Variabilidad en genes candidatos y su asociación con la respuesta de defensa a la bacteriosis vascular en yuca (Manihot esculenta Crantz)
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Resumen
La yuca, Manihot esculenta Crantz, es un cultivo indispensable para la seguridad alimentaria en países del trópico. Su producción se ve amenazada por diversas enfermedades, de las cuales la bacteriosis vascular de la yuca (CBB por Cassava Bacterial Blight) es una de las más limitantes. La CBB es causada por Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm), un patógeno presente en todos los países donde se cultiva yuca. La siembra de materiales resistentes es la estrategia más efectiva para la mitigación de la enfermedad. Por ende, es necesaria la exploración y profundización de las bases genéticas responsables de la resistencia. El propósito de este trabajo fue asociar la variabilidad alélica en genes candidatos (GCs) de resistencia con la respuesta fenotípica frente a la infección por Xpm, empleando un enfoque de mapeo por asociación. El panel de estudio estuvo compuesto de 107 cultivares (genotipos) de yuca colectados en Colombia, junto a 60444, un cultivar de origen africano previamente reportado como susceptible. Los GCs fueron seleccionados con base en una búsqueda de literatura enfocada en Xpm681, la cual incluyó a) genes con expresión diferencial entre plantas inoculadas vs no inoculadas y b) genes que co-localizan con loci de caracteres cuantitativos (QTLs, Quantitative Trait Loci) asociados con resistencia a CBB. Los polimorfismos de nucleótido único (SNPs, Single Nucleotide Polymorphisms) dentro de estos genes fueron identificados mediante genotipificación por secuenciación (GBS por Genotyping By Sequencing). Para evaluar la asociación estadística entre los SNPs y la respuesta fenotípica, se empleó un modelo lineal mixto (MLM) que incorporó la estructura poblacional y la relación de parentesco. Cinco SNPs ubicados en cinco GCs estuvieron significativamente asociados con la resistencia (LOD > 3.0). De los GC asociados, se destacan especialmente los genes Manes.15G053800 y Manes.16G020100, que codifican una proteína con dominio SWI/SNF y un transportador de azúcar, relacionados previamente con resistencia en otros patosistemas. (Texto tomado de la fuente).
Abstract
Cassava (Manihot esculenta Crantz) is an essential crop for food security in tropical countries. Its production is threatened by various diseases, among which Cassava Bacterial Blight (CBB) is one of the most limiting. CBB is caused by Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm), a pathogen presents in all countries where cassava is cultivated. Planting resistant varieties is the most effective strategy for disease mitigation. Therefore, exploring and deepening the understanding of the genetic basis underlying resistance is necessary. This study aimed to associate allelic variability in candidate resistance genes (CGs) with phenotypic response to Xpm infection, using an association mapping approach. The panel of genotypes included 107 cassava cultivars collected in Colombia, along with 60444, a cultivar of African origin previously reported as susceptible. CGs were selected based on a literature review focused on Xpm681, which included: a) genes with differential expression between inoculated and non-inoculated plants and b) genes located in quantitative trait loci (QTLs) associated with resistance to CBB. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs) within these genes were identified using genotyping-by-sequencing (GBS). To evaluate the statistical association between SNPs and phenotypic response, a mixed linear model (MLM) was employed, incorporating population structure and kinship. Five SNPs located in five CGs were significantly associated with resistance (LOD > 3.0). Among the associated GCs, the genes Manes.15G053800 and Manes.16G020100—which encode a SWI/SNF domain-containing protein and a sugar transporter, respectively—stand out for their prior association with resistance in other pathosystems.
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