Functional microsatellites in cassava (Manihot esculenta Crantz): genomic mapping and genetic characterisation in cultivars from Misiones

Abstract

Cassava is a perennial root crop cultivated for human nutrition and livestock feeding. Its roots are consumed peeled and cooked, while the raw roots are processed industrially to obtain starch. In Misiones, farmers have traditionally preferred and preserved several cassava cultivars for specific traits, such as cooking quality, texture of boiled roots, or starch yield. Our objectives were to employ seven EST-SSR primer pairs to map them in silico onto the reference genome of M. esculenta, and to characterise a group of traditional and new cassava cultivars and lines for Misiones by PCR amplification. Each primer pair mapped uniquely to the expected locus and, for the first time, revealed the corresponding chromosome, gene identity, and primer-mapped region in the reference genome. The functional SSR marker was contained within the region delimited by both primers of each pair. In all 20 studied cassava accessions, these primers produced satisfactory amplification profiles showing bands of expected size. The assayed set of markers yielded a characteristic amplification pattern for each accession, allowing them to be differentiated by this seven-primer combination. This analysis aims to assist the initial steps of genetic characterisation for selection and breeding programs of cassava cultivars in Misiones.

La mandioca es un arbusto perenne cultivado para alimentación humana y del ganado. Sus raíces son consumidas como hortaliza o destinadas a la producción de fécula. En Misiones, tradicionalmente los productores han preferido y preservado varios cultivares según ciertas características, como calidad y textura de cocción, o rinde de fécula. Nuestros objetivos fueron utilizar siete pares de cebadores EST-SSR para localizarlos in silico en el genoma de referencia de M. esculenta, y caracterizar un grupo de cultivares y líneas tradicionales y nuevas para Misiones mediante amplificación por PCR. Cada par de cebadores mapeó únicamente en el locus esperado, revelando por primera vez el cromosoma correspondiente, el gen asociado y la región blanco de los cebadores en el genoma de referencia. Además, la región delimitada por ambos cebadores de cada par incluyó al respectivo marcador funcional SSR. Los cebadores produjeron perfiles de amplificación satisfactorios en las 20 accesiones estudiadas, con bandas del tamaño esperado. El conjunto de marcadores ensayado produjo un patrón de amplificación característico para cada accesión, permitiendo diferenciarlas con esta combinación de siete marcadores. Este análisis pretende asistir los pasos iniciales de caracterización genética para selección y programas de mejoramiento de mandioca en Misiones.