Microsatellite molecular marker-assisted gene pyramiding for resistance to Asian soybean rust (ASR)

Abstract

The present study aimed at pyramiding ASR-resistance genes through microsatellite (SSR) marker-assisted selection (MAS) and demonstrating the pyramiding steps. To obtain the first generation of gene pyramiding, crosses were made between introduced plants (PI’s), which have the genes Rpp1, Rpp2, Rpp3, Rpp4, and Rpp5. F1 plants from the initial crosses were intercrossed to obtain plants with the four resistance genes (second pyramiding generation). Plants selected from this second generation were again intercrossed (third pyramiding generation) to increase the number of pyramided genes. For MAS, we used informative SSR markers in each cross. SSR markers were considered informative when the source resistance allele containing the target gene could be followed in the progeny, even in crosses between hybrids that both contained the same allele. Markers published in the ASR genetic mapping studies and in the consensus map of the soybean were used. We obtained plants containing from 2 to 4 genes pyramided per plant. These plants can be used as a source of multiple resistance in breeding programmes for obtaining soybean varieties with more durable resistance to ASR.

O presente estudo objetivou piramidar genes de resistência à FAS por meio da seleção assistida por marcadores (SAM) microsatélites (SSR), demonstrando os passos para a piramidação. Para obter a primeira geração de piramidação de genes, realizaram-se cruzamentos entre as plantas introduzidas (PI’s), que possuem os genes Rpp1, Rpp2, Rpp3, Rpp4 e Rpp5. As plantas F1 dos cruzamentos iniciais foram cruzadas para obter plantas com os quatro genes de resistência (segunda geração de piramidação). As plantas selecionadas desta segunda geração foram novamente cruzadas (terceira geração de piramidação) para aumentar o número de genes piramidados. Para a SAM, foram utilizados marcadores SSR informativos em cada cruzamento. Marcadores SSR foram considerados informativos quando o alelo de resistência da fonte contendo o gene alvo poderia ser seguido na progênie, mesmo em cruzamentos entre híbridos, ambos contendo o mesmo alelo. Foram utilizados marcadores publicados em estudos de mapeamento genético para a FAS e o mapa consenso da soja. Foram obtidas plantas contendo genes piramidados, de 2 a 4 genes por planta. Essas plantas podem ser usadas como fonte de resistência múltipla em programas de melhoramento para obter variedades de soja com resistência mais durável à FAS.