Retos y oportunidades en la selección asistida de frijol resistente a BCMV y BCMNV en México. II. Oportunidades para la selección asistida

Considering recent information, the objective was to review the knowledge on the mechanisms of resistance to BCMV and BCMNV, describe the use of DNA markers for assisted selection of bean varieties resistant to both viruses and point out the need to design and generate more efficient molecular markers. The most economical and efficient way to prevent damage caused by both viruses is to plant resistant varieties obtained by gene pyramiding, in which a broad-spectrum resistance against pathogroups of BCMV and BCMNV are combined. For over 30 years the role of the dominant I gene are known, which confers resistance to non-necrotic strains, and bc recessive genes, including c-u, bc-1, bc-12, bc-2, bc-22, and bc-3, which confer resistance to some specific pathogroups of BCMV and BCMNV. However, except for bc-3 gene which corresponds to PveIF4E gene, their identity is unknown. Regarding to bc3 gene has been identified at least three alleles, bc31, bc32 and bc33, of which only the bc32 allele in combination with I gene, confers immunity to strain of NL3 from BCMNV. To date, the two most used molecular markers to monitor BCMV resistance: ROC11 and SW13 have not been consistent through diverse germplasm. It is therefore necessary to develop new or additional resistance markers based on knowledge of the biological function of the corresponding genes.Considerando información reciente, el objetivo fue revisar el conocimiento de los mecanismos de resistencia a BCMV y BCMNV, describir el uso de marcadores de ADN para la selección asistida de variedades de frijol resistentes a ambos virus y señalar la necesidad de diseñar y generar marcadores moleculares más eficientes. La forma más económica y eficiente para prevenir los daños causados por ambos virus es sembrar variedades resistentes obtenidas mediante la piramidación de genes, en la que se combine una resistencia de amplio espectro contra los patogrupos de BCMV y BCMNV. Desde hace más de 30 años se conoce la función del gen dominante I, que confiere resistencia a cepas no necróticas, y de los genes recesivos bc, que incluyen bc-u, bc-1, bc-12, bc-2, bc-22, y bc-3, que confieren resistencia específica a algunos patogrupos de BCMV y BCMNV. Sin embargo, a excepción del gen bc-3 que corresponde al gen PveIF4E, se desconoce la identidad de todos ellos. En relación al gen bc3 se han identificado al menos tres alelos, bc31, bc32 y bc33, de los cuales solo el alelo bc32, en combinación con el gen I, confiere inmunidad a la cepa NL3 de BCMNV. Hasta el presente, los dos marcadores moleculares más utilizados para monitorear resistencia a BCMV: ROC11 y SW13 no han sido consistentes a través de germoplasma diverso. Por esta razón es necesario desarrollar nuevos o marcadores de resistencia adicionales basados en el conocimiento de la función biológica de los genes correspondientes

Retos y oportunidades en la selección asistida de frijol resistente a BCMV y BCMNV en México. I. Dimensión del problema

The bean diseases known as common mosaic and black root, caused by bean common mosaic virus (BCMV) and bean common mosaic necrosis virus (BCMNV) have increased incidence in Mexico. The BCMV is widely distributed in almost all production regions, and BCMNV preferably in tropical regions. Both viruses cause similar symptoms and can be transmitted by aphids or seed from infected plants, so that its incidence is related to the cultivation of susceptible varieties and climatic conditions that favor the presence of vectors. Control of BCMV and BCMNV can be achieved through certification programs of disease-free seed and use of resistant varieties. The cheapest way to prevent damage is to plant varieties with durable resistance obtained by gene pyramiding, in which a broad-spectrum of resistance is combined against BCMV and BCMNV. This breeding process can be facilitated using molecular marker assisted selection in combination with direct confrontation of the virus. The objective is to elucidate the issues surrounding the impact of BCMV and BCMNV in major producing areas of bean to identify challenges and opportunities in assisted selection of beans resistant to BCMV and BCMNV.Las enfermedades del frijol conocidas como mosaico común y raíz negra, causadas por el virus del mosaico común del frijol (BCMV) y el virus necrótico del mosaico común del frijol (BCMNV), tienen cada vez mayor incidencia en México. El BCMV está ampliamente distribuido en casi todas las regiones productoras, y el BCMNV preferentemente en las regiones tropicales. Ambos virus producen síntomas similares y pueden transmitirse por áfidos o por semilla proveniente de plantas infectadas, por lo que su incidencia está relacionada con el cultivo de variedades susceptibles y las condiciones climáticas que favorecen la presencia de insectos vectores. El control de BCMV y BCMNV puede lograrse mediante programas de certificación de semilla libre de enfermedades y el uso de variedades resistentes. La forma más económica de prevenir daños es sembrar variedades con resistencia durable obtenida mediante la piramidación de genes, en la que se combina una resistencia de amplio espectro contra patogrupos de BCMV y BCMNV. Este proceso de mejoramiento puede facilitarse mediante el uso de selección asistida por marcadores moleculares en combinación con la confrontación directa de los virus. El objetivo es dilucidar la problemática en torno a la incidencia del BCMV y BCMNV en las principales regiones productoras de frijol para identificar los retos y oportunidades en la selección asistida de frijol resistente a BCMV y BCMNV

"Dalia", nueva variedad de frijol de grano tipo Flor de Junio para la región centro de México

Flor de Junio has grains of cream colored background with pink stripes; it is produced and consumed in the central region of Mexico. We describe the process for its gathering and Dalias features, a new variety of bean grain, Flor de Junio type, Jalisco race, obtained from the cross of Flor de Junio Silvia X Flor de Mayo Anita performed in the Bajío Experimental Field in 2003. The selection process was initially based on health and the cycle of the plant, as well as the commercial properties in grain crops under alternative irrigation and rainfed conditions. In its final phase, we conducted an assisted molecular marker selection (AMS) for selecting the offspring that had simultaneously the markers ROC11 and SW13, linked to genes I and bc3, whose pyramiding confers resistance to all pathotypes of BCMV and BCMNV viruses. Dalia has an indeterminate growth habit type 3, with medium size guides and intermediate growing season with 105 days from sowing for physiological maturity and is resistant to BCMV and BCMNV. In a national assessment of yield and adaptation, Dalia showed similar yielding of Flor de Junio Marcela, the dominant variety within the market, but contrasting with this, a none existent G*E interaction, which indicated a high adaptation and yield stability. Dalia is recommended for irrigated and rainfed production in the regions of El Bajío and highlands of central Mexico.El frijol tipo Flor de Junio, cuyo color de grano es de fondo crema con franjas rosas, se produce y consume en la región Centro de México. Se describe el proceso de obtención y características de Dalia, una nueva variedad de frijol tipo Flor de Junio de raza Jalisco, derivada de la cruza de Flor de Junio Silvia por Flor de Mayo Anita realizada en el Campo Experimental Bajío en 2003. El proceso de selección se basó inicialmente en la sanidad y el ciclo de la planta, así como en las características comerciales del grano en siembras bajo condiciones alternas de riego y temporal. En su fase final se realizó selección asistida por marcadores moleculares (SAM) para seleccionar la progenie que tuviera simultáneamente los marcadores ROC11 y SW13, ligados a los genes I y bc3, cuya piramidación confieren resistencia a todos los patotipos de los virus BCMV y BCMNV. Dalia es de hábito de crecimiento indeterminado tipo 3, con guías de tamaño medio y ciclo de cultivo intermedio de 105 días de siembra a la madurez fisiológica, y resistente a BCMV y BCMNV. En un ensayo nacional de rendimiento y adaptación, Dalia mostró un rendimiento similar a Flor de Junio Marcela, la variedad dominante en el mercado, pero en contraste con ésta, una nula interacción genotipo por ambiente, lo que indicó amplia adaptación y estabilidad de rendimiento. Dalia se recomienda para producción bajo riego y temporal en las regiones de El Bajío y el Altiplano del centro de México

Diversidad genética de aislados de "Rhizoctonia solani" (Kuhn) de chile en México

One of the major constraints for the production of pepper are pathogenic fungi causing diseases known as "pepper blight" or "damping off". This disease can be devastating when weather conditions are favorable for the pathogen. Although different means of control (chemical and cultural) have benn used but none has been successful. An alternative to control is to produce resistant germplasm, however in order to establish an effective breeding program is necessary to know the distribution and genetic diversity of the pathogens involved, particularly Rhizoctonia solani, which by its ubiquity represents a potential danger in all producing areas. Thus, the objective was to characterize R. solani in North Central area from Mexico and determine its genetic diversity. To achieve with this goal are considered the states of Chihuahua, Durango, Zacatecas, San Luis Potosi, Colima, Queretaro and Guanajuato where in 2009 were collected adult plants of pepper with pepper blight symptoms, the fungus was isolated and found an incidence of 33%, finding it in both stem and root. Mycelial cells were multinucleated, a characteristic from pathogenic strains. The anastomosis testing showed that in Mexico are present the groups GA4, GA-2. 1, GA-IIB, GA-2IV, GA7, GA11, GA12 and GA13. The genetic diversity of this fungus was very high, so that the relationships demonstrated by the construction of dendrogram show no homogeneous trends so as the main groups formed contain elements of all statesUna de las principales limitantes para la producción de chile son los hongos patógenos causantes de la enfermedad conocida como "marchitez del chile" o "secadera". Esta enfermedad puede ser devastadora cuando las condiciones climáticas son favorables para el patógeno. A pesar de que se han intentado diferentes medios de control (químicos y culturales) ninguno ha tenido éxito. Una alternativa para su control es producir germoplasma resistente, sin embargo para poder establecer un programa de mejoramiento efectivo es necesario conocer la distribución y diversidad genética de los patógenos involucrados, particularmente de Rhizoctonia solani, que por su ubicuidad representa un peligro potencial en todas las zonas productoras. Por ello el objetivo fue caracterizar a R. solani en las zona Centro Norte de México y determinar su diversidad genética. Para cumplir con este objetivo se consideraron los estados de Chihuahua, Durango, Zacatecas, San Luis Potosí, Colima, Querétaro y Guanajuato donde en 2009 se colectaron plantas adultas de Chile con síntomas de marchitez, se aisló al hongo y se encontró una incidencia del 33%, encontrándose tanto en tallo como en raíz. Las células miceliales fueron multinucleadas, características de las cepas patogénicas. Las pruebas de anastomosis demostaron la presencia en México de los grupos GA4, GA-2.1, GA-IIB, GA-2IV, GA7, GA11, GA12 y GA13. La diversidad genética de este hongo fue muy alta, de tal manera que las relaciones demostradas por la construcción de dendrogramas no muestran tendencias homogéneas pues los principales grupos formados contienen elementos de todos los estado

Selección de genotipos de chile resistentes al complejo patogénico de la marchitez

In Mexico the most important root disease of the chili pepper crop is the wilt disease, it is primarily controlled with fumigants and fungicides that help to select resistant isolates and cause environment and health damage.A safe environmental option could be the resistant varieties cultivation, but there are few disease resistance varieties. This study's aim was to isolate the pathogens associated with chili pepper wilt disease in central and north of Mexico and to identify chili pepper resistant genotypes. During 2006 and 2007, chili pepper plants with wilt disease symptoms were collected in 118 lots from Chihuahua, Colima, Durango, Guanajuato, Querétaro, San Luis Potosí and Zacatecas, from which pathogens were isolated and pure cultures were obtained. They were individually or in mixtures inoculated to select resistant germplasm, in 44 chili pepper accessions of INIFAP's germplasm bank and 141 collections from Durango, Guanajuato, Michoacán, San Luis Potosí and Zacatecas. Fusarium spp., was isolated with a 42.6% frequency, Rhizoctonia solani 37% and Phytophthora capsici 3.9%. 26 collections were identified with at least one of them resistant to Fusarium spp., and six to R. solani. Only BG102 and BG107 accessions from the gene bank wereresistant to P. capsici and to the group of three pathogens. These are potential materials to be used in chili pepper genetic improvement.En México la enfermedad de raíz más importante del cultivo de chile es la marchitez, esta se controla principalmente con fumigantes y fungicidas que contribuyen a seleccionar aislados resistentes, y provocan daños al ambiente y a la salud. Una opción inocua con el ambiente podría ser el cultivo de variedades resistentes; sin embargo, hay pocas variedades con resistencia a esta enfermedad. El objetivo del presente trabajo fue aislar los patógenos asociados a la marchitez del chile, en la región centro y norte de México e identificar genotipos de chile resistentes. Durante 2006 y 2007, se colectaron plantas de chile con síntomas de marchitez en 118 lotes de los estados de Chihuahua, Colima, Durango, Guanajuato, Querétaro, San Luis Potosí y Zacatecas, a partir de las cuales se aislaron los patógenos y se obtuvieron cultivos puros. Estos se inocularon individualmente o en mezcla para seleccionar germoplasma resistente en 44 accesiones de chile del banco de germoplasma del INIFAP y 141 colectas procedentes de Durango, Guanajuato, Michoacán, San Luis Potosí y Zacatecas. Fusarium spp. fue aislado con una frecuencia de 42.6%, Rhizoctonia solani 37%, y Phytophthora capsici 3.9%. Se identificaron 26 colectas con al menos un individuo resistente a Fusarium spp., y seis a R. solani. Sólo las accesiones BG102 y BG107 del banco de germoplasma fueron resistentes a P. capsici y a la mezcla de los tres patógenos. Estos materiales tienen potencial para usarse en programas de mejoramiento genético del chile

LEA13 and LEA30 Are Involved in Tolerance to Water Stress and Stomata Density in Arabidopsis thaliana

Late embryogenesis abundant (LEA) proteins are a large protein family that mainly function in protecting cells from abiotic stress, but these proteins are also involved in regulating plant growth and development. In this study, we performed a functional analysis of LEA13 and LEA30 from Arabidopsis thaliana. The results showed that the expression of both genes increased when plants were subjected to drought-stressed conditions. The insertional lines lea13 and lea30 were identified for each gene, and both had a T-DNA element in the regulatory region, which caused the genes to be downregulated. Moreover, lea13 and lea30 were more sensitive to drought stress due to their higher transpiration and stomatal spacing. Microarray analysis of the lea13 background showed that genes involved in hormone signaling, stomatal development, and abiotic stress responses were misregulated. Our results showed that LEA proteins are involved in drought tolerance and participate in stomatal density