presentaron un IE promedio inferior al IE promedio de ADM4800, las cuales aportaron mayor variabilidad al IE, incrementando el rango de selección para el mejoramiento genético y aportando nuevas combinaciones de genes para mapeo. Considerando la variabilidad de IE detectada, se concluyó que este carácter podría ser incorporado a genotipos susceptibles en programas de mejoramiento. Veinticinco MM fueron polimórficos entre los parentales de la población, de los cuales 13 se localizaron en las regiones previamente caracterizadas por expresar resistencia al SMS y 12 en el resto del genoma. Finalmente, nueve SSRs resultaron asociados al IE en esta población, seis de las regiones asociadas al IE coincidieron con QTLs mapeados en otras fuentes de resistencia, pero caracterizados por la resistencia a SMS causado por F. virguliforme, mientras que, los hallados en este estudio aportaron resistencia contra F. tucumaniae.

ABSTRACT Molecular mapping of QTLs associated with the response to Sudden Death Syndrome (Fusarium tucumaniae) in soybean [Glycine max (L.) Merr.]. The Sudden Death Syndrome (SDS) is caused by four species of Fusarium that inhabit the soil, being the Fusarium tucumaniae the one that predominates in Argentina. Fourteen QTLs were confirmed and localized in the linkage groups (LG) C2, G, I, D2, N, F y H, that provide disease resistance in leaves and roots. On this project it has been proposed to identify molecular markers (MM) associated to the phenotypic response against Fusarium tucumaniae in farm conditions, on a population of RILs derived from the crossing NA4613RG by ADM4800. To determine the phenotypic response of 149 RILs and their parents during four years, the incidence and the severity of each plot were evaluated and the disease index (DI) was determined, 221 MM in 20 LG were also analyzed and the association between MM and DI was determined through ANOVA. Twenty-five MM were polymorphic between the parents of the population, from which nine turned out to be associated to the DI. Six of the MM coincide with the QTLs mapped in other resistance sources, but characterized by the resistance to SDS caused by F. virguliforme, whereas, the ones found in this research provide resistance to F. tucumaniae.

The Sudden Death Syndrome (SDS) is caused by four species of Fusarium that inhabit the soil, being the Fusaríum tucumaniae the one that predominates in Argentina. Fourteen QTLs were confirmed and localized in the linkage groups (LG) C2, G, I, D2, N, F y H, that provide disease resistance in leaves and roots. On this project it has been proposed to ¡dentify molecular markers (MM) associated to the phenotypic response against Fusarium tucumaniae in farm conditions, on a population of RlLs derived from the crossing NA4613RG by ADM4800. To determine the phenotypic response of 149 RlLs and their parents during four years, the incidence and the severity of each plot were evaluated and the disease index (DI) was determined, 221 MM in 20 LG were aiso analyzed and the association between MM and DI was determined through ANOVA. Twenty-five MM were polymorphic between the parents of the population, from which nine turned out to be associated to the DI. Six of the MM coincide with the QTLs mapped in other resistance sources, but characterized by the resistance to SDS caused by F. virguliforme, whereas, the ones found in this research provide resistance to F. tucumaniae.