Análisis de QTL revela loci de resistencia cuantitativa a Phytophthora infestans y Tecia solanivora en papa tetraploide

Abstract

El tizón tardío o gota causado por Phytophthora infestans y la polilla guatemalteca Tecia solanivora son los principales problemas fitosanitarios en el cultivo de papa en Colombia. La papa en condición autotetraploide presenta una alta complejidad estructural en el genoma debido a su segregación tetrasómica que limita el análisis de QTL. Esta investigación tuvo como objetivo identificar QTL ligados a T. solanivora y P. infestans en la población segregante F1 “RN x 2384”. Se evaluó la severidad de Phytophthora infestans y la incidencia de Tecia solanivora en campo durante dos ciclos de cultivo. De igual forma, se determinó la severidad, incidencia y orificios de salida de la plaga en tubérculos afectados en almacenamiento. La población fue genotipada con el 12K SNP chip array y alrededor del 45% de los marcadores fueron polimórficos. Posteriormente, se construyó un mapa de ligamiento genético con una longitud de 968.4 cM con 1.287 SNP empleando el software TetraploidMap, usando como referencia el mapa físico de papa (PGSC v4.03). En la evaluación fenotípica Tecia solanivora se desarrolló con mayor severidad en el año seco (2015), mientras Phytophthora infestans en el año húmedo (2016). El análisis de QTL reveló seis QTL relacionados a Phytophthora infestans en los cromosomas 1, 3, 4, 5 y 8, de los cuales dos no han sido reportados previamente. Los QTL de mayor relevancia fueron qrAUDPC-1 y qrAUDPC-3.2 que explicaron el 5.17 % y 5.55 % de la variación fenotípica, respectivamente. Para Tecia solanivora se mapearon 15 QTL en los cromosomas 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9,10 y 12. Los QTL que más explicaron la varianza fenotípica fueron qIPC-7, qIPA-2.1 y qOPA-7.1, con 11,45 %, 12,99 %, 10,37 % respectivamente. De acuerdo con la literatura revisada, este es el primer estudio que mapea QTL para resistencia a Tecia solanivora, por lo tanto, estos resultados son pioneros para la elucidación de genes y regiones que pueden estar involucradas en la resistencia a estos problemas fitosanitarios. Estos resultados pueden contribuir a los programas de mejoramiento genético de papa, en especial en países en los cuales Phytophthora infestans y Tecia solanivora son limitantes en la producción. (Texto tomado de la fuente).

Late blight caused by Phytophthora infestans and Guatemalan potato tuber moth Tecia solanivora are the main problems in potato crop in Colombia. QTL analysis in autotetraploid potato have been limited due to ploidy and complex genomic structure. Therefore, the main goal of this research was to identify QTL for resistance to late blight and Guatemalan potato tuber moth in the F1 population “RN x 2384”. Therefore, Phytophthora infestans severity and Tecia solanivora incidence were evaluated in two crop cycles. Additionally, the severity, incidence and number of output holes in storage affected tubers was evaluated. The population was genotyped using 12K SNP chip and approximately 45% of the makers were polymorphic. A genetic linkage map with a length of 968.4 cM was constructed with 1287 SNP using TetraploidMap software, using as a reference the physical map (PGSC v4.03). In the phenotypic evaluation, Tecia solanivora developed greater severity in the dry year (2015), while Phytophthora infestans presented higher values in the wet year (2016). The QTL analysis revealed six QTL linked to Phytophthora infestans on chromosomes 1, 3, 4, 5 and 8, two of them have not been previously reported. The most relevant QTL were qrAUDPC-1 y qrAUDPC-3.2 explaining 5.17 % and 5.55 % of the phenotypic variation, respectively. Fithteen QTL were identified linkage to Tecia solanivora and mapped on the chromosomes 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9,10 and 12. The QTL that most explained the phenotypic variance were qIPC-7, qIPA-2.1 and qOPA-7.1 with a proportion of 11.45 %, 12.99 %, 10.37 %, respectively. Based on the literature reviewed, this is the first study that maps QTL for resistance to T. solanivora. Thus, these results may contribute to potato breeding programs, especially in countries where Phytophthora infestans and T. solanivora are limitations in production.