Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Lập bản đồ các locus tính trạng định lượng cho khả năng kháng virus sọc ngô trong quần thể F2:3 ngô nhiệt đới
Tóm tắt
Virus sọc ngô (MSV) vẫn tiếp tục là một yếu tố sinh học chủ yếu hạn chế sản xuất ngô trên toàn châu Phi. Về mặt bản chất định lượng của di truyền khả năng kháng bệnh virus sọc ngô (MSVD), chúng tôi đã tìm cách xác định các locus mới cho khả năng kháng MSV trong ngô bằng cách sử dụng quần thể F2:3. Quần thể bản đồ đã được tiêm nhiễm nhân tạo với bọ chét có mang virus dưới nhà kính và được đánh giá về khả năng kháng MSVD. Sử dụng 948 dấu ấn DArT, chúng tôi đã phát hiện 18 locus tính trạng định lượng (QTLs) liên quan đến các thành phần khác nhau của khả năng kháng MSVD, chiếm từ 3.1 đến 21.4% sự biến thiên kiểu hình, cho thấy rằng tổng cộng mười một vùng gen bao gồm các nhiễm sắc thể 1, 2, 3, 4, 5 và 7 có khả năng cần thiết cho khả năng kháng MSVD. Hai vùng gen mới trên nhiễm sắc thể 4 đã tiết lộ sự hiện diện của các QTL đồng vị cho các tham số khác nhau liên quan đến khả năng kháng MSVD. Hơn nữa, sự xuất hiện đồng nhất của QTL trên nhiễm sắc thể 7 cho khả năng kháng MSVD minh họa sự cần thiết của việc lập bản đồ chi tiết cho locus này. Kết luận, các QTL này có thể cung cấp nguồn bổ sung cho những người lai giống để phát triển khả năng kháng MSV.
Từ khóa
#Virus sọc ngô #khả năng kháng bệnh #locus tính trạng định lượng #quần thể F2:3 #nhiễm sắc thểTài liệu tham khảo
Asea G, Vivek BS, Bigirwa G, Lipps PE, Pratt RC (2009) Validation of consensus quantitative trait loci associated with resistance to multiple foliar pathogens of maize. Phytopathology 99(5):540–547. https://doi.org/10.1094/PHYTO-99-5-0540
Bosque-Pérez NA (2000) Eight decades of maize streak virus research. Virus Res 71(1–2):107–121. https://doi.org/10.1016/S0168-1702(00)00192-1
Carlborg O, Haley CS (2004) Epistasis: too often neglected in complex trait studies? Nat Rev Genet 5(8):618. https://doi.org/10.1038/nrg1407
Danson J, Lagat M, Ininda J, Kimani M (2006) Application of simple sequence repeats (SSRs) markers to study the resistance of locally adapted maize hybrids to damaging maize streak virus disease. Afr J Biotechnol 5(16):1430–1434
Dintinger J, Verger D, Caiveau S, Risterucci AM, Gilles J, Chiroleu F, Courtois B, Reynaud B, Hamon P (2005) Genetic mapping of maize stripe disease resistance from the Mascarene source. Theor Appl Genet 111(2):347–359. https://doi.org/10.1007/s00122-005-2027-3
Efron Y, Kim SK, Fajemisin JM, Mareck JH, Tang CY, Dabrowski ZT, Rossel HW, Thottappilly G, Buddenhagen IW (1989) Breeding for resistance to maize streak virus: a multidisciplinary team approach. Plant Breed 103(1):1–36. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.1989.tb00347.x
Friedman AR, Baker BJ (2007) The evolution of resistance genes in multi-protein plant resistance systems. Curr Opin Genet Dev 17(6):493–499. https://doi.org/10.1016/j.gde.2007.08.014
Fuller C (1901) Mealie variegation. 1st Report of the Government Entomologist, Natal, 1899–1900
Gorter GJMA (1959) Breeding maize for resistance to streak. Euphytica 8(3):234–240. https://doi.org/10.1007/BF00039365
Gowda M, Beyene Y, Makumbi D, Semagn K, Olsen MS, Bright JM, Das B, Mugo S, Suresh LM, Prasanna BM (2018) Discovery and validation of genomic regions associated with resistance to maize lethal necrosis in four biparental populations. Mol Breed 38(5):66. https://doi.org/10.1007/s11032-018-0829-7
Gururani MA, Venkatesh J, Upadhyaya CP, Nookaraju A, Pandey SK, Park SW (2012) Plant disease resistance genes: current status and future directions. Physiol Mol Plant Pathol 78:51–65. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2012.01.002
Gustafson TJ, de Leon N, Kaeppler SM, Tracy WF (2018) Genetic analysis of sugarcane mosaic virus resistance in the wisconsin diversity panel of maize. Crop Sci 58(5):1853–1865. https://doi.org/10.2135/cropsci2017.11.0675
Harkins GW, Martin DP, Duffy S, Monjane AL, Shepherd DN, Windram OP, Owor BE, Donaldson L, Van Antwerpen T, Sayed RA, Flett B (2009) Dating the origins of the maize-adapted strain of maize streak virus, MSV-A. J Gen Virol 90(12):3066–3074. https://doi.org/10.1099/vir.0.015537-0
Jones MW, Boyd EC, Redinbaugh MG (2011) Responses of maize (Zea mays L.) near isogenic lines carrying Wsm1, Wsm2 and Wsm3 to three viruses in the Potyviridae. Theor Appl Genet 123:729–740. https://doi.org/10.1007/s00122-011-1622-8
Kim SK, Efron Y, Fajemisin JM, Buddenhagen IW (1989) Mode of gene action for resistance in maize to maize streak virus. Crop Sci 29(4):890–894. https://doi.org/10.2135/cropsci1989.0011183X002900040009x
Kyetere DT, Ming R, McMullen MD, Pratt RC, Brewbaker J, Musket T (1999) Genetic analysis of tolerance to Maize streak virus in maize. Genome 42:20–26. https://doi.org/10.1139/g98-099
Lozano R, Ponce O, Ramirez M, Mostajo N, Orjeda G (2012) Genome-wide identification and mapping of NBS-encoding resistance genes in Solanum tuberosum group phureja. PLoS ONE 7(4):e34775. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0034775
Luan J, Wang F, Li Y, Zhang B, Zhang J (2012) Mapping quantitative trait loci conferring resistance to rice black-streaked virus in maize (Zea mays L.). Theor Appl Genet 125(4):781–791. https://doi.org/10.1007/s00122-012-1871-1
Manavalan LP, Prince SJ, Musket TA, Chaky J, Deshmukh R, Vuong TD, Song L, Cregan PB, Nelson JC, Shannon JG, Specht JE (2015) Identification of novel QTL governing root architectural traits in an interspecific soybean population. PLoS ONE 10(3):e0120490. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0120490
Nair SK, Babu R, Magorokosho C, Mahuku G, Semagn K, Beyene Y, Das B, Makumbi D, Kumar L, Olsen M, Boddupalli PM (2015) Fine mapping of Msv1, a major QTL for resistance to Maize Streak Virus leads to development of production markers for breeding pipelines. Theor Appl Genet 128:1839–1854. https://doi.org/10.1007/s00122-015-2551-8
Pernet A, Hoisington D, Dintinger J, Jewell D, Jiang C, Khairallah M, Letourmy P, Marchand JL, Glaszmann JC, González de León D (1999a) Genetic mapping of maize streak virus resistance from the Mascarene source. II. Resistance in line CIRAD390 and stability across germplasm. Theor Appl Genet 99:540–553. https://doi.org/10.1007/s001220051267
Pernet A, Hoisington D, Franco J, Isnard M, Jewell D, Jiang C, Marchand JL, Reynaud B, Glaszmann JC, González de León D (1999b) Genetic mapping of maize streak virus resistance from the Mascarene source. I. Resistance in line D211 and stability against different virus clones. Theor Appl Genet 99:524–539. https://doi.org/10.1007/s001220051266
Redinbaugh MG, Zambrano JL (2014) Control of virus diseases in maize. In: Smith KM, Lauffer MA (eds) Advances in virus research, vol 90. Academic Press, Cambridge, pp 391–429. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-801246-8.00008-1
Rodier A, Assie J, Marchand JL, Herve Y (1995) Breeding maize lines for complete and partial resistance to maize streak virus (MSV). Euphytica 81(1):57–70. https://doi.org/10.1007/BF00022459
SAS Institute (2003) The SAS system for Windows V. 9.1. SAS Institute, Cary, North Carolina
Shaner G, Finney RE (1977) The effect of nitrogen fertilization on the expression of slow-mildewing resistance in Knox wheat. Phytopathology 67(8):1051–1056. https://doi.org/10.1094/Phyto-67-1051
Soto PE, Buddenhagen IW, Asnani VL (1982) Development of streak virus-resistant maize populations through improved challenge and selection methods. Ann Appl Biol 100(3):539–546. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1982.tb01420.x
Storey HH, Howland AK (1967) Inheritance of resistance in maize to the virus of streak disease in East Africa. Ann Appl Biol 59:429–436. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1967.tb04459.x
Stuber CW, Edwards M, Wendel JF (1987) Molecular marker-facilitated investigations of quantitative trait loci in maize. II. Factors influencing yield and its component traits. Crop Sci 27(4):639–648. https://doi.org/10.2135/cropsci1987.0011183x002700040006x
Van Ooijen JW (2006) JoinMap 4. Software for the calculation of genetic linkage maps in experimental populations. Kyazma BV, Wageningen, p 33
Veldboom LR, Lee M, Woodman WL (1994) Molecular marker-facilitated studies in an elite maize population: I. Linkage analysis and determination of QTL for morphological traits. Theor Appl Genet 88(1):7–16. https://doi.org/10.1007/BF00222387
Welz HG, Schechert A, Pernet A, Pixley KV, Geiger HH (1998) A gene for resistance to the maize streak virus in the African CIMMYT maize inbred line CML202. Mol Breed 4:147–154. https://doi.org/10.1023/A:1009602620244
Wu J, Ding J, Du Y, Xu Y, Zhang X (2007) Genetic analysis and molecular mapping of two dominant complementary genes determining resistance to Sugarcane mosaic virus in maize. Euphytica 156:355–364. https://doi.org/10.1007/s10681-007-9384-8
Xia X, Melchinger AE, Kuntze L, Lubberstedt T (1999) Quantitative trait loci mapping of resistance to sugarcane mosaic virus in maize. Phytopathology 89(8):660–667. https://doi.org/10.1094/PHYTO.1999.89.8.660
Zambrano JL, Jones MW, Brenner E, Francis DM, Tomas A, Redinbaugh MG (2014) Genetic analysis of resistance to six virus diseases in a multiple virus-resistant maize inbred line. Theor Appl Genet 127(4):867–880. https://doi.org/10.1007/s00122-014-2263-5
Zhang SH, Li XH, Wang ZH, George ML, Jeffers D, Wang FG, Liu XD, Li MS, Yuan LX (2003) QTL mapping for resistance to SCMV in Chinese maize germplasm. Maydica 48:307–312