Published December 18, 2017
| Version v1
Publication
Open
Rapid identification of candidate genes for resistance to tomato late blight disease using next-generation sequencing technologies
Creators
- 1. Agricultural Research Center
- 2. Kafrelsheikh University
- 3. Cairo University
- 4. Kazusa DNA Research Institute
Description
Tomato late blight caused by Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, also known as the Irish famine pathogen, is one of the most destructive plant diseases. Wild relatives of tomato possess useful resistance genes against this disease, and could therefore be used in breeding to improve cultivated varieties. In the genome of a wild relative of tomato, Solanum habrochaites accession LA1777, we identified a new quantitative trait locus for resistance against blight caused by an aggressive Egyptian isolate of P. infestans. Using double-digest restriction site–associated DNA sequencing (ddRAD-Seq) technology, we determined 6,514 genome-wide SNP genotypes of an F2 population derived from an interspecific cross. Subsequent association analysis of genotypes and phenotypes of the mapping population revealed that a 6.8 Mb genome region on chromosome 6 was a candidate locus for disease resistance. Whole-genome resequencing analysis revealed that 298 genes in this region potentially had functional differences between the parental lines. Among of them, two genes with missense mutations, Solyc06g071810.1 and Solyc06g083640.3, were considered to be potential candidates for disease resistance. SNP and SSR markers linking to this region can be used in marker-assisted selection in future breeding programs for late blight disease, including introgression of new genetic loci from wild species. In addition, the approach developed in this study provides a model for identification of other genes for attractive agronomical traits.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعد آفة الطماطم المتأخرة التي تسببها فايتوفثورا إنفستانس (مونت) دي باري، والمعروفة أيضًا باسم مسببات المجاعة الأيرلندية، واحدة من أكثر الأمراض النباتية تدميرًا. يمتلك الأقارب البريون للطماطم جينات مقاومة مفيدة ضد هذا المرض، وبالتالي يمكن استخدامها في التكاثر لتحسين الأصناف المزروعة. في جينوم قريب بري للطماطم، انضمام Solanum habrochaites LA1777، حددنا موضع سمة كمية جديدة لمقاومة اللفحة الناجمة عن عزل مصري عدواني من P. infestans. باستخدام تقنية تسلسل الحمض النووي المرتبط بموقع التقييد المزدوج (ddRAD - Seq)، حددنا 6514 نمطًا وراثيًا لـ SNP على مستوى الجينوم لمجموعة F2 مشتقة من تقاطع بين الأنواع. كشف تحليل الارتباط اللاحق للأنماط الجينية والأنماط الظاهرية لسكان الخرائط أن منطقة الجينوم 6.8 ميجابايت على الكروموسوم 6 كانت موضعًا مرشحًا لمقاومة المرض. كشف تحليل إعادة تسلسل الجينوم الكامل أن 298 جينًا في هذه المنطقة من المحتمل أن يكون لها اختلافات وظيفية بين الخطوط الأبوية. من بينها، تم اعتبار جينين لهما طفرات خاطئة، Solyc06g071810.1 و Solyc06g083640.3، مرشحين محتملين لمقاومة المرض. يمكن استخدام علامات SNP و SSR المرتبطة بهذه المنطقة في الانتقاء بمساعدة العلامات في برامج التكاثر المستقبلية لمرض اللفحة المتأخرة، بما في ذلك دخول مواضع وراثية جديدة من الأنواع البرية. بالإضافة إلى ذلك، يوفر النهج الذي تم تطويره في هذه الدراسة نموذجًا لتحديد الجينات الأخرى للسمات الزراعية الجذابة.Translated Description (French)
Le mildiou de la tomate causé par Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, également connu sous le nom d'agent pathogène de la famine irlandaise, est l'une des maladies végétales les plus destructrices. Les parents sauvages de la tomate possèdent des gènes de résistance utiles contre cette maladie, et pourraient donc être utilisés dans la sélection pour améliorer les variétés cultivées. Dans le génome d'un parent sauvage de la tomate, Solanum habrochaites accession LA1777, nous avons identifié un nouveau locus de caractère quantitatif pour la résistance au mildiou causé par un isolat égyptien agressif de P. infestans. À l'aide de la technologie de séquençage de l'ADN associé au site de restriction à double digestion (ddRAD-Seq), nous avons déterminé 6 514 génotypes SNP à l'échelle du génome d'une population F2 dérivée d'un croisement interspécifique. L'analyse d'association ultérieure des génotypes et des phénotypes de la population cartographique a révélé qu'une région du génome de 6,8 Mb sur le chromosome 6 était un locus candidat pour la résistance à la maladie. L'analyse du reséquençage du génome entier a révélé que 298 gènes de cette région présentaient potentiellement des différences fonctionnelles entre les lignées parentales. Parmi eux, deux gènes présentant des mutations faux-sens, Solyc06g071810.1 et Solyc06g083640.3, ont été considérés comme des candidats potentiels à la résistance aux maladies. Les marqueurs SNP et SSR liés à cette région peuvent être utilisés dans la sélection assistée par marqueurs dans les futurs programmes de sélection pour la maladie du mildiou, y compris l'introgression de nouveaux loci génétiques d'espèces sauvages. De plus, l'approche développée dans cette étude fournit un modèle pour l'identification d'autres gènes pour des traits agronomiques attrayants.Translated Description (Spanish)
El tizón tardío del tomate causado por Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, también conocido como el patógeno irlandés del hambre, es una de las enfermedades más destructivas de las plantas. Los parientes silvestres del tomate poseen genes de resistencia útiles contra esta enfermedad y, por lo tanto, podrían utilizarse en la cría para mejorar las variedades cultivadas. En el genoma de un pariente silvestre del tomate, el acceso de Solanum habrochaites LA1777, identificamos un nuevo locus de rasgo cuantitativo para la resistencia contra el tizón causado por un aislado egipcio agresivo de P. infestans. Utilizando la tecnología de secuenciación de ADN asociada al sitio de restricción de doble digestión (ddRAD-Seq), determinamos 6.514 genotipos de SNP en todo el genoma de una población F2 derivada de un cruce interespecífico. El análisis de asociación posterior de genotipos y fenotipos de la población de mapeo reveló que una región del genoma de 6.8 Mb en el cromosoma 6 era un locus candidato para la resistencia a la enfermedad. El análisis de resecuenciación del genoma completo reveló que 298 genes en esta región potencialmente tenían diferencias funcionales entre las líneas parentales. Entre ellos, dos genes con mutaciones de sentido erróneo, Solyc06g071810.1 y Solyc06g083640.3, se consideraron candidatos potenciales para la resistencia a la enfermedad. Los marcadores SNP y SSR que se vinculan a esta región se pueden utilizar en la selección asistida por marcadores en futuros programas de reproducción para la enfermedad del tizón tardío, incluida la introgresión de nuevos loci genéticos de especies silvestres. Además, el enfoque desarrollado en este estudio proporciona un modelo para la identificación de otros genes para rasgos agronómicos atractivos.Files
journal.pone.0189951&type=printable.pdf
Files
(4.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4f681cd7d20de2241fba90ad5ccfe7ac
|
4.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحديد السريع للجينات المرشحة لمقاومة مرض اللفحة المتأخرة للطماطم باستخدام تقنيات التسلسل من الجيل التالي
- Translated title (French)
- Identification rapide des gènes candidats pour la résistance à la maladie du mildiou de la tomate à l'aide de technologies de séquençage de nouvelle génération
- Translated title (Spanish)
- Identificación rápida de genes candidatos para la resistencia a la enfermedad del tizón tardío del tomate utilizando tecnologías de secuenciación de próxima generación
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2779245958
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0189951
References
- https://openalex.org/W1590797110
- https://openalex.org/W1699924943
- https://openalex.org/W1799142089
- https://openalex.org/W1931009083
- https://openalex.org/W1953530917
- https://openalex.org/W1964891229
- https://openalex.org/W1965252214
- https://openalex.org/W1966012012
- https://openalex.org/W1970620811
- https://openalex.org/W1976932292
- https://openalex.org/W1981713497
- https://openalex.org/W1983630004
- https://openalex.org/W1995126903
- https://openalex.org/W2000745190
- https://openalex.org/W2010521667
- https://openalex.org/W2011651180
- https://openalex.org/W2014033097
- https://openalex.org/W2020321610
- https://openalex.org/W2026290599
- https://openalex.org/W2027005139
- https://openalex.org/W2037860031
- https://openalex.org/W2039113871
- https://openalex.org/W2051019780
- https://openalex.org/W2059252579
- https://openalex.org/W2066557259
- https://openalex.org/W2069919532
- https://openalex.org/W2070731189
- https://openalex.org/W2078518855
- https://openalex.org/W2079371733
- https://openalex.org/W2082052521
- https://openalex.org/W2084665990
- https://openalex.org/W2097388232
- https://openalex.org/W2098176525
- https://openalex.org/W2099882436
- https://openalex.org/W2102308328
- https://openalex.org/W2106578986
- https://openalex.org/W2107915254
- https://openalex.org/W2108234281
- https://openalex.org/W2110035718
- https://openalex.org/W2110065044
- https://openalex.org/W2121180999
- https://openalex.org/W2127863033
- https://openalex.org/W2129082886
- https://openalex.org/W2144383149
- https://openalex.org/W2147818769
- https://openalex.org/W2149992227
- https://openalex.org/W2152586491
- https://openalex.org/W2161801752
- https://openalex.org/W2161901637
- https://openalex.org/W2163298865
- https://openalex.org/W2164631613
- https://openalex.org/W2169773990
- https://openalex.org/W2169993638
- https://openalex.org/W2170551349
- https://openalex.org/W2170568353
- https://openalex.org/W2186569047
- https://openalex.org/W2285478401
- https://openalex.org/W2292290226
- https://openalex.org/W2418900040
- https://openalex.org/W244530822
- https://openalex.org/W2528738042
- https://openalex.org/W2567353202
- https://openalex.org/W2590009116
- https://openalex.org/W2594689058
- https://openalex.org/W2595267438
- https://openalex.org/W2621310272
- https://openalex.org/W2735031653
- https://openalex.org/W2783731036
- https://openalex.org/W307851107
- https://openalex.org/W41890821
- https://openalex.org/W4312861452