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Identificación de de Genes Genes Análogos Análogos de de Identificación Resistencia y y QTLs QTLs Asociados Asociados con con Resistencia Centro Internacional de Agricultura Tropical International Center for Tropical Agriculture Resistencia aa Enfermedades Enfermedades de de Yuca Yuca Resistencia Llano GA GA11,, Alvarez Alvarez E E11,, Loke Loke JB JB11,, Fregene Fregene M M11,, Muñoz Muñoz JE JE22 Llano 11Centro Centro Internacional Internacional de de Agricultura Agricultura Tropical Tropical (CIAT), (CIAT), Cali; Cali;22Universidad Universidad Nacional Nacional de de Colombia-Palmira Colombia-Palmira La pudrición de raíces causada por varias especies de Phytophthora, y el Añublo Bacterial, causado por Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam), son dos enfermedades que causan pérdidas superiores a 80% de la producción de yuca (Manihot esculenta Crantz). Los marcadores moleculares son una herramienta importante para el mejoramiento de la resistencia de yuca a estas enfermedades. rGY156 rF19b rS2 GLU GY217 50 rNS74 rGY220 rNS260 rNS319 rNS217 rNS347 rSSRY319 100 rNS10 rGY176 50 CBB4 SSRY90 σ2= 7.3% E rSSRY19 Identificación de QTLs. Se identificaron 15 QTLs asociados a la resistencia a P. tropicalis, 2 asociados a P. palmivora y 2 a P. melonis, ubicados en diferentes grupos de ligamiento, que explicaron hasta 11.0% de varianza fenotípica (Tabla 1; Figura 1). 0 GY8 SSRY13 GY16 rNS92 SSRY23 50 SSRY4 K16d rGY170 rGY104 GY12 rGY211 rSSRY32 SSRY17 SSRY63 100 NS189 100 NS995 GY137 Grupo de ligamiento Marcador O1 O1 G1 H1 C1 E1 H1 J1 J1 N1 Q1 V1 V1 rP1a SSRy 19 CPY 79 rGY 170 rGY 172 rNS 217 SSRy 178 CDY 76 K2a SSRy 13 SSRy 911 NS 911 GY 153 P. palmivora P. melonis P. tropicalis A2 D2 I2 I2 M2 N 1 Mapa de la madre; 2 2 rGY 32 % Varianza fenotípica3 8.3 0.1 0.2 1.6 5.4 7.3 1.3 4.0 8.6 4.2 5.7 9.0 4.5 11.0 SSRy 313 SSRy 51 3.4 5.7 GY 88 3.3 SSRy 299 SSRy 105 3.4 4.8 Mapa del padre; 3 Varianza explicada. Significancia (P) < 0.0010 < 0.0050 < 0.0100 < 0.0500 No significativo SSRY16 SSRY191 GY14 Efecto adicional del padre rGY3 rGY135 rAB9a Figure 1. σ2= 0.2% G σ2= 1.6% H Figura 1. Mapa de algunos QTLs identificados en varios grupos de ligamiento y asociados con resistencia de la familia K de yuca a P.tropicalis (44), P. palmivora (P4) y P. melonis (P12). Identificación de RGAs. Mediante PCR se obtuvieron 28 clones NBS y 2 Pto kinasa, de los cuales 4 (N33, N37, N38 y K1) mostraron regiones codificantes y secuencia homóloga con genes NBSLRR (repeticiones ricas en leucina) de varios cultivos por lo que se consideraron como RGAs. Los RGAs se agruparon en tres clases (Figura 3). El clon N-37 tuvo homología con los genes no TIR, RPS2 (Arabidopsis) y Mi (tomate), mientras que los clones K-1 y N-38 mostraron homología con los genes TIR L6 (lino) y RPP5 (Arabidopsis). El clon N-33 fue diferente a los demás (Figura 2). Los cebadores específicos diseñados N-37 y N-38, permitieron separar individuos resistentes a Xam, mientras que ninguno mostró asociación con resistencia a Phytophthora. 0.05 GR: gen de resistencia RGA: gen análogo de resistencia NBSDH1 (RGA de soya) 48 N 37 83 98 AF402735 –1 (NBS/LRR de cacao) 51 Mi (NBS/LRR, GR a Meloidogyne spp. en tomate) RPS2 (GR a Pseudomonas syringae en Arabidopsis) L6 (GR a Melampsora lini en lino) 100 N 38 K1 99 95 AF515627-1 (NBS/LRR de Malus domestica) RPP5 (GR a Peronospora parasitica - Arabidopsis) AF487946-1 (NBS/LRR/Toll Medicago sativa) 100 77 Especie 150 CPY79(15) 150 OJ1 SSRY2 NS340 rAM18 NS384 99 Tabla 1. QTLs que explican valores significativos de varianza fenotípica para resistencia a tres especies de Phytophthora. P4 44 rSSRY3 P12 P12 P4 44 cM 0 rSSRY22 RESULTADOS σ2= 8.3% O cM MATERIALES Y METODOS Identificación de genes análogos de resistencia (RGA). Se amplificaron regiones conservadas de ADN, mediante PCR con cebadores degenerados NBS y Pto-kinasa, a partir de genotipos resistentes a Xam y Phytophthora spp. Los fragmentos secuenciados se homologaron con genes de resistencia, mediante la herramienta Blastx del GenBank. Se diseñaron cebadores específicos con base en las secuencias de mayor homología, para amplificar regiones de ADN de individuos resistentes y susceptibles. P4 44 rHRGP rGY118 50 Identificación de QTLs. Se evaluó la resistencia de 126 individuos de la familia K de yuca, inoculados en raíces con 3 especies de Phytophthora. Con esta información y con el mapa genético de la misma familia (Fregene et al. 1997), se identificaron QTLs asociados con la resistencia a P. tropicalis, P. melonis y P. palmivora, por medio del análisis y mapeo con el programa Q-gene 3.06V (Nelson 1997). Se generó un mapa de QTLs y se estimó la varianza fenotípica explicada por cada QTL, mediante el coeficiente de regresión (r2). rP1a 0 0 P12 cM P12 44 cM P4 INTRODUCCION INTRODUCCION AF516642-1 (NBS/LRR de Malus prunifolia) N 33 Figura 2. Arbol filogenético de RGAs (N-33, N-37, N38 y K-1) identificados en yuca, obtenido mediante análisis de parsimonia y bootstrap (5000 réplicas). Se muestran secuencias homólogas reportadas en GenBank y genes de resistencia de otras especies. CONCLUSIONES • Existen varios QTLs, asociados con resistencia a Phytophthora spp. •Se encontró asosciación de 2 RGAs con resistencia a Xam, mas no a Phytophthora spp. en yuca. REFERENCIAS Fregene M; Angel F; Gómez R; Rodríguez F; Chavarriaga P; Roca W; Tohme J; Bonierbale M. 1997. A molecular genetic map of cassava (Manihot esculenta Crantz). Theor Appl Genet 95(3):431–441. Nelson JC. 1997. Q-gene: software for marker-based genome analysis and breeding. Mol Breed 3:229–235.
