Caracterización fenotípica de la resistencia a fusariosis de la espiga (Fusarium graminearum) en RILs de trigo pan (Triticum aestivum L.) originadas de la cruza de PROINTA Granar x BIOINTA 1005

Abstract

Fusarium graminearum es considerado el principal agente causal de la Fusariosis de la espiga de trigo (FET) en Argentina. Se trata de una enfermedad de infección floral, que se presenta esporádicamente y es dependiente de las condiciones ambientales; especialmente de la alta humedad relativa y de las temperaturas medias. Produce pérdidas de rendimiento y también afecta la calidad comercial y panadera, por la presencia de micotoxinas, fundamentalmente tricotecenos del tipo B. En este estudio se evaluó una población de 120 RILs, 2 parentales (ProINTA Granar y BioINTA 1005) y 4 testigos (2 susceptibles y 2 moderadamente resistentes a la FET) en 3 ambientes diferentes de evaluación. Para generar la infección en las espigas se empleó una mezcla de 9 cepas de F. graminearum con efectivas patogenicidad y agresividad. Los individuos fueron caracterizados según los distintos tipos de resistencia genética (Tipo I y Tipo II). En invernáculo se registraron los valores de severidad en 4 momentos (7, 14, 21 y 28 días después de la inoculación) para poder calcular los valores de área bajo la curva del progreso de la enfermedad. A partir de los análisis estadísticos de Conglomerado y ANOVA se pudo identificar líneas con distintos niveles de resistencia, permitiendo seleccionar líneas de interés en las cuales los granos producidos se les realizaron determinaciones por cromatografía gaseosa (CG) para evaluar las concentraciones de micotoxinas. Mediante el estudio por electroforesis de SDS-PAGE se analizó la segregación de las subunidades de las gluteninas de alto peso molecular (GAMP) y se utilizó el software GelAnalyzer2010 para estudiar la relación entre la señal de las bandas proteicas de las subunidades de GAPM y los niveles de infección de la enfermedad en las espigas. A través de la técnica de cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) se midieron los picos proteicos de la GAMP en muestras que presentaban valores contrastante para los niveles de severidad de las espigas y la producción de micotoxinas en granos. Finalmente, los estudios realizados permitieron identificar un grupo de líneas moderadamente resistentes a la FET, donde algunas de ellas se destacaron en sus perfiles proteicos demostrando tener una buena calidad de grano.

Fusarium graminearum is considered the main causative agent of Fusarium head blight of wheat (FHB) in Argentina. It is a disease of floral infection, which occurs sporadically and is dependent on environmental conditions; especially because of the high relative humidity and average temperatures. It produces yield losses and also affects the commercial and bakery quality, due to the presence of mycotoxins, mainly trichothecenes of type B. In this study, was evaluated a population of 120 RILs, 2 parents (ProINTA Granar and BioINTA 1005) and 4 witnesses (2 susceptible and 2 moderately resistant to FHB) in 3 different evaluation environments. To generate infection in the spikes, was used a mixture of 9 strains of F. graminearum with effective pathogenicity and aggressiveness. The individuals were characterized according to the different types of genetic resistance (Type I and Type II). In the greenhouse, were registered the severity values in 4 moments (7, 14, 21 and 28 days after inoculation) in order to calculate the values of area under the disease progress curve (AUDPC). From the statistical analyzes of Conglomerate and ANOVA, lines with different levels of resistance could be identified, allowing the selection of lines of interest in which the grains produced were determined by gas chromatography (GC) to evaluate mycotoxin concentrations. The SDS-PAGE electrophoresis study analyzed the segregation of high molecular weight glutenins subunits (HMW-GS) and the GelAnalyzer2010 software was used to study the relationship between the signal of the HMW-GS protein bands and the levels of disease infection on the spikes. Through the high performance liquid chromatography technique (HPLC), the protein peaks of the HMW-GS were measured in samples that showed contrasting values for the severity levels of the spikes and the production of mycotoxins in grains. Finally, the studies carried out allowed to identify a group of moderately resistant lines to the FHB, where some of them highlighted in their protein profiles demonstrating to have a good grain quality.