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Abstract
Loose smut [Ustilago tritici (Pers) Rostr.] of wheat (Triticum aestivum L) causes losses in grain yield roughly proportional to the incidence of the disease. Efforts to control this disease utilizing genetic resistance are being made in breeding programmes around the world. DNA markers for genetic resistance would greatly enhance breeding efforts by reducing the substantial time and labour resources necessary to screen for resistant lines using traditional inoculation methods. The objective of this study was to identify DNA markers associated with resistance. Doubled haploid progeny from the four crosses ‘Glenlea’/‘AC Taber’, ‘SC8021V2’/‘AC Karma’, ‘Diamant’/TD12A, and 9340-CP*/‘AC Vista’ were evaluated with individual races of U. tritici and simple sequence repeat markers. Simple interval mapping was performed using MQTL software and single point analysis. ‘Glenlea’, which has complete and broad resistance to all known races of U. tritici in Canada, contributed a QTL for resistance to races T2, T10, T15, T19 and T39 at Xwmc160 on chromosome 5B. ‘Glenlea’ also contributed QTL for resistance to races T2, T9 and T15 at Xgwm302 on chromosome 7B and to races T9, T19 and T39 on chromosome 3A at marker Xwmc559. The chromosome 5B QTL from ‘Glenlea’ coincided with a race T39 resistance locus from ‘AC Karma’. The 7B QTL from ‘Glenlea’ coincided with resistance to race T9 from 9340-CP* and T2, T9 and T27 resistance from TD12A. The QTL on 3A from ‘Glenlea’ was coincidental with T9 resistance from 9340-CP*. When evaluated with race T10, a QTL was identified near Xbarc183 on chromosome 6D from ‘SC8021V2’. A QTL to race T9 from ‘SC8021V2’ within the interval Xcfa2019 to Xgwm344a was identified on 7A. A third QTL from ‘SC8021V2’ was located on 6B at Xbarc223 and Xbarc332b. The chromosome 5B locus together with either the 7A or 7B genetic loci would provide resistance to predominant races of loose smut found on the Canadian prairies.
Résumé
Le charbon nu (Ustilago tritici [Pers.] Rostr.) du blé (Triticum aestivum L.) engendre des pertes de rendement relativement proportionnelles à l’incidence de la maladie. Des efforts pour maîtriser cette dernière par résistance génétique sont déployés dans le cadre des programmes de sélection partout dans le monde. Des marqueurs d’ADN propres à la résistance génétique amélioreraient grandement les efforts consentis à la sélection en réduisant substantiellement le temps et les ressources affectées actuellement au criblage de lignées résistantes en utilisant les méthodes traditionnelles d’inoculation. Le but de cette étude était d’identifier les marqueurs d’ADN associés à la résistance. La progéniture dihaploïde issue de quatre croisements (‘Glenlea’/‘AC Taber’, ‘SC8021V2’/‘AC Karma’, ‘Diamant’/‘TD12A’ et ‘9340-CP*’/‘AC Vista’) a été évaluée avec des races individuelles d’U. tritici et des marqueurs des répétitions de séquences simples. La cartographie par intervalle simple a été dressée à l’aide du logiciel MQTL et par analyse ponctuelle. Le cultivar ‘Glenlea’, qui possède une résistance étendue à toutes les races d’U. tritici au Canada, a fourni un locus à caractère quantitatif (QTL) pour la résistance aux races T2, T10, T15, T19 et T39, au marqueur Xwmc160 sur le chromosome 5B. ‘Glenlea’ a également fourni un QTL pour la résistance aux races T2, T9 et T15, au marqueur Xgwm302 sur le chromosome 7B, ainsi qu’aux races T9, T19 et T39 sur le chromosome 3A, au marqueur Xwmc559. Le QTL du chromosome 5B de ‘Glenlea’ a coïncidé avec un locus de résistance à la race T39 du cultivar ‘AC Karma’. Le QTL du chromosome 7B de ‘Glenlea’ a coïncidé avec la résistance à la race T9 de ‘9340-CP*’ et aux races T2, T9 et T27 de ‘TD12A’. Le QTL du chromosome 3A de ‘Glenlea’ a coïncidé avec la résistance à la race T9 de ‘9340-CP*’. Lorsqu’il a été évalué en fonction de la race T10, un QTL a été identifié près du marqueur Xbarc183 sur le chromosome 6D de ‘SC8021V2’. Un QTL de la race T9 de ‘SC8021V2’, dans l’intervalle Xcfa2019 à Xgwm344a, a été identifié sur le chromosome 7A. Un troisième QTL de ‘SC8021V2’ a été localisé sur le chromosome 6B, aux marqueurs Xbarc223 et Xbarc332b. Le locus du chromosome 5B, de concert avec soit les locus génétiques du chromosome 7A ou du chromosome 7B, fournirait la résistance au charbon nu chez les races qui prédominent sur les Prairies canadiennes.
Acknowledgements
This study was financially supported by the Matching Investment Initiative of Agriculture and Agri-Food Canada and the Western Grains Research Foundation industry partnering funds. We thank Brad Meyer, Theresa Colenutt, Alana Balliett, Stephen Walter, Kristen Stengler, Malina Poppy and Yanfen Zheng for their technical support.