Mapeo de loci de rasgos cuantitativos controlando la resistencia a Phytophthora capsici en Capsicum annuum : estudios moleculares y fisiológicos

Abstract

El mapeo de loci de rasgos cuantitativos (mapeo de QTL) se ha convertido en una herramienta importante para la identificación de regiones genómicas que controlan características complejas (también conocidas como rasgos poligénicos). Además, el mapeo de QTL ha sido utilizado para aumentar la comprensión respecto a la regulación, heredabilidad y utilización de estas características en programas de mejoramiento genético. l objetivo de este estudio fue identificar regiones génicas controlando la resistencia a Phytophthora capsici en una población F2 proveniente del cruzamiento entre dos genotipos contrastantes para la resistencia en Capsicum annuum. Para ello se usaron 4 potenciales parentales, 2 resistentes (RESISTANT y PHYTOSUN) y 2 susceptibles (PIM 677 y FINITA), los cuales se evaluaron genética y fisiológicamente a fin de determinar el par más contrastante. Los resultados de divergencia genética mostraron que los genotipos susceptibles y resistentes fueron agrupados dentro de tres diferentes grupos genéticos. Desde el punto de vista del desempeño fisiológico, los genotipos resistentes mostraron un menor daño visual y una capacidad mayor de asimilación de CO2, conductancia estomática, eficiencia del PSII y eliminación de especies reactivas de oxígeno, respuestas opuestas a lo mostrado por genotipos susceptibles. Basado en estos resultados, se seleccionaron los parentales FINITA у PHYTOSUN para generar la población de mapeo F₂. La población F2 se genotipo usando marcadores moleculares SSR, RAPD e ISSR y se evaluó fenotípicamente post inoculación. El mapa genético se compuso de 158 marcadores moleculares distribuidos a través de 14 grupos de ligamiento (GL), los cuales promediaron una distancia genética de 15,5 cM entre marcadores. Usando la metodología de mapeo por intervalo compuesto, se identificó una región QTL en el GL 1 altamente relacionada con resistencia, con un valor LOD=10, conteniendo los marcadores ISSR-811-350, ISSR836-280 у HPMS-2-21 y extendiéndose por 49 cM, entre las distancias 10 y 59 del GL 1. Este resultado indica la posibilidad de utilizar metodologías de selección asistida por marcadores para resistencia a P. capsici en el programa de mejoramiento genético de pimiento de INIA.

Quantitative trait loci mapping (QTL mapping) has become an important tool for the identification of genomic regions controlling complex traits (also known as polygenic traits). In addition, QTL mapping has been used to increase the understanding respect to the regulation, heritability and use of these traits in plant breeding programs. The aim of this work was to identify genomic regions controlling the resistance to Phytophthora capsici in a F₂ Capsicum annuuт роpulation derived from the cross between contrasting genotypes for Phytophthora capsici. Four potential parental lines, two resistants (RESISTANT and PHYTOSUN) and two susceptibles (PIM 677 y FINITA), were used, which were genetically and physiologically evaluated to determine the most contrasting pair. Genetic divergence results showed that susceptible and resistant genotypes were clustered in three different groups. From a physiological point of view, the resistant genotypes showed less visual damage and higher CO2 assimilation rate, stomatal conductance, the quantum efficiency (FJFm), and reactive oxygen species scavenging, opposite responses were observed in the susceptible genotypes. Based on these results, genotypes FINITA and PHYTOSUN were selecteр to generate the F₂ population mapping. The F2 population was genotyped using SSR, RAPD and ISSR molecular markers and phenotypically evaluated post-inoculation. The genetic map was composed by 158 molecular markers distributed across 14 linkage groups (LG), at an average marker distance of 15.5 cM between markers. Using the Composite Interval Mapping methodology, a QTL region into LG 1 was identify, with a LOD score = 10, containing the markers ISSR-811-350, ISSR-836-280 and HPMS-2-21 and it was extended by 49 cM, between the distances 10 cM and 59 cM of the GL 1. This result indicates the possibility of using methodologies of marker-assisted selection for resistance to P. capsici in the pepper breeding program of INIA.