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MARCADORES

Yr15

La roya amarilla es una de las enfermedades más agresivas del trigo pan a nivel mundial, el método preferido para controlar esta enfermedad es a través del uso de variedades resistentes. Yr15 es un gen dominante de resistencia a roya amarilla (Gerechter-Amital y Grama, 1974; Gerechter-Amital et al., 1989), ubicado en el brazo corto del cromosoma 1B (McIntosh y Silk, 1996). 

Yr15 fue reportado en principio, en la accesión de Triticum dicoccoides G-25 y de allí fue introgresado en diversos trigos tetraploides y hexaploides (Gerechter-Amital y Grama, 1974).  Hasta el momento no se han detectado aislamientos virulentos sobre este gen en nuestro país.

Ramírez-González et al. (2015) identificaron mediante RNA-Seq bulked segregant analysis (BSA) [análisis de segregantes agrupados], marcadores moleculares tipo SNP ligados a Yr15 (intervalo de 0.77 cM). Los marcadores desarrollados mostraron ser diagnósticos en el 99% de las líneas evaluadas, siendo de gran utilidad para los programas de mejoramiento.

El gen Yr15 recientemente fue clonado por Klymiuk et al. (2018) y se ha descrito como una proteína putativa kinasa-pseudokinasa denominada WTK1.

En la figura se observa la discriminación de los alelos mediante el marcador KASP Yr15_R8 (Ramirez-Gonzalez et al., 2015), se observan en color rojo los genotipos con el alelo susceptibles para Yr15, en azul se muestra el alelo resistente para Yr15.  Las lecturas se realizaron en un equipo StepOnePlus™ de PCR en tiempo real. Adicionalmente se detallan primers adicionales que pueden ser de utilidad en la selección (Ramirez-Gonzalez et al., 2015)

Marcador KASP

Primers:

Yr15_R8_AVS    5’ GAA GGT GAC CAA GTT CAT GCT CAG ATC CCC GGT TCT CTC AAG 3’

Yr15_R8_V    5’ GAA GGT CGG AGT CAA CGG ATT CAG ATC CCC GGT TCT CTC AAA 3’       

Yr15_R8_C  5’ CCCCCAAATGATCGAGAATA 3’

Yr15_R5_AVS  5’ GAA GGT GAC CAA GTT CAT GCT AGT CAA CTT GGA TTA CAC TGA AGT T 3’

Yr15_R5_V  5’ GAA GGT CGG AGT CAA CGG ATT AGT CAA CTT GGA TTA CAC TGA AGT C 3’           

Yr15_R5_C  5’ AGA TAT CAC ACT GAA CAT ACT GAT GAG 3’

Yr15_R11_AVS     5’ GAA GGT GAC CAA GTT CAT GCT CCA TTC TGA TCA AGG TCA CTG TCG 3’

Yr15_R11_V  5’ GAA GGT CGG AGT CAA CGG ATT CCA TTC TGA TCA AGG TCA CTG TCA 3’

Yr15_R11_V 5’ TTC TGT ATG GCA ACG GGA GC 3’

Concentración final de productos utilizados en las reacciones de PCR:

[Assay Mix]

  • Allele-1 primer (100 uM):                  12 ul
  • Allele-2 primer (100 uM):                  12 ul
  • Common primer (100 uM):               30 ul

  • H2O/ TrisHCl (10mM, pH8.3):         46 ul

  • (total volume 100 ul)

[KASP reaction]

  • DNA (20 – 40 ng/ul):                         2 ul
  • Assay Mix:                                           0.14 ul
  • 2x Master Mix:                                    5 ul

  • H2O:                                                      3 ul

  • (total volume 10.14 ul)

Programa de PCR

Desnaturalización: 94 °C, 15 min (Hot-start activation); Touchdown (10 ciclos); 94 °C 20 seg, 61-55 °C 60 seg (bajando 0.6 °C por ciclo), Amplificación (36 ciclos); 94 °C 20 seg, 55 °C 60 seg , lectura de fluorescencia 25 °C por 30 seg.

Caracterización de la Variabilidad Genética presente en Variedades Argentinas de Trigo.

*Al momento no se observó variabilidad en el germoplasma local, o bien no hay variedades comerciales que posean el gen descrito.

Referencias

  • Gerechter-Amitai, Z. K., & Stubbs, R. W. (1970). A valuable source of yellow rust resistance in Israeli populations of wild emmer, Triticum dicoccoides Koern. Euphytica, 19(1), 12–21. https://doi.org/10.1007/bf01904660
  • Gerechter-Amital, Z. K., & Grama, A. (1974). Inheritance of resistance to stripe rust (Puccinia striformis) in crosses between wild emmer (Triticum dicoccoides) and cultivated tetraploid and hexaploid wheats. I. Triticum durum. Euphytica, 23(2), 387–392. https://doi.org/10.1007/bf00035883
  • Gerechter-Amitai, Z. K., van Silfhout, C. H., Grama, A., & Kleitman, F. (1989). Yr15 — a new gene for resistance to Puccinia striiformis in Triticum dicoccoides sel. G-25. Euphytica, 43(1-2), 187–190. https://doi.org/10.1007/bf00037912
  • Klymiuk, V., Yaniv, E., Huang, L., Raats, D., Fatiukha, A., Chen, S., Feng, L., Frenkel, Z., Krugman, T., Lidzbarsky, G., Chang, W., Jääskeläinen, M. J., Schudoma, C., Paulin, L., Laine, P., Bariana, H., Sela, H., Saleem, K., Sørensen, C. K., & Hovmøller, M. S. (2018). Cloning of the wheat Yr15 resistance gene sheds light on the plant tandem kinase-pseudokinase family. Nature Communications, 9(1). https://doi.org/10.1038/s41467-018-06138-9
  • McIntosh, R. A., Silk, J., & The, T. T. (1996). Cytogenetic studies in wheat XVII. Monosomic analysis and linkage relationships of gene Yr15 for resistance to stripe rust. Euphytica, 89(3), 395–399. https://doi.org/10.1007/bf00022298
  • Ramirez‐Gonzalez, R. H., Segovia, V., Bird, N., Fenwick, P., Holdgate, S., Berry, S., Jack, P., Caccamo, M., & Uauy, C. (2014). RNA ‐ S eq bulked segregant analysis enables the identification of high‐resolution genetic markers for breeding in hexaploid wheat. Plant Biotechnology Journal, 13(5), 613–624. https://doi.org/10.1111/pbi.12281

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