IngentaConnect Mapping of FHB resistance QTLs in tetraploid wheat

Abstract:

Triticum turgidum L var. durum is known to be particularly susceptible to infection by Fusarium graminearum, the causal agent for Fusarium head blight (FHB), which results in severe yield losses and grain contaminated with mycotoxins. This research was aimed at identifying FHB resistance in tetraploid wheat and mapping the location of FHB resistance genes. A tetraploid cross of durum wheat (`Strongfield') × Triticum carthlicum (`Blackbird') was used to generate a doubled-haploid (DH) population. This population was evaluated for type II resistance to F. graminearum in replicated greenhouse trials, in which heads were innoculated and the percent of infected spikelets was determined 21days later. The population was also genotyped with microsatellite markers to construct a map of 424 loci, covering 2052 cM. The FHB reaction and genotypic data were used to identify FHB resistance quantitative trait loci (QTLs). It was determined that 2 intervals on chromosomes 2BL and 6BS controlled FHB resistance in this tetraploid cross. The FHB resistance allele on chromosome 2BL (r² = 0.26, logarithm of odds (LOD) = 8.5) was derived from `Strongfield', and the FHB resistance allele on chromosome 6BS (r² = 0.23, LOD = 6.6) was derived from `Blackbird'. Two other loci, on chromosomes 5AS and 2AL, were shown to regulate FHB infection and to have an epistatic effect on the FHB resistance QTL on chromosome 6BS. Further, the FHB resistance QTL peak on chromosome 6BS was clearly coincident with the known FHB resistance gene Fhb2, derived from Sumai 3. The results show that FHB resistance can be expressed in durum wheat, and that T.carthlicum and Triticum aestivum likely share a common FHB resistance gene on chromosome 6BS.

Le Triticum turgidum L. var. durum est connu comme étant particulièrement sensible à l'infection par le Fusarium graminearum, l'agent pathogène de la fusariose de l'épi (FHB), lequel entraîne des pertes importantes de rendement et la contamination des grains par des mycotoxines. Ce travail visait à identifier de la résistance à la fusariose chez le blé tétraploïde et à localiser les gènes de résistance. Un croisement tétraploïde entre le blé dur (`Strongfield') et le T. carthlicum (`Blackbird') a été employé pour produire une population de lignées haploïdes doublées. Cette population a été évaluée pour la résistance de type II face au F. graminearum en pratiquant des inoculations des épis en serre et en déterminant le pourcentage d'épillets fusariés après 21 jours. La population a également été génotypée à l'aide de marqueurs microsatellites pour établir une carte comportant 424 locus et couvrant 2052 cM. Les données phénotypiques et génotypiques ont été employées pour identifier des QTL de résistance. Deux intervalles, sur les chromosomes 2BL et 6BS, se sont avérés contrôler la résistance au sein de ce croisement. L'allèle de résistance sur 2BL (r²= 0,26; LOD= 8,5) provenait de `Strongfield' alors que l'allèle de résistance sur 6BS (r²= 0,23; LOD= 6,6) avait été contribué par `Blackbird'. Deux autres locus, sur 5AS et 2AL, jouaient également un rôle dans la résistance et étaient épistatiques à la résistance située sur le 6BS. De plus, le pic du QTL de résistance situé sur le 6BS coïncidait clairement avec un gène de résistance connu, Fhb2, dérivé de Sumai 3. Les résultats montrent que la résistance à la fusariose peut s'exprimer chez le blé dur et que le T. carthlicum et le T. aestivum partagent vraisemblablement un gène commun de résistance à la fusariose sur le chromosome 6BS.