Evaluación fenotípica y molecular de alelos de los genes Ppd-1 en una población biparental de trigo pan

El constante incremento de las temperaturas –como consecuencia del cambio climático– en las regiones donde se cultiva trigo, exige ajustar el ciclo del cultivo a períodos más cortos para evitar o disminuir los estreses causados por las altas temperaturas. En este sentido, el descubrimiento de fuentes genéticas innovadoras de modulación de la espigazón, así como también el desarrollo de herramientas moleculares que permitan capitalizarlas, tienen un rol central en el mejoramiento de este cultivo. En el presente estudio se evalúa, bajo condiciones controladas, el efecto de los genes Ppd-1 sobre la espigazón en una población biparental de trigo pan. Para tal fin, se desarrollaron marcadores moleculares inéditos para los genes Ppd-A1 y Ppd-B1. Los resultados obtenidos muestran un efecto desigual de los loci Ppd-1 (Ppd-A1, Ppd-B1 y Ppd-D1) sobre la respuesta al fotoperíodo. Ppd-D1 fue el locus con mayor efecto sobre la respuesta al fotoperíodo, mientras que Ppd-B1 y Ppd-A1 presentaron un efecto menor y nulo, respectivamente. Se concluye de este estudio, que la estimulación en condiciones de días largos no es un proceso esencial para que se produzca la espigazón en el trigo.The constant increase in temperatures, as a consequence of climate change, affects the regions where wheat is grown and thus demands an adjustment of crop cycle to shorter periods with the purpose of decreasing the high temperature stress. Therefore, the discovery of new genetic sources of flowering modulation and the development of molecular tools that enable their use, take a main role in wheat breeding. In this study, the effect of Ppd-1 on flowering time was evaluated in a bread wheat biparental population, under controlled conditions. Novel molecular markers for Ppd-A1 and Ppd-B1 genes were developed. The results showed an unequal effect of Ppd-1 loci (Ppd-A1, Ppd-B1 and Ppd-D1) on photoperiod response. Ppd-D1 was the locus with the greatest effect on photoperiod response, while Ppd-B1 and Ppd-A1 presented minor and null effects, respectively. It could be concluded that long day stimulation is not essential to wheat flowering.EEA Marcos JuárezFil: Lombardo, Lucio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez. Grupo Biotecnología y Recursos Genéticos; ArgentinaFil: Nisi, María Mercedes. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Fisore, G.D. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Helguera, Marcelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentin

Diferencias e importancia de la duración del periodo a floración y del periodo reproductivo en sojas con similar longitud de ciclo

Rendimientos altos y estables son desafíos necesarios para sostener la demanda futura del cultivo en un contexto de cambio climático y declinación de los rendimientos promedios.Tanto la agricultura de precisión, como el mejoramiento genético, podrían reducir estas pérdidas de rendimiento por superficie de forma sostenible y sustentable. En este sentido, la adaptación a cambios moderados en el clima y de carácter transitorios, puede ser lograda seleccionando cultivares con periodos de floración y duración de ciclo apropiados. La plasticidad de la floración en un cultivo representa una estrategia de escape al estrés (hídrico-térmico, en adelante estrés), principalmente en ambientes donde la disponibilidad de agua en este periodo es incierta o variable. En soja múltiples factores genéticos interactúan entre sí y con el ambiente (principalmente fotoperiodo y temperatura), dando como resultado distintas longitudes de ciclo, adaptándose su cultivo a distintas regiones. De acuerdo a la información disponible, la etapa menos afectada por estrés es aquella comprendida entre el inicio de floración hasta el comienzo del llenado de grano, atribuido a la alta plasticidad de la planta para la formación de nuevas flores y frutos. Y el período de llenado de grano es considerada la etapa más crítica debido a su robusta relación positiva con el rendimiento. Numerosos trabajos sugieren que prolongar el período reproductivo junto al hábito de crecimiento indeterminado, podrían mantener el número de nudos, ramas, vainas, flores y frutos, dando estabilidad a los cultivares de soja, compensando la pérdida causada por algún estrés transitorio. En estudios preliminares en otras localidades en Argentina, se ha observado que algunos cultivares expresan períodos reproductivos más prolongados que el resto de los cultivares con la misma longitud de ciclo, e incluso, algunos de estos genotipos han mostrado mayor estabilidad en ensayos comparativos de rendimiento.Fil: Vicentin, Ignacio Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Entre Ríos. Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Córdoba. Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Cuatrin, A.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Entre Ríos. Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Gilli, Javier Ramon. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Córdoba. Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentin

Nueva variedad de trigo pan: MS INTA 623 CL

Las variedades de trigo pan que se siembran en Argentina son generadas por programas de mejoramiento genético que se basan en continuos procesos de: generación de variabilidad genética (hibridaciones o cruzamientos, introducciones de materiales foráneos y adaptación, etc), selección agronómica y estabilización progresiva de materiales, y evaluación final, en ensayos comparativos de rendimiento (ECR) multilocalidades de toda la región triguera argentina, lo cual implica gran cantidad de tiempo y recursos. Es un proceso largo y contínuo, que dependiendo de los métodos que se practiquen en cada programa, este proceso puede llevar hasta 15 años con técnicas convencionales. En la actualidad hay técnicas de avances de generaciones en invernáculos y en contraestación que pueden adelantar este proceso, pero de un mínimo de 6 ó 7 años. El Programa Nacional de Mejoramiento de Trigo del INTA tiene una estructura de trabajo en red, constituida por las Estaciones Experimentales Agropecuarias (EEAs) de Marcos Juárez (sede), Paraná, Pergamino, Balcarce, Barrow y Bordenave, distribuidas en las distintas subregiones trigueras, coordinando acciones con el apoyo de los laboratorios de Biología Molecular, Calidad y Patología. También existe vinculación con otras disciplinas relacionadas con el mejoramiento tales como genómica funcional, recursos genéticos, bioinformática, ecofisiología y estadística. La finalidad del programa es desarrollar cultivares de trigo pan de alto potencial de rendimiento de granos con adaptabilidad a las diferentes condiciones agroecológicas y sistemas de producción de la región triguera de nuestro país con calidad para distintos usos industriales y resistencia y/o tolerancia a factores bióticos y abióticos adversos, en un marco de sustentabilidad de los recursos y calidad del producto. Como parte de ese objetivo recientemente se desarrolló una nueva variedad de trigo pan (Triticum aestivum L.), tipo comercial duro, denominado MS INTA 623 CL y de pedigrí: SURSEM NOGAL/BUCK 55 CL2. Los trabajos de investigación en mejoramiento genético de trigo se realizan a través de un convenio de vinculación tecnológica (CVT) con la empresa Louis Dreyfus Company Argentina S.A. (Macro Seed), que es la encargada de la multiplicación y comercialización de la semilla de las variedades inscriptas. En relación a esto es la denominación de las nuevas variedades, las cuales llevan las siglas de ambas empresas, MS (Macro Seed) e INTA, con un código numérico relacionado con el ciclo de la variedad y año de liberación. El cruzamiento de este nuevo material se llevó a cabo en el año 2010 y a partir de los siguientes años se efectuaron selecciones individuales y masales desde la F2 a la F6 en el INTA EEA Marcos Juárez. En F2 a F4 las selecciones fueron sin aplicación de productos herbicidas. En F5 y F6 se aplicaron herbicidas de la familia de las imidazolinonas (IMI) para seleccionar la resistencia conferida de los genes que aporta el padre donor Buck 55CL2. En el año 2017 se inició su evaluación en ECR locales y su multiplicación como línea estabilizada, para luego ser evaluada en ensayos multilocalidades en distintas subregiones trigueras abarcando diversos ambientes productivos. Por su muy buen comportamiento agronómico, productivo, sanitario y de muy buena calidad comercial e industrial en fechas de siembra intermedias fue recientemente aprobada su inscripción en el Registro Nacional de Cultivares (RNC) y Registro Nacional de la Propiedad de Cultivares (RCPC) del Instituto Nacional de Semillas (INASE) perteneciente a la Secretaría de Agricultura, Ganadería y Pesca de la Nación, y liberada como nueva variedad de trigo pan tipo comercial duro habilitada para su futura comercialización. MS INTA 623 CL es una variedad de ciclo intermedio, con muy buen rendimiento de grano y estabilidad productiva en diferentes ambientes de producción. Presenta también muy buen comportamiento sanitario frente a enfermedades foliares (roya de la hoja y roya amarilla) y roya del tallo. Posee muy buena calidad comercial e industrial (panadera) siendo de Grupo de Calidad 2. Es un material primaveral con nulo requerimiento en horas de frío para florecer e insensible al fotoperíodo. Por estas características presenta cierta plasticidad de siembra dentro de la franja de siembra para los ciclos intermedios. En la zona central del país la fecha de siembra óptima recomendada es desde mediados a fines de junio.EEA Marcos JuárezFil: Donaire, Guillermo Manuel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Bainotti, Carlos Tomás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Gómez, Dionisio Tomás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Conde, María Belén. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Alberione, Enrique Javier. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Salines, Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Mir, Leticia Raquel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Formica, María Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Centro Regional Córdoba. Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez, Argentina.Fil: Vanzetti, Leonardo Sebastián. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Lombardo, Lucio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Demichelis, Melina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Chialvo, Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentin

Association mapping to identify molecular markers associated with resistance genes to stink bugs in soybean

Damage generated by insects is one of main restricting factors for soybean production. Stink bugs are a great threat within pests because, by feeding mainly on pods, they cause direct and irreversible damage to developing seeds. Thus, plant resistance is an important management strategy to reduce insect population impact on yield losses. Association mapping can be used as a powerful tool for dissecting resistance mechanisms in soybean, more specifically to recover functional loci involved in plant defense against herbivorous insects; and can also provide valuable markers for the development of soybean cultivars with resistance. The purpose of this study was to identify molecular markers associated with resistance genes to stink bugs in a collection of soybean germplasm, using the association mapping strategy. According to the decline value in the linkage disequilibrium, an accurate power of mapping resolution was predicted in this population. Four associated markers located in chromosomes 6 and 15 were identified. Out of the 112 candidate genes close to them, 31 would encode proteins related to defense pathways triggered by the attack of herbivorous insects. The proteins encoded by these candidate genes could be associated to the jasmonic acid pathway. The main contribution of this study was the identification of molecular markers associated with resistance genes to stink bugs. These markers will be a useful tool for marker-assisted selection applied to soybean genetic breeding.EEA Marcos JuárezFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Lombardo, Lucio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Vicentin, Ignacio Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Identification of novel high molecular weight glutenin subunit mutants in bread wheat (Triticum aestivum L.)

Bread wheat (Triticum aestivum L.) is a staple food crop eaten in different ways like pan and other food products. High molecular weight glutenin subunits (HMW-GS) are major determinants of the different wheat end-use qualities. Ethyl-methanesulfonate (EMS) mutagenized populations in plants can be used for the discovery of valuable mutants for basic research and breeding purposes. In this study, we report the identification of 27 HMW-GS M3 mutants based on SDS-PAGE patterns from an EMS mutagenized population of the cultivar Baguette Premium 11. Nine mutations were detected in Ax2*, five in Bx7, four in By8, six in Dx5 and three in Dy10 subunit. Two Ax2* null mutants were characterized at molecular level finding in both cases premature stop codons associated. EMS would tend to generate more premature stop codons in glutenins genes than in others because these have a high frequency of glutamine codons. This type of mutation generates null alleles, therefore they are easily detectable by a low cost protocol like SDS-PAGE. The potential use of knock-out (null alleles) and SDS-PAGE size altered mutants for HMW-GS in wheat quality and nutrition is discussed.EEA Marcos JuárezFil: Lombardo, Lucio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez. Grupo Biotecnología y Recursos Genéticos; ArgentinaFil: Nisi, María Mercedes. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez. Grupo Biotecnologia y Recursos Genéticos; ArgentinaFil: Salines, Nicolas. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez. Área Mejoramiento Genético Vegetal; ArgentinaFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez. Grupo Biotecnología y Recursos Genéticos; ArgentinaFil: Helguera, Marcelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez. Grupo Biotecnologia y Recursos Genéticos; Argentin

Earliness per se variation in Argentine bread wheat varieties and mapping of QTLs in a recombinant inbred line population

The occurrence of flowering time in wheat is affected not only by the vernalization and photoperiod response, but also by earliness per se (EPS). The effects of this trait facilitate the fine tunning of the life cycle for regional adaptation within mega environments. To contribute to the knowledge of the wheat germplasm grown in Argentina and to the understanding of the genetic basis underlying variation in EPS, this study aimed to characterize EPS in a set of modern local bread wheat varieties and to develop a biparental recombinant inbred line (RIL) population based on parental contrasting for EPS. The variation observed in flowering time, which was measured under satisfied vernalization and photoperiod demands and assignment of chromosomic regions by QTL analysis, constitutes the first genetic dissection of EPS control in Argentine wheat adapted materials, providing valuable information for regional adaptation in breeding programs. Based on EPS variation analysis, Baguette Premium 11 (late-heading variety) and BioINTA 2001 (early-heading variety) were selected to develop the mapping population. Six QTLs for EPS were detected in the biparental RIL population and QTL QEps.imj-5D1, in chromosome 5D, showed the greatest effect on EPS and is the first QTL to be reported in this chromosome.EEA Marcos JuárezFil: Lombardo, Lucio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Nisi, María Mercedes. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Tranquilli, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Recursos Biológicos; ArgentinaFil: Helguera, Marcelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentin

Identification of Molecular Markers and Candidate Genes Associated with Time to Flowering and Length of Reproductive Period in Soybean Through Association Mapping

Adaptation to temporal stress can be achieved by modifying flowering time and lengthening the reproductive period. To identify genotypes, molecular markers, and genes related with these traits, a set of 94 soybeans were genotyped using 7125 SNPs and 6465 DArTs. The genotypes were grouped according to their duration cycle (cycle) and were analyzed, days from emergence to beginning bloom (E–R1), days from beginning bloom to beginning pod (R1–R3), and days from beginning pod to full seed (R3–R6), identifying fifty-six genotypes with short E–R1 (Sh.E–R1) and/or prolonged R1–R3 and R3–R6 (L.R1–R3 and L.R3–R6). The population structure determined with 14 SSR markers that best adjusted was K = 2. For a total of 203 markers associated with Sh.E–R1, L.R1–R3, and L.R3–R6, 1221 candidate genes were identified, of which 17 were previously cited and/or containing markers located in their sequence and were selected for future studies. Splitting the reproductive period in two phases allowed the detection of variability through it. It was verified the existence of genotypes with early bloom and/or prolonged reproductive period within germplasm with similar cycle. The genotypes identified, molecular markers, and associated genes can be used in breeding programs to extend the reproductive period in soybean.EEA ParanáFil: Vicentin, Ignacio Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Cuatrin, Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Paraná; Argentina.Fil: Gilli, Javier Ramon. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Bernardi, Clarisa Noelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: De Lucia, Adrían Darío. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Cerro Azul; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina