Main and epistatic QTL analyses for Sclerotinia Head Rot resistance in sunflower

Autores
Zubrzycki, Jeremías Enrique; Maringolo, Carla Andrea; Filippi, Carla Valeria; Quiroz, Facundo José; Nishinakamasu, Verónica; Puebla, Andrea Fabiana; Di Rienzo, Julio Alejandro; Escande, Alberto Raul; Lia, Verónica Viviana; Heinz, Ruth Amelia; Hopp, Horacio Esteban; Cervigni, Gerardo Domingo Lucio; Paniego, Norma Beatriz
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Sclerotinia Head Rot (SHR), a disease caused by Sclerotinia sclerotiorum, is one of the most limiting factors in sunflower production. In this study, we identified genomic loci associated with resistance to SHR to support the development of assisted breeding strategies. We genotyped 114 Recombinant Inbred Lines (RILs) along with their parental lines (PAC2 ?partially resistant?and RHA266 ?susceptible?) by using a 384 single nucleotide polymorphism (SNP) Illumina Oligo Pool Assay to saturate a sunflower genetic map. Subsequently, we tested these lines for SHR resistance using assisted inoculations with S. sclerotiorum ascospores. We also conducted a randomized complete-block assays with three replicates to visually score disease incidence (DI), disease severity (DS), disease intensity (DInt) and incubation period (IP) through four field trials (2010?2014). We finally assessed main effect quantitative trait loci (M-QTLs) and epistatic QTLs (E-QTLs) by composite interval mapping (CIM) and mixed-model-based composite interval mapping (MCIM), respectively. As a result of this study, the improved map incorporates 61 new SNPs over candidate genes. We detected a broad range of narrow sense heritability (h2) values (1.86?59.9%) as well as 36 M-QTLs and 13 E-QTLs along 14 linkage groups (LGs). On LG1, LG10, and LG15, we repeatedly detected QTLs across field trials; which emphasizes their putative effectiveness against SHR. In all selected variables, most of the identified QTLs showed high determination coefficients, associated with moderate to high heritability values. Using markers shared with previous Sclerotinia resistance studies, we compared the QTL locations in LG1, LG2, LG8, LG10, LG11, LG15 and LG16. This study constitutes the largest report of QTLs for SHR resistance in sunflower. Further studies focusing on the regions in LG1, LG10, and LG15 harboring the detected QTLs are necessary to identify causal alleles and contribute to unraveling the complex genetic basis governing the resistance.
Fil: Zubrzycki, Jeremías Enrique. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Fil: Maringolo, Carla Andrea. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina
Fil: Filippi, Carla Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Fil: Quiroz, Facundo José. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina
Fil: Nishinakamasu, Verónica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Fil: Puebla, Andrea Fabiana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Fil: Di Rienzo, Julio Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Desarrollo Rural. Area de Estadística y Biometría; Argentina
Fil: Escande, Alberto Raul. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Fil: Lia, Verónica Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Heinz, Ruth Amelia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Hopp, Horacio Esteban. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Cervigni, Gerardo Domingo Lucio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Cs.bioquímicas y Farmaceuticas. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos; Argentina
Fil: Paniego, Norma Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina
Materia
GIRASOL
MEJORAMIENTO GENETICO
MARCADORES MOLECULARES
SCLEROTINIA SCLEROTIORUM
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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We genotyped 114 Recombinant Inbred Lines (RILs) along with their parental lines (PAC2 ?partially resistant?and RHA266 ?susceptible?) by using a 384 single nucleotide polymorphism (SNP) Illumina Oligo Pool Assay to saturate a sunflower genetic map. Subsequently, we tested these lines for SHR resistance using assisted inoculations with S. sclerotiorum ascospores. We also conducted a randomized complete-block assays with three replicates to visually score disease incidence (DI), disease severity (DS), disease intensity (DInt) and incubation period (IP) through four field trials (2010?2014). We finally assessed main effect quantitative trait loci (M-QTLs) and epistatic QTLs (E-QTLs) by composite interval mapping (CIM) and mixed-model-based composite interval mapping (MCIM), respectively. As a result of this study, the improved map incorporates 61 new SNPs over candidate genes. We detected a broad range of narrow sense heritability (h2) values (1.86?59.9%) as well as 36 M-QTLs and 13 E-QTLs along 14 linkage groups (LGs). On LG1, LG10, and LG15, we repeatedly detected QTLs across field trials; which emphasizes their putative effectiveness against SHR. In all selected variables, most of the identified QTLs showed high determination coefficients, associated with moderate to high heritability values. Using markers shared with previous Sclerotinia resistance studies, we compared the QTL locations in LG1, LG2, LG8, LG10, LG11, LG15 and LG16. This study constitutes the largest report of QTLs for SHR resistance in sunflower. Further studies focusing on the regions in LG1, LG10, and LG15 harboring the detected QTLs are necessary to identify causal alleles and contribute to unraveling the complex genetic basis governing the resistance.Fil: Zubrzycki, Jeremías Enrique. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Maringolo, Carla Andrea. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: Filippi, Carla Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Quiroz, Facundo José. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: Nishinakamasu, Verónica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Puebla, Andrea Fabiana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. 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Instituto de Biotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Hopp, Horacio Esteban. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Cervigni, Gerardo Domingo Lucio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Cs.bioquímicas y Farmaceuticas. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos; ArgentinaFil: Paniego, Norma Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaPublic Library of Science2017-12info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/41487Zubrzycki, Jeremías Enrique; Maringolo, Carla Andrea; Filippi, Carla Valeria; Quiroz, Facundo José; Nishinakamasu, Verónica; et al.; Main and epistatic QTL analyses for Sclerotinia Head Rot resistance in sunflower; Public Library of Science; Plos One; 12; 12; 12-20171932-6203CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1371/journal.pone.0189859info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0189859info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-03T09:58:48Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/41487instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-03 09:58:48.871CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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