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Título: Desenvolvimento de marcadores do tipo KASP para seleção assistida do gene Rpp1 e alelos associados com resistência a Phakopsora pachyrhizi
Título(s) alternativo(s): Development of KASP markers for assisted selection of the Rpp1 gene and alleles associated with resistance to Phakopsora pachyrhizi
Autor(es): Batti, Vinícius de Bitencourt Bez
Orientador(es): Benin, Giovani
Palavras-chave: Soja - Biotecnologia
Seleção de plantas - Melhoramento genético
Ferrugem asiática
Soybean - Biotechnology
Selection (Plant breeding)
Phakopsora pachyrhizi
Data do documento: 19-Dez-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: BATTI, Vinícius de Bitencourt Bez. Desenvolvimento de marcadores do tipo KASP para seleção assistida do gene Rpp1 e alelos associados com resistência a Phakopsora pachyrhizi. 2018. 52 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.
Resumo: A presente dissertação teve como objetivo realizar o mapeamento, desenvolvimento de marcadores SNPs e caracterização fenotípica de resistência das PIs 200492 (Rpp1), PI 594538A (Rpp1-b), PI 587880A (Rpp1-b) e PI 594723 (Rpp1-?). As populações avaliadas foram obtidas através de cruzamentos simples, entre genitores contrastantes quanto a resistência à ferrugem asiática da soja, utilizando-se como genitor suscetível em comum para todas as hibridações a linhagem GDM15I057. As populações foram classificadas fenotipicamente quanto a sua resistência em classes discretas, conforme a observação das reações de imunidade (IM), reddish-brown (RB), e de suscetibilidade (TAN), posteriormente transformadas em escala linear para análise de dados. Através da genotipagem por sequenciamento dos parentais contrastantes quanto resistência a Phakopsora pachyrhizi, foram desenvolvidos marcadores genotípicos compatíveis com a plataforma de genotipagem KASP. Utilizando-se o Software GGEBiplot, executou-se a análise de associação entre os cruzamentos propostos e tipos de lesão observadas. Utilizando o pacote R/qtl do Software R, realizou-se a análise de mapeamento de QTL por intervalo padrão. Estimou-se a similaridade genética das populações, das fontes de resistência, através de análise de agrupamento pelo método UPGMA. Os indivíduos descendentes da população PI 200492 (Rpp1) x GDM15I057 associaram-se à reação de resistência RB4 e reação de suscetibilidade, evidenciando a menor resistência ao patógeno desta fonte. As populações PI 594538A (Rpp1-b) x GDM15I057 e PI 587880A (Rpp1-b) x GDM15I057, apresentaram elevados níveis de resistência, associando-se às reações fenotípicas de imunidade e RB1. Os descendentes da hibridação PI 594723 x GDM15I057 associaram-se com a reação a infecção MIX, indicando resistência apenas a determinadas raças P. pachyrhizi nesta fonte. Os resultados do mapeamento indicam a posição dos genes de resistência da fonte PI 200492 (Rpp1) entre GDM_KASPAR40 e S1_849484912; PI 594538 (Rpp1-b) teve seu alelo de resistência mapeado entre S1_847603973 e S1_849484912; o mapeamento da fonte PI 587880A (Rpp1-b) constatou valores de LOD significativos entre os marcadores S1_847984806 e S1_849484912; a fonte PI 594723 (Rpp1-?), teve seu gene de resistência mapeado entre os marcadores S1_847603973 e S1_849109823. O agrupamento genotípico entre fontes de resistência PI 594538A (Rpp1-b) e PI 587880A (Rpp1-b), demonstrou que ambas apresentam elevada similaridade genotípica. Os resultados observados pela análise de agrupamento indicam a fonte PI 594723 como portadora de um novo alelo de Rpp1.
Abstract: This dissertation aimed to perform the mapping, development of SNPs and phenotypic resistance characterization of PIs 200492 (Rpp1), PI 594538A (Rpp1-b), PI 587880A (Rpp1-b) and PI 594723 (Rpp1-?). Populations evaluated were obtained through simple crosses between contrasting parents for soybean Asian rust resistance, using as a common susceptible parent for all hybridizations the line GDM15I057. Populations were phenotypically classified as resistance in discrete class, according to the observation of the reactions of immunity (IM), reddish-brown (RB), and susceptibility (TAN), later transformed into a linear scale for data analysis. Through genotyping by sequencing, of contrasting parents regarding resistance to Phakopsora pachyrhizi, genotypic markers were developed with the KASP genotyping platform. Using the GGEBiplot Software, association analysis was performed between the proposed crosses and the types of lesions observed. Using the software package R/qtl of R Software, the QTL mapping by standard interval. The genetic similarity of the populations, of resistance sources, was estimated through grouping analysis by the UPGMA method. Individuals of population PI 200492 (Rpp1) x GDM15I057 were associated with the resistance reaction RB4 and susceptibility reaction, evidencing the lower resistance to the pathogen of this source. The populations of PI 594538A (Rpp1-b) x GDM15I057 and PI 587880A (Rpp1-b) x GDM15I057, presented high levels of resistance, associating with the phenotypic reactions of immunity and RB1. The descendants of the cross between PI 594723 x GDM15I057 were associated with the reaction to MIX infection, indicating resistance only to certain P. pachyrhizi in this source. The mapping results indicate the position of PI source resistance genes 200492 (Rpp1) between GDM_KASPAR40 and S1_849484912; PI 594538 (Rpp1-b) had resistance allele mapped between S1_847603973 and S1_849484912; the mapping of the PI 587880A (Rpp1-b) found significant LOD values between markers S1_847984806 and S1_849484912; the source PI 594723 (Rpp1-?) had resistance gene mapped between the markers S1_847603973 and S1_849109823. Genotypic grouping between the resistance sources PI 594538A (Rpp1-b) and PI 587880A (Rpp1-b) showed that both have high genotypic similarity. The results observed by the cluster analysis indicate the source PI 594723 as carrier of a new Rpp1 allele.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4003
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