Mapeamento de QTLs associados a genes de resistência à antracnose foliar em sorgo

Abstract

O Colletotrichum graminicola, agente causador da antracnose no sorgo, esta presente em todas as áreas de cultivo. Em cultivares susceptíveis as perdas ocasionadas pela doença podem ultrapassar 50%. No Brasil as condições ambientais favorecem a elevada variabilidade do patógeno, tornando a principal doença da cultura. A utilização dos marcadores moleculares e métodos estatísticos tem possibilitado uma abordagem mais ampla para o melhoramento de plantas, através do mapeamento de características quantitativas de locos que controlam regiões genômicas. Assim a identificação e mapeamento dos genes de resistência por meio de marcadores moleculares vêm contribuindo para o entendimento da genética de resistência além de auxiliar programas de melhoramento na seleção e hibridação introgressiva de genes. Nesse contexto o objetivo da pesquisa foi identificar Trait quantitative locus (QTLs) associados com a resistência à antracnose foliar da linhagem CMSXS 180R, via genotipagem por sequenciamento, visando seu uso futuro em trabalhos de piramidação de genes para resistência a doenças em sorgo. Para a fenotipagem foram utilizadas 246 linhagens endogâmicas recombinantes oriundas do cruzamento entre os genitores CMSXS 180 (resistente) e CMSXS 110 (susceptível). A avaliação quanto à reação do patógeno, seguiu escala de notas no qual nota um era considerado tolerante e cinco era susceptível. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições, e a análise estatística foi realizada, via modelos mistos. Já o mapeamento dos dados foi via regressão linear geral. Para o isolado 1 foram detectados QTLs nos cromossomos 2 e 4. Já para o isolado 2 foram detectados QTLs nos cromossomos 1, 3, 4, 5 e 8. Dentre os marcadores observados, o mais promissor foi SNP na posição 64,33 Mpb, devido ao seu R 2 . Neste trabalho foram identificados novos QTLs, tanto para cromossomos já descritos na literatura como para um novo. Além disso, vale destacar que para o cromossomo 4 foi detectado um QTL muito próximo para ambos os isolados, assim podemos inferi que se tratar do mesmo QTL.

Colletotrichum graminicola, the causative agent of anthracnose in sorghum, is present in all growing areas. In susceptible cultivars, the losses caused by the disease may exceed 50%. In Brazil, the environmental conditions favor the high variability of the pathogen, making it the main disease of the crop. The use of molecular markers and statistical methods has enabled a broader approach to plant breeding by mapping the quantitative characteristics of loci that control genomic regions. Thus the identification and mapping of resistance genes by means of molecular markers have contributed to the understanding of resistance genetics, besides helping breeding programs in introgressive selection and hybridization of genes. In this context, the objective of the research was to identify Trait quantitative locus (QTLs) associated with resistance to foliar anthracnose of the CMSXS 180R line, through genotyping by sequencing, aiming at its future use in the work of gene pyramiding for resistance to diseases in sorghum. For phenotyping, 246 recombinant inbred lines from the crossover between CMSXS 180 (resistant) and CMSXS 110 (susceptible) were used. The evaluation of the reaction of the pathogen followed a note scale in which one was considered tolerant and five was susceptible. The experimental design was in randomized blocks with three replicates, and the statistical analysis was performed using mixed models. The data mapping was via general linear regression. For the isolate 1, QTLs were detected in chromosomes 2 and 4. On the other hand, for the isolate 2, QTLs were detected in chromosomes 1, 3, 4, 5 and 8. Among the observed markers, the most promising was SNP at position 64.33 Mpb, due to its R2. In this work, new QTLs were identified for both chromosomes already described in the literature and for a new one. In addition, it is worth mentioning that for chromosome 4 a very close QTL was detected for both isolates, so we can infer that it is the same QTL.