Avances en la introgresión asistida por marcadores moleculares de la resistencia al deterioro fisiológico post-cosecha desde manihot walkerae croizat en poblaciones de yuca m. esculenta crantz

Abstract

El rápido Deterioro Fisiológico Post-cosecha (DFP) limita el potencial del cultivo de la yuca, disminuyendo su palatabilidad y valor comercial dentro de 24-72 horas después de la cosecha. Una fuente de genes que disminuyen el DFP fue identificada en un híbrido interespecífico (CW429-1) entre Manihot esculenta y Manihot walkerae. Se aplicó la estrategia de análisis de QTLs en retrocruzamientos “AB-QTL” con el fin de identificar QTLs asociados a la resistencia al DFP. Una población de medios hermanos (BIPD280) proveniente del parental resistente CW429-1 y 8 genotipos elite usados como padres recurrentes susceptibles fue desarrollada y evaluada. La cuantificación del DFP fue realizada usando el método propuesto por Wheatley et al. (1985), con algunas modificaciones. Cinco raíces por genotipo fueron evaluadas a los 7 y 14 días después de la cosecha (ddc), siguiendo una escala (0–100%), otras características relevantes fueron también evaluadas. Cuatrocientos treinta y cuatro marcadores microsatelites fueron evaluados. Los resultados mostraron una reducción significativa de DFP (entre 10-46% de reducción con respecto a los parentales recurrentes). Alrededor de un 51% de genotipos fueron establecidos con un alto y medio nivel de resistencia (0-35% de DFP) de los cuales 22 y 20% de genotipos corresponden a individuos sin síntomas de DFP después de 7 y 14 ddc, respectivamente. Una posible correlación fue establecida entre DFP (14 ddc) y escopoletina (0.523, p0.001), y con materia seca (0.288, p0.001). Los marcadores polimórficos (82 SSR) fueron usados para construir el mapa de ligamiento y de QTLs. Diecisiete grupos de ligamiento fueron obtenidos usando un LOD de 4.0 y una fracción de recombinación de 0.3. 3 regiones QTLs fueron establecidas en los grupos de ligamiento O y C, las cuales explicaron entre el 3.87-7.66% de la variación fenotípica. Cinco QTLs desde el parental donante con efectos negativos sobre materia seca fueron identificados. Estos resultados preliminares mostraron que el esquema de introgresión de la resistencia al DFP fue exitoso y los QTLs asociados a la característica contribuirán a mejorar la eficiencia en los procesos de mejoramiento de yuca mediante el esquema de AB-QTL y selección asistida por marcadores (MAS).

//Abstract. The rapid Physiological Postharvest Deterioration (PPD) process limits the potential of cassava crop, diminishing its palatability and commercial value within 24-72 hours after harvest. A source of genes for drastic delay of PPD was identified in an inter-specific hybrid (CW429-1) between Manihot esculenta (cultivated cassava) and Manihot walkerae. We applied an advanced backcross breeding strategy to identify quantitative trait loci (QTLs) for resistance to PPD from the donor parent CW429-1. A half-sib (BIPD280) population from resistant parental CW429-1 and 8 elite CIAT genotypes, used as susceptible recurrent parents, was developed and evaluated. The method proposed by Wheatley et al. (1985), with some modifications was used to quantify PPD. Five roots per genotype were evaluated 7 and 14 days after harvest (DAH), following a scale (0 - 100%), Other relevant traits were evaluated. Four hundred and thirty four microsatellites markers covering the whole cassava genome were evaluated. Results showed significant reduction of PPD (between 10–46% of PPD in relation to the recurrent parents). About 51% of genotypes were found to have high to medium level of resistance (0-35% PPD) of which 22 and 20% genotypes correspond to individuals without PPD after 7 and 14 DAH, respectively. A positive correlation was found between PPD (14 DAH) and scopoletin (0.523, p0.001), and with dry matter (0.288, p0.001). The polymorphic markers (82 SSR) were evaluated in the entire population for genetic and QTLs mapping. Seventeen linkage groups were obtained using a LOD score of 4 and a recombination fraction of 0.3 and three QTLs regions were found in the O and C linkage group that explain 3.87-7.66% of the phenotypic variance. Five QTLs with negative effects over dry matter were identified from donor parent. These preliminary results indicated that the scheme for introgressing PPD resistance was successful and QTLs found with significant effects associated with this trait have been identified as good targets for future work in cassava improving by AB-QTL scheme and Marker Assisted Selection (MAS).