Identification of quantitative trait <i>loci</i> for resistant to maize ear rot caused by <i>Fusarium moniliforme</i> Sheldon and common rust caused by <i>Puccinia sorghi</i> in Argentinian maize germplasm

Abstract

La podredumbre de la espiga de maíz causada por Fusarium moniliforme Sheldon, y la roya común, causada por Puccinia sorghi, son dos de las más importantes enfermedades del maíz en Argentina. Se observa variabilidad para la resistencia a ambas enfermedades entre los grupos heteróticos Iowa Stiff Stalk y Flint Argentino, utilizados para el mejoramiento genético del maíz. Se ha informado sobre la existencia de resistencia general a podredumbre de la espiga para podredumbre y sobre resistencia general y específica para roya. El objetivo de este trabajo fue identificar loci de resistencia cuantitativa (QTL's) asociados a la resistencia genética a ambas enfermedades y analizar la posibilidad de usarlos en un programa de selección asistida por marcadores para reducir la cantidad de material a tamizar en viveros de enfermedades. Una población de 190 familias F2:3 de maíz originadas luego del cruzamiento entre dos líneas pertenecientes a ambos grupos heteróticos fue evaluada para la resistencia a ambas enfermedades luego de inoculación artificial para podredumbre de la espiga y natural para roya. Se usaron 130 microsatélites. Mediante un análisis de ligamiento de un punto se detectaron seis y tres probables QTL's para resistencia a podredumbre y roya respectivamente. La cantidad de variación fenotípica explicada por cada QTL fue de hasta 6,5% para podredumbre y hasta 27% para roya. Se concluye que en relación a podredumbre, no se recomienda como rutina la selección asistida por marcadores solamente, mientras que en roya, junto a las clasificaciones fenotípicas, sería de valor para seleccionar genotipos superiores.

Maize ear rot caused by Fusarium moniliforme Sheldon and common rust caused by Puccinia sorghi are two of the most important diseases in maize in Argentina. Variability for resistance in both diseases is observed between the two heterotic pools commonly used in maize breeding in Argentina. General resistance to ear rot has been reported and general or partial and race-specific resistance are available for rust. The objective of this work was to identify quantitative trait loci (QTL's) associated to genetic resistance to both diseases and analyze the possibility of using the QTL's in a marker-assisted selection program to reduce the amount of materials to screen in disease nurseries. A population of 190 F2:3 families of maize obtained in a cross between two inbreds belonging to both pools was evaluated for resistance to both diseases under artificial inoculation and natural infection respectively. One hundred and thirty simple sequence repeat (SSR) were used. Six and three putative resistant QTL's to ear rot and rust were identified respectively using a single point linkage analysis. QTL's explained up to 6.5% of phenotypic variation for ear rot and up to 27% for rust. These results suggest that , in relation to ear rot, marker assisted selection alone is not recommended for use on a routine basis, whereas its use, along with phenotypic scores in rust could be of value for selecting superior genotypes