Analysis of genetic determination of partial resistance to white rot in sunflower

Abstract

Sunflower is usually affected by white rot (WR), a disease produced by Sclerotinia sclerotiorum. Thus, breeders select WR resistant hybrids by means of field experiments replicated in different environments. The WR selection will be effective when the correlation between the phenotype and the set of genes controlling the trait is high. This study aimed to estimate the relationship between the genotype and phenotype for components of WR partial resistance in hybrids. Also, the genotypic merit of these hybrids is estimated to determine their value in breeding programs. To this end, 37 cultivars were used during three years in Balcarce (southeast of Buenos Aires Province, AR). Plants were inoculated with S. sclerotiorum in their capitula. The WR variables evaluated were the relative incubation period (RIP), the daily lesion growth (DLG) and the relative DLG. By using transformed data, the degree of genetic determination (DGD) reached values of 0.78 (RIP), 0.63 (relative DLG) and 0.35 (DLG). Although all error variances and their relative contributions to the total variance had the highest values, the DGD values for RIP and relative DLG were higher than those reported in the bibliography. The best linear unbiased predictors (BLUPs) detected six hybrids with most suitable genetic merit for RIP and relative DLG. The BLUP correlation coefficient suggested that resistance genes involved in RIP and relative DLG were not the same. Thus, these genes could be used simultaneously to develop new sunflower hybrids with more complex WR resistance.

Comportamientos diferenciales a la podredumbre blanca de capítulos detectados empleando una cantidad mínima de recursos en híbridos de girasol

“…Durante los 3 años hubo, en las adyacencias de cada ensayo, parcelas de 2 híbridos comerciales que fueron utilizados como testigos de floración (e.g. ensayos detallados en Delgado et al, 2020).…”

“…Para ambas variables (PIR, CLR) se ajustó, tal lo detallado en Delgado et al (2020), un modelo lineal con efectos aleatorios, como sigue: yijks = μ + αi + γj + βk(j) + (αγ)ij + εijk + δijks Dónde: yijks: es el valor de la variable que corresponde al cultivar i, en el año j, en el bloque k dentro del año j y la planta s; μ: es la media general de la variable respuesta; αi: es el efecto aleatorio del cultivar i; γj: es el efecto aleatorio del año j; βk(j): es el efecto aleatorio del bloque k dentro del año j; (αγ)ij: es el efecto aleatorio de la interacción entre el año j y el cultivar i; εijk: es el error aleatorio correspondiente a la parcela ijk; δijks: es el error aleatorio correspondiente a la observación ijks (entre plantas o intra parcelario). Se asumió que αi están idénticamente distribuidos, independientes (ii) ~ N (0, σ 2 g), γj ~ ii N (0, σ 2 a), βk(j) ~ ii N (0, σ 2 b(a)), (αγ)ij ~ ii N (0, σ 2 ga), εijk ~ ii N (0, σ 2 ), δijks ~ ii N (0, σ 2 s) e independiente entre ellos.…”

“…Los valores de BLUPs, habiendo empleado todos los recursos disponibles (i.e. 3 años, 3 bloques, 12 pl/p) para medir PIR y CLR en cada híbrido, fueron provistos por Delgado et al (2020). Dichos valores se estimaron como la diferencia de cada híbrido respecto a la media del conjunto de híbridos evaluados estandarizada al valor cero.…”

“…Para seleccionar por la resistencia a dicha enfermedad, los materiales genéticos deben evaluarse, anualmente, bajo un protocolo de inoculación asistida llevado a cabo en el campo. Entre los criterios de selección empleados por los mejoradores, Delgado et al (2020) sugirieron cuantificar, en los capítulos enfermos, el período de incubación relativo-PIR (Vear & Tourvieille, 1984) junto al crecimiento diario relativo de la lesión-CLR (Castaño & Giussani, 2006), dado la independencia genética que hay entre ambos. Así, la selección por PIR y CLR en simultáneo y el consecuente apilamiento de los genes que gobiernan dichos caracteres, propiciará, en concordancia con lo discutido por Castaño & Giussani (2009), el incremento del nivel de resistencia al crecimiento del patógeno, dentro de los tejidos de la inflorescencia, luego de ocurrida la infección.…”

“…Trabajos bastantes recientes, realizados en nuestro país por Bermejo et al (2019), Biasutti et al (2014) y Cazzola et al (2019), dan cuenta del empleo de BLUPs para detectar y seleccionar genotipos de lenteja, maíz y arveja, respectivamente, como progenitores potenciales de nuevas variedades en dichos cultivos. En el girasol, dichos predictores fueron utilizados para señalar híbridos, con genotipo favorable para controlar los efectos de S. sclerotiorum en capítulos, a ser empleados en la mejora del nivel de resistencia a la PBC (Delgado et al, 2020).…”