Identificación y herencia de genes de resistencia a Cancro
del tallo (Diaporthe phaseolorum var. caulivora) y Tizón del
tallo y vaina (Phomopsis longicolla) en soja
Dra. Rosanna N. PioliIICAR - BIOVyM-FRE, FCAgrarias UNR, CIUNR
Referencias 3 tesis y respectivas publicaciones
Caracterización Morfológica y Fisiológica de una Interacción PH – P deInterés Agrícola. Glycine max-complejo Diaporthe Phomopis: Soja – D.phaseolorum var. meridionalis. Proy. Tesis formulado por Dra. RN Pioli
Búsqueda e identificación de genes de resistencia a laCancrosis del tallo de soja causada por D. phaseolorum var.caulivora. Beca Doctoral CONICET. 2018 Dra. AM Peruzzo.
Búsqueda e identificación de genes de resistencia a Tizón Tallo y Vaina causado por DP- Phomopsis longicolla en el germoplasma de soja. 2020. Lic. FE Hernández
2006- 2011- 2013- 2019
Aspectos moleculares de la resistencia a la cancrosis del tallo de la soja por D. phaseolorum var. meridionalis. Dra. MA Chiesa
CTS-Dpm
CTS-Dpc
TTV-Plo
Publicaciones de Referencias
Peruzzo AM; Hernández FE; Pratta GR; Ploper LD, Pioli RN.2019. Identification and inheritance of an Rdc geneconferring resistance to soybean stem canker (Dpc).Eur J Plant Pathol. 1180(2019) 154:1179–84
Pioli, R. N.; Morandi, E. N.; Martínez, M.C.; Lucca, M.F.; Tozzini, A.; Bisaro,V.; Hopp, HE. 2003. Morphological, Molecular and PathogenicCharacterization of Diaporthe phaseolorum Variability in the CoreSoybean Producing Area of Argentina. Phytopathology, 93(2):136-146
FE Hernández; RN Pioli; A Peruzzo; ÁN Formento; GR Pratta. 2015. Caracterizaciónmorfológica y molecular de una colección de aislamientos de Phomopsis longicolla(teleomorfo desconocido: Diaporthales) de la región templada y subtropical deArgentina. Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. 63(3):871-884.
TTV-Plo
CTS-Dpm
CTS-Dpc
HIPÓTESIS DE TRABAJO
Variabilidad Genética
Germoplasma VegetalGermoplasma Fúngico
Interacciones Planta – Patógeno
Ejes de trabajo
Selección del germoplasma fúngico
Complejo DP: Dpm, Dpc, Dps - Plo
Selección del germoplasma vegetal
CTS-Dpm genotipos portadores de genes de R a CTS
CTS-Dpc búsqueda y evaluación de genotipos
TTV- Plo genotipos portadores de genes de R a DS
Evaluación de las Interacciones
Glycine max – Dpm G. max – Dpc G. max – Plo
Primera Caracterización morfológica, molecular y patogénica
del Complejo Diaporthe - Phomopsis de Argentina. 2003
Pioli, RN; Morandi, EN; Martínez, MC; Lucca, MF; Tozzini, A; Bisaro, V; Hopp, HE.
2003.
Phytopathology, 93(2):136-146.
Selección del germoplasma fúngico
Marcadores morfológicos
Diaporthe phaseolorum var. meridionalis
D phaseolorum var. caulivora
Diaporthe phaseolorum var. sojae
Marcadores morfológicos
Phomopsis longicolla
Caracterización
Molecular Rapd
CICVA. INTA Castelar
Tozzini, Martinez Hopp
RI- Dpm patógeno responsable del CTS en la zona sojera núcleo1996/97.
Plant Disease Note 1997, 81(10):1215
RI- Existencia de Razas Fisiológicas, en Dpm, 1999Plant Disease Note 1999, 83(11):1071 Mercosoja 99, Pág.15-16
RI- Presencia de la Dp var. caulivora en Argentina y coexistencia de
ambas variedades de Dp: Dpm y Dpc, 2001
Pioli, RN; Morandi, EN. and Bisaro, V. Plant Disease Note 85(1):95.
RI- CTS-Dpc como enfermedad emergente en la región pampeana de
Argentina. 2002.
Pioli, RN; Morandi, EN; Luque, A; Gosparini, CO. Plant Disease Note, 86(12):1403.
Selección del germoplasma vegetal
Genotipos portadores de genes de R a CTS
S CTS sin genes R
Caracterización patogénica: Interacciones - aislamiento Dp - genotipo soja
Dpm
Dpc
Genotipos soja portadores de genes de resistencia a CTS (Dp_?)
Cada interacción aislamiento – genotipo de soja fue realizada con 3 repeticiones de
54, 36 y 54 plantas (n= 144p / I. aislamiento genotipo), respectivamente.
56 IPP
21 IPP
- Se determinó que los genes de RCTS (Rcts1- Rcts4)
conferían resistencia a CTS-Dpm pero no eran efectivos
para CTS-Dpc
- Los genes “Rdc” portados por los genotipos diferenciales se redenominaron
Rdm. La R a CTS había sido caracterizada en base a las cepas más virulentas obtenidas en el sur de EE.UU --- Dpm (Tyler 1996).
- La expresión de un mismo gen de R a CTS-Dpm (Rdm4) variaba según el fondo genético de soja : Rdm4 (Hutcheson o Dowling ).
- 2006 y 2011, se identificaron razas fisiológicas en los aislamientos locales de
Dpc.
Dpm
Interacciones Glycine max - complejo DP
Dpc
DpmRazas fisiológicas
CE109 y 112
Plo - Dps
Rdm 1-2 Tracy
Rdm 3 Crocket
Rdm 4 Hutcheson /Dowling
Rdm 4 Hutcheson/Razas CE 109 y 112
Rdm4-Rdm5
Resistencia a la CTS-Dpc
Tesis y Beca Doctoral CONICET de la Lic. Alejandra Peruzzo 2013-2018
Director RN Pioli y Co-Director LD Ploper
Trabajo 291: P. Oral y Poster: Beca Posdoctoral CONICET, Dra. Alejandra
Peruzzo Director RN Pioli y Co-Director GR Pratta.
Identificación y herencia de un gen (Rdc1) de resistencia a
CTS-Dpc
PeruzzoAM, Hernandez FE, Pratta GR, Ploper LD, Pioli RN.
Identification and inheritance of an Rdc gene conferring resistance to soybean
stem canker (Dpc). Eur J Plant Pathol. 1180(2019) 154:1179–8
Germoplasma vegetal: Evaluación y selección de Progenitores R-S Glycine max par CTS-Dpc
En base a 137 genotipos de soja con diferente respuesta frente a CTS
una colección ampliada 20 cepas Dpc caracterizadas por
morfología y molecularmente (2006-2011)
Evaluación de 405 interacciones soja con diferentes cepas de Dpc
Selección 30 genotipos de soja - de 3 fuentes de germoplasma
4 cepas de Dpc diferenciales
Caracterización y verificación del comportamiento de tales cvs. en 246
interacciones adicionales (López Achaval, 2011-2012)
Selección de 12 genotipos Resistentes (R) y 12 Susceptibles (S).
Area Fisiología Vegetal:
Morandi, Cairo, Gosparini
Cruzamientos Progenitores RxS y RxR y sus recíprocos, obtención de F1
• 288 combinaciones de cruzamientos RxS
• 132 combinaciones de cruzamientos RxR
Muestras de tejido vegetal Progenitores y respectivas F1
Validación molecular de F1 a través de MM de tipo SNP
P13 P4 13x4 (Co-258)
C/C A/A A/C
T/T C/C T/C
T/T T/T T/T
A/A A/A A/A
C/C T/T C/T
G/G A/A A/G
G/G G/G G/G
T/T C/C T/C
Planta F1
Validación molecular de F1 a través de MM de tipo SNPs
y respectivos Progenitores
78 plantas F1 evaluadas
M morfo-estructurales,
resultaron heterocigotas
e híbridos moleculares
- 69 F1 derivadas de RxS
- 9 F1 de RxR
Obtención segura de individuos – poblaciones
segregantes F2, F3 y familias F2:3
Evaluación fenotípica de familias F2:3 derivadas de cada individuo F2 mediante
la inoculación con una cepa Dpc. Prueba de Progenie para CTS-Dpc
Se conformaron familias F2:3
-10 plantas descendientes de un mismo progenitor F2
-Inoculación y evaluación dela reacción fenotípica
de cada individuo F3 a CTS-Dpc
-Inferir frecuencia genotípica de progenitores F2
0 0.3 0.6 1
Escala diagramática para Severidad de CTS-Dpc
Un individuo es Planta Viva o Resistente (PV/PR)cuando a los 56 dpi:
sin síntomas (0 - 0.05)
hasta nivel 0.3 en la escala.
Las plantas con severidad > 0.3 son consideradas
plantas muertas o susceptibles (PM/PS).
Test de ProgenieInoculan P (PM/PS), F1 y F2:3
Progenitores y
progenies
Nro. plantas o
familias
inoculadas
Hipótesis Razón esperada
Reacción de la
enfermedadf2 Lg Pi
R Seg S
Ge(13) 10a R -- 9 1 -- --
Ge(4) 10a S -- 2 8 -- --
F2 (COD 258-2) 32a 3 : 1c 24 : 8 26 6 0,67 nsh 0,41
F2:3 (COD 1-258-2) 74b 1: 2: 1d 18,5 : 37 : 18,5 21 42 11 4,05 nsh 0,13
F3 740a 5:3e 462,5 : 277,5 466 274 0,07 nsh 0,79
Table : Phenotypic reaction and genotypic characterization of F1, F2, F2:3 and F3 segregating
populations obtained from the cross (COD 1–258-2): Ge R(13) and GeS (4) soybean genotypes
in the specific interaction with a(Dpc16)
El análisis de segregación de los genes Rdc se realizó mediante una prueba no paramétrica de 2).
2 calculado < 2 tabulado acepta H0
A partir de los resultados obtenidos se reportó la existencia de al menos
un gen mayor , de herencia simple mendeliana: Rdc1
proveniente del cruzamiento Ge (13)-R x Ge(4)-S
Constituye el Primer Reporte a nivel mundial sobre la detección e identificación de ungen Rdc de R para CTS-Dpc
En este contexto
Proceso de estabilización del gen Rdc1 en la línea derivada del Cruz-258El análisis de otras poblaciones derivadas de diferentes progenitores y
del mismo progenitor R y distinto S: Ge (13)-R x Ge (12)-S
En paralelo se presenta en Poster y PO el trabajo
Beca Posdoctoral CONICET de la Dra. AM Peruzzo
Mapeo molecular de la región genómica que confiere resistencia a la CTS-Dpc
Avances alcanzados
Búsqueda e identificación de genes de resistencia a
TTV causado por DP- Phomopsis longicolla en el germoplasma de soja
Tesis y Beca Doctoral CONICET - Lic. Genética Facundo E Hernández
2016-2020
Director RN Pioli y Co-Director GR Pratta
FE Hernández; RN Pioli; A Peruzzo; ÁN Formento; GR Pratta. 2015.
Caracterización morfológica y molecular de una colección de
aislamientos de Phomopsis longicolla (teleomorfo desconocido:
Diaporthales) de la región templada y subtropical de Argentina.
Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. 63(3):871-884.
Germop C. Flor C. Vaina F.Foliolo C. Hilo
Cv 1 Tostado Oval Claro
Cv2 Tostado Ova/Lan Claro
Cv3 Tostado Oval Oscuro
Cv4 Beige Ova/Lan Claro
Cv5 Beige Oval Oscuro
Cv6 Beige Lanceol Oscu (R)
Cv7 Tostado Lanceol Oscuro
Cv8 Beige Ova/Lan Oscuro
Cv 9 Tostado Ova/Lan Claro
Cv 10 Tostado Lanceol Claro
Descriptores de cultivares de soja INASE
Caracterizar el germoplasma fúngico y el vegetal mediante atributos cualitativos.
Validar molecularmente los genotipos fúngicos
255 bandas polimórficas cuatro
cebadores (OP1, OP6, ITs4 y Plo5).
TTyV: Pps Plo
Evaluación de las interacciones PP: Selección de Progenitores
Validar el comportamiento de resistencia / susceptibilidad de los genotipos vegetales.
RESISTENTES SUSCEPTIBLES
Ge 1 (Rpds 1 y 2) Ge 4 (Rpds 2)
Ge 2 (Rpds 3 y 2) Ge 5
Ge 3 (Rpds 3)
Ge 6 (sin genes identificados)
Virulencia de
Aislamientos DP
%
Severidad
TTV Promedio
1 - A1 (227-B2) 21,8 b
2 - A2 (B4L17) 20,7 ab
3 - A3 (B5L16) 23,9 b
4 - A4 (CaB) 19,0 ab
5- A5 (Grupo 3.4) 19,9 ab
6- A6 (Grupo 4.1) 22,6 b
7- A7 (8413) 21,0 ab
8 - A8 (Qcol7) 16,3 a
Peruzzo, 2018
Selección de Progenitores y Cruzamientos RxS y RxR y obtención de respectivas F1.
Test de ProgenieInoculan P (PM/PS), F1 y F2:3
Inoculados
CV 6-R CV 4-S
6 X 4
Cruzamiento de
Progenitores Seleccionados
Determinación del número de Genes R TTV involucrados
Inoculadas
7/3 8/2 10/0 8/2 9/1 3/7 2/8
Rr Rr Rr rrrrRRRR
Frecuencias Fenotípica F2= 12:3: 1
Presencia de 2 GENES (Loci) con interacción una
Epistasis Simple Dominante
10 Plantas /Flia F2:3
F2 Fenotype Observed Expected (O - E)2/E
Resistente 37 39,75 0.225
M. Resiste 10 9,9 0
Suceptible 6 3,3 3
TOTAL 53 53 2obs = 3,225
Como p< 0.05 o manualmente
2 calculado < 2 tabulado
acepta H0
H0 la presencia de DOS genes (2 loci)
en epistasis simple dominante 12:3:1…
Dpm
A partir de los resultados obtenidos en el análisis del TTV- Plo se propone
la existencia de al menos dos genes R-TTV con interacción de
EPISTASIS SIMPLE DOMINANTE
provenientes del cruzamiento Ge(6)-R x Ge(4)-S,
con la potencialidad de detectar uno o más genes de R-TTV aportados
por el progenitor Ge(6)-R, hasta el momento sin antecedentes conocidos.
Aportes de Grupos Interdisciplinares y
BIOVyM-FRE (IICAR)
Se desarrolló un protocolo de
selección de germoplasma vegetal y fúngico
evaluación de interacciones planta – patógenos
Fisiología (Morandi, Cairo, Gosparini) – Fitopatología (Pioli), luego continuado
Protocolo combinado de técnicas de mejoramiento convencional y
herramientas biotecnológicas de asistencia temprana por MM –SNPs, permitieron identificar y seleccionar fuentes de R en el germoplasma de soja
I) Cancrosis del tallo por D. phaseolorum var. caulivora (CTS-Dpc),
II) Tizón del tallo y vaina por Phomopsis longicolla (TTV-Plo)
Agradecimientos
Grupo DM Seeds: Ing. Agr. Bibiana Ferrari, Dr. Gaspar Malone
Bolsa de Comercio Rosario: Ing. Agr. Angel Girardi,
Fisiología Vegetal: Dr. Carlos Cairo, Dr. Carlos Gosparini.
IICAR (CONICET-UNR), FCA.UNR
CONICET
SECTeI
CyT-UNR
CyT.UNR PID AGR286 y PID AGR287
Proyecto macro IICAR PUE043
IO-2017- 00343
CONICET
Bolsa de Comercio
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