Identificación de genes/QTLs asociados a la resistencia a roya amarilla utilizando mapeo por asociación

Abstract

El trigo candeal (Triticum turgidum L. cv. durum) es la materia prima por excelencia para la fabricación de pastas secas, debido a la dureza y vitrosidad de su grano. En Argentina el área de cultivo ocupa 129.255 ha (2020/21), distribuidas entre el sureste bonaerense, la región centro y el NOA. La productividad del cultivo se ve reducida frecuentemente debido a la ocurrencia de estreses bióticos como las royas. Entre ellas, la roya estriada o roya amarilla (YR) causada por el hongo fitopatógeno Puccinia striiformis f.sp. tritici (Pst) es capaz de causar pérdidas de rendimiento de 5 a 25% y la aparición de nuevas razas altamente virulentas la han convertido en una enfermedad grave en el cultivo de trigo candeal. Uno de los métodos más efectivos para prevenir estas pérdidas es desarrollar cultivares resistentes con alto potencial de rendimiento. En este estudio, se evaluó una colección de 197 cultivares y líneas avanzadas de trigo candeal de distintos orígenes para la resistencia a la roya amarilla, en condiciones de campo bajo infección natural y controlada en cuatro ambientes de cultivo. Además, se evaluó la respuesta a infecciones en estado de plántula utilizando razas colectadas localmente. Se utilizó una matriz de 4854 SNP nuestros y 9 SNP localizados en genes en el estudio del desequilibrio de ligamiento (DL), estructura poblacional y mapeo por asociación. El valor umbral obtenido para el decaimiento del DL intra-cromosómico fue de 11,8 Mb en todo el genoma. Se identificó la presencia de cinco subpoblaciones utilizando un análisis discriminante de componentes principales. Once genotipos mostraron altos niveles de resistencia en al menos 3 ambientes y solo 3 en el total de ensayos. Mediante mapeo por asociación del genoma completo, se identificaron 15 SNP distribuidos en los cromosomas 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 5B, 6A y 7B asociados en 3 ambientes a resistencia en planta adulta, utilizando un modelo lineal mixto (MLM). Las regiones localizadas sobre los cromosomas 2B y 7B fueron mapeadas en los 4 experimentos a campo. Mientras que, 6 marcadores SNP sobre los cromosomas 1A, 2A, 4B y 7B se asociaron con una resistencia raza-específica en estadio de plántula y a campo. El marcador SNP en 7B se asoció mediante un modelo lineal generalizado (GLM) a la resistencia raza-especifica (Yr19-48W) en estadio de plántula, y correspondió a un polimorfismo dentro del gen Phospholipase D (TRITD7Bv1G227700). Estos resultados contribuyen a la compresión de la base genética de la resistencia a la roya amarilla aportando marcadores de utilidad para el mejoramiento genético mediante selección asistida.