Molecular Diagnostic of Both Brown and Orange Sugarcane Rust and Evaluation of Sugarcane Brown Rust Resistance in Tucuman, Argentina, Using Molecular Markers Associated with Bru1 a Broad-Range Resistance Allele

Racedo, Josefina; Perera, María Francisca; Bertani, Romina Priscila; Funes, Claudia; González, Victoria; Cuenya, María Inés; D’Hont, Angélique; Welin, Björn; Castagnaro, Atilio Pedro

doi:10.1007/s12355-015-0404-z

Cited by 6 publications

(14 citation statements)

References 15 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A grande utilidade dos marcadores moleculares associados ao gene (29). Nestes dois últimos trabalhos ocorre, portanto, diminuição da associação entre haplótipo 1 e variedades sem os sintomas da doença, impactando negativamente sobre a taxa de eficiência dos marcadores moleculares associados ao gene Bru1.…”

Section: Resultsunclassified

“…O método mais eficaz para controlar a ferrugem marrom é o uso de variedades resistentes (14,25,26,27,28,29). A base da herança genética de resistência a essa doença tem sido amplamente estudada e alguns autores defendem que a resistência é controlada por um ou poucos genes (18,25,26,27,28,29,30,31,32,33).…”

Section: Introductionunclassified

“…A base da herança genética de resistência a essa doença tem sido amplamente estudada e alguns autores defendem que a resistência é controlada por um ou poucos genes (18,25,26,27,28,29,30,31,32,33). Um gene de resistência, denominado Bru1, foi o primeiro caráter mendeliano descrito para o complexo genoma da cana-de-açúcar (18,26,30,32).…”

Section: Introductionunclassified

“…Esta inserção induz redução de recombinação, resultando em forte desequilíbrio de ligação (LD) na região Bru1 e um completo LD entre dois marcadores moleculares, R12H16 e 9O20-F4. Estes representam valiosos marcadores diagnósticos para a presença de Bru1, sendo possível, através deles, prever o comportamento resistente em genótipos de canade-açúcar (25,26,28,29). Além disso, a ausência destes marcadores em uma variedade resistente indicaria uma possível fonte alternativa de resistência (25,26,27,28,29).…”

Section: Introductionunclassified

“…Estes representam valiosos marcadores diagnósticos para a presença de Bru1, sendo possível, através deles, prever o comportamento resistente em genótipos de canade-açúcar (25,26,28,29). Além disso, a ausência destes marcadores em uma variedade resistente indicaria uma possível fonte alternativa de resistência (25,26,27,28,29). O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência dos marcadores moleculares R12H16 e 9O20-F4-RsaI na predição de resistência genética de variedades de cana-de-açúcar à ferrugem marrom.…”

Section: Introductionunclassified

See 4 more Smart Citations

Validação de marcadores moleculares associados à resistência à ferrugem marrom em cana-de-açúcar

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

A ferrugem marrom causada pelo fungo Puccinia melanocephala é uma importante doença em cana-de-açúcar (Saccharum spp.) e está presente em praticamente todas as áreas de cultivo. Um gene de efeito maior, Bru1, foi descrito como fonte de resistência durável da cana-de-açúcar contra isolados de P. melanocephala. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de dois marcadores moleculares fortemente associados ao gene Bru1, R12H16 e 9O20-F4-RsaI, para predição da resistência genética à ferrugem marrom em variedades de cana-de-açúcar. ABSTRACTBrown rust caused by the fungus Puccinia melanocephala is an important disease affecting sugarcane (Saccharum spp.) and is present in almost all growing areas. A major effect gene, Bru1, was described as a durable resistance source in sugarcane against isolates of P. melanocephala. The aim of this study was to evaluate the efficiency of two molecular markers strongly associated with Bru1 gene, R12H16 and 9O20-F4-RsaI, for prediction of genetic resistance to brown rust in sugarcane varieties. Thus, this study included 14 RB varieties, developed by RIDESA (Interuniversity Network for the Development of the Sugarcane Industry), which were among the 10 most cultivated varieties in the central-south region of Brazil in the period of 1974-2015. To evaluate the disease in the field an experiment was conducted in randomized blocks with four replicates. The severity of Barreto, F.Z.; Balsalobre, T.W.A. Chapola, R.G.; Hoffmann, H.P.; Carneiro, M.S. Validation of molecular markers associated with brown rust resistance in sugarcane. Summa Phytopathologica, v.43, n.1, p.36-40, 2017. brown rust was quantified according to a diagrammatic scale ranging from 1 (most resistant) to 9 (most susceptible), and the obtained data were analyzed by using a generalized linear mixed model (GLMM). Concomitantly, total DNA was extracted from the 14 varieties, followed by amplification of the molecular markers, which were classified into haplotypes. Out of the total varieties, 12 had no symptoms of the disease and showed 99.35% probability of being resistant according to analysis via GLMM; among them, 91.66% were haplotype 1, i.e., had the presence of both markers associated with Bru1 gene. Therefore, we can conclude that the molecular markers R12H16 and 9O20-F4-RsaI were highly efficient in predicting resistant phenotypes and that Bru1 gene is probably the main source of sugarcane resistance to brown rust in commercial fields in Brazil.Keywords: Saccharum spp., breeding, Puccinia melanocephala, Bru1, disease resistance.A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) está entre as mais importantes espécies cultivadas, principalmente para produção de açúcar e bioetanol (1). O Brasil é atualmente o país com a maior produção de cana-deaçúcar com mais de nove milhões de hectares cultivados e produtividade estimada em 76.909 kg ha -1 na safra 2015/16 (1, 2). A cana-de-açúcar é uma gramínea semi-perene com propagação vegetativa, sendo que os programas de melhoramento genético têm concentrado esforços para o desenvolviment...

show abstract

Section: Resultsunclassified

Section: Introductionunclassified

See 3 more Smart Citations

Validação de marcadores moleculares associados à resistência à ferrugem marrom em cana-de-açúcar

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Detection of Key Brown Rust Resistance Gene, Bru1, in 200 Sugarcane (Saccharum L.) Ancestral Species and Landraces Using a Four-Primer Molecular Marker

Mao

et al. 2021

Sugar Tech

View full text Add to dashboard Cite

Machine learning approaches reveal genomic regions associated with sugarcane brown rust resistance

Aono

Costa

Rody

et al. 2020

Sci Rep

View full text Add to dashboard Cite

Sugarcane is an economically important crop, but its genomic complexity has hindered advances in molecular approaches for genetic breeding. New cultivars are released based on the identification of interesting traits, and for sugarcane, brown rust resistance is a desirable characteristic due to the large economic impact of the disease. Although marker-assisted selection for rust resistance has been successful, the genes involved are still unknown, and the associated regions vary among cultivars, thus restricting methodological generalization. We used genotyping by sequencing of full-sib progeny to relate genomic regions with brown rust phenotypes. We established a pipeline to identify reliable SNPs in complex polyploid data, which were used for phenotypic prediction via machine learning. We identified 14,540 SNPs, which led to a mean prediction accuracy of 50% when using different models. We also tested feature selection algorithms to increase predictive accuracy, resulting in a reduced dataset with more explanatory power for rust phenotypes. As a result of this approach, we achieved an accuracy of up to 95% with a dataset of 131 SNPs related to brown rust QTL regions and auxiliary genes. Therefore, our novel strategy has the potential to assist studies of the genomic organization of brown rust resistance in sugarcane.

show abstract

Molecular Diagnostic of Both Brown and Orange Sugarcane Rust and Evaluation of Sugarcane Brown Rust Resistance in Tucuman, Argentina, Using Molecular Markers Associated with Bru1 a Broad-Range Resistance Allele

Cited by 6 publications

References 15 publications

Validação de marcadores moleculares associados à resistência à ferrugem marrom em cana-de-açúcar

Validação de marcadores moleculares associados à resistência à ferrugem marrom em cana-de-açúcar

Detection of Key Brown Rust Resistance Gene, Bru1, in 200 Sugarcane (Saccharum L.) Ancestral Species and Landraces Using a Four-Primer Molecular Marker

Machine learning approaches reveal genomic regions associated with sugarcane brown rust resistance

Contact Info

Product

Resources

About