Identificación de marcadores moleculares (SNP) y genes candidatos asociados a la tolerancia genética al complejo mancha de asfalto en variedades nativas de maíz (Zea mays L) / Identification of molecular markers (SNP) and candidate genes associated to genetic tolerance to tar spot complex disease in maize (Zeamays L) landraces

RESUMEN

El complejo mancha de asfalto (CMA) en maíz (ZeamaysL.), causado por los hongos Phyllachora maydis Maubl. Y Monographella maydis Müller & Samuels, es una enfermedad de importancia económica en Guatemala, que ha causado pérdida en el rendimiento entre 30 a 50%, inclusive del 100% si las condiciones son favorables. El objetivo de esta investigación fue identificar marcadores de un solo nucleótido o SNP (Single Nucleotide Polymorphism, por sus siglas en inglés) y genes candidatos asociados a la tolerancia genética al CMA. Para ello se analizaron 463 poblaciones nativas y 329,692 SNP, y se compararon dos modelos genómicos, single markery BayesB, para la identificación de regiones asociadas a la tolerancia genética al CMA. Se identificaron 40 marcadores SNP asociados significativamente a la tolerancia genética al CMA con ambos modelos. La proporción de variación fenotípica total explicada (PVE) por los 40 SNPs fue de 56%, atribuida a efectos genéticos aditivos. Múltiples genes de resistencia a enfermedades fueron identificados en las regiones señaladas por los marcadores SNP. Sus funciones principales son receptores y transductores de señal, factores de transcripción que regulan positivamente la expresión de genes de tolerancia y genes de la familia kinasa, por lo que potencialmente están involucrados en el mecanismo de defensa al CMA.

ABSTRACT

The tar spot complex (TSC) diseasein maize (ZeamaysL.), caused by the fungi Phyllachora maydis Maubl. And Monographella maydis Müller & Samuels, is an economic important disease in Guatemala, producing yield losses between 30 to 50%, inclusive of 100% if the conditionsare favorable. The objective of this researchwasto identify single nucleoti depolymorphism markers (SNP) and candidate genes associated withgenetictoleranceto TSC. Asetof 463 native populations and 329,692 SNP were analyzed with two genomic models, single marker and BayesB, for the identification of regions associated with genetic tolerance to TSC. Forty SNP markers were significantly associated with the genetic tolerance to TSC with both models. The proportion of total phenotypic variation explained (PVE) by the 40 SNPs was 56%, attributed to additive genetice ffects. Multiple candidate genes for disease resistance were identified in the región sindicated by the SNP markers. Their main functionsare signal transducersand receptors, transcription factors that positively regulatethe expression of tolerance genes and family kinase genes, there fore, they are potentially involved in the defense mechanism to TSC.