Published November 29, 2021 | Version v1
Publication Open

Phenotyping and validation of molecular markers associated with rust resistance genes in wheat cultivars in Egypt

Creators

  • 1. Agricultural Research Center

Description

Thirteen Egyptian wheat cultivars were evaluated and characterized for adult plant resistance to yellow, leaf, and stem rusts. SSR markers linked to yellow, leaf and stem rust resistance genes were validated and subsequently used to identify wheat cultivars containing more than one rust resistance gene.Results of the molecular marker detection indicated that several genes, either alone or in different combinations, were present among the wheat cultivars, including Yr, Yr78 (stripe rust), Lr, Lr70 (leaf rust), Sr. Sr33, SrTA10187, Sr13, and Sr35 (stem rust), and Lr34/Yr18 and Lr49/Yr29 (leaf/stripe rust). The cultivar Sakha-95 was resistant to leaf and stem rusts, and partially resistant to stripe rust; however, this cultivar contained additional rust resistance genes (Lr, Sr and Lr/Yr). The area under the disease progress curve (AUDPC) type for the various wheat cultivars differed depending on the type of rust infection (yellow, leaf, or stem rust, indicated by Yr, Lr, and Sr). The cultivars Gem-12, Sids-14, Giza-171, and Giza-168 had AUDPC types of partial resistance and resistance. All six cultivars, however, contained additional rust resistance genes.Marker-assisted selection can be applied to improve wheat cultivars with efficient gene combinations that would directly support the development of durable resistance in Egypt. Once the expression of the resistance genes targeted in this study have been confirmed by phenotypic screening, the preferable cultivars can be used as donors by Egyptian wheat breeders. The results of this study will help breeders determine the extent of resistance under field conditions when breeding for rust resistance in bread wheat.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تقييم ثلاثة عشر صنفًا من أصناف القمح المصرية وتمييزها بمقاومة النباتات البالغة للصدأ الأصفر والورقي والجذعي. تم التحقق من صحة علامات SSR المرتبطة بجينات مقاومة الصدأ الصفراء والورقية والساقية واستخدامها لاحقًا لتحديد أصناف القمح التي تحتوي على أكثر من جين واحد لمقاومة الصدأ. أشارت نتائج الكشف عن العلامات الجزيئية إلى وجود العديد من الجينات، إما بمفردها أو في مجموعات مختلفة، بين أصناف القمح، بما في ذلك Yr و Yr78 (الصدأ الشريطي) و Lr و Lr70 (الصدأ الشريطي) و Sr33 و SrTA10187 و Sr13 و Sr35 (الصدأ الجذعي) و Lr34/Yr18 و Lr49/Yr29 (الصدأ الشريطي/الشريطي). كان الصنف Sakha -95 مقاومًا لصدأ الأوراق والساق، ومقاومًا جزئيًا لصدأ الشريط ؛ ومع ذلك، احتوى هذا الصنف على جينات إضافية لمقاومة الصدأ (Lr و Sr و Lr/Yr). اختلفت المنطقة تحت نوع منحنى تقدم المرض (AUDPC) لأصناف القمح المختلفة اعتمادًا على نوع عدوى الصدأ (الأصفر أو الورقة أو الصدأ الجذعي، المشار إليه بـ Yr و Lr و Sr). كان لدى الأصناف Gem -12 و Sids -14 و Giza -171 و Giza -168 أنواع مقاومة ومقاومة جزئية من AUDPC. ومع ذلك، احتوت جميع الأصناف الستة على جينات إضافية لمقاومة الصدأ. يمكن تطبيق الانتقاء بمساعدة العلامات لتحسين أصناف القمح مع تركيبات جينية فعالة من شأنها أن تدعم بشكل مباشر تطوير مقاومة دائمة في مصر. بمجرد تأكيد التعبير عن جينات المقاومة المستهدفة في هذه الدراسة من خلال الفحص الظاهري، يمكن استخدام الأصناف المفضلة كمتبرعين من قبل مربي القمح المصريين. ستساعد نتائج هذه الدراسة المربين على تحديد مدى المقاومة في ظل الظروف الميدانية عند التكاثر لمقاومة الصدأ في قمح الخبز.

Translated Description (French)

Treize cultivars de blé égyptien ont été évalués et caractérisés pour la résistance des plantes adultes aux rouilles jaunes, foliaires et des tiges. Les marqueurs SSR liés aux gènes de résistance à la rouille jaune, foliaire et de la tige ont été validés et ensuite utilisés pour identifier les cultivars de blé contenant plus d'un gène de résistance à la rouille. Les résultats de la détection des marqueurs moléculaires ont indiqué que plusieurs gènes, seuls ou dans différentes combinaisons, étaient présents parmi les cultivars de blé, y compris Yr, Yr78 (rouille rayée), Lr, Lr70 (rouille foliaire), Sr33, SrTA10187, Sr13 et Sr35 (rouille de la tige), et Lr34/Yr18 et Lr49/Yr29 (rouille foliaire/rayée). Le cultivar Sakha-95 était résistant aux rouilles des feuilles et des tiges, et partiellement résistant à la rouille rayée ; cependant, ce cultivar contenait des gènes de résistance à la rouille supplémentaires (Lr, Sr et Lr/Yr). Le type de zone sous la courbe de progression de la maladie (AUDPC) pour les différents cultivars de blé différait en fonction du type d'infection par la rouille (rouille jaune, foliaire ou de la tige, indiquée par Yr, Lr et Sr). Les cultivars Gem-12, Sids-14, Giza-171 et Giza-168 avaient des types de résistance partielle et de résistance AUDPC. Les six cultivars, cependant, contenaient des gènes supplémentaires de résistance à la rouille. La sélection assistée par marqueur peut être appliquée pour améliorer les cultivars de blé avec des combinaisons de gènes efficaces qui soutiendraient directement le développement d'une résistance durable en Égypte. Une fois que l'expression des gènes de résistance ciblés dans cette étude a été confirmée par criblage phénotypique, les cultivars préférés peuvent être utilisés comme donneurs par les sélectionneurs de blé égyptiens. Les résultats de cette étude aideront les éleveurs à déterminer l'étendue de la résistance dans des conditions de terrain lors de la sélection pour la résistance à la rouille chez le blé panifiable.

Translated Description (Spanish)

Se evaluaron y caracterizaron trece cultivares de trigo egipcio para determinar la resistencia de las plantas adultas a las royas amarillas, foliares y del tallo. Los marcadores de SSR vinculados a los genes de resistencia a la roya amarilla, foliar y del tallo se validaron y posteriormente se utilizaron para identificar cultivares de trigo que contenían más de un gen de resistencia a la roya. Los resultados de la detección de marcadores moleculares indicaron que varios genes, solos o en diferentes combinaciones, estaban presentes entre los cultivares de trigo, incluidos Yr, Yr78 (roya de rayas), Lr, Lr70 (roya de las hojas), Sr Sr33, SrTA10187, Sr13 y Sr35 (roya del tallo), y Lr34/Yr18 y Lr49/Yr29 (roya de las hojas/rayas). El cultivar Sakha-95 era resistente a las royas de hojas y tallos, y parcialmente resistente a la roya rayada; sin embargo, este cultivar contenía genes adicionales de resistencia a la roya (Lr, Sr y Lr/Yr). El tipo de área bajo la curva de progreso de la enfermedad (AUDPC) para los diversos cultivares de trigo difería según el tipo de infección por roya (roya amarilla, de hoja o de tallo, indicada por Yr, Lr y Sr). Los cultivares Gem-12, Sids-14, Giza-171 y Giza-168 tenían tipos AUDPC de resistencia parcial y resistencia. Sin embargo, los seis cultivares contenían genes adicionales de resistencia a la roya. La selección asistida por marcadores se puede aplicar para mejorar los cultivares de trigo con combinaciones de genes eficientes que apoyarían directamente el desarrollo de resistencia duradera en Egipto. Una vez confirmada la expresión de los genes de resistencia diana en este estudio mediante cribado fenotípico, los cultivares preferibles pueden ser utilizados como donantes por los mejoradores de trigo egipcios. Los resultados de este estudio ayudarán a los fitomejoradores a determinar el grado de resistencia en condiciones de campo durante el mejoramiento para la resistencia a la roya en el trigo para pan.

Files

latest.pdf.pdf

Files (955.3 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:122853541ba45016d52d91e8af76c91e
955.3 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التنميط الظاهري والتحقق من صحة العلامات الجزيئية المرتبطة بجينات مقاومة الصدأ في أصناف القمح في مصر
Translated title (French)
Phénotypage et validation des marqueurs moléculaires associés aux gènes de résistance à la rouille chez les cultivars de blé en Égypte
Translated title (Spanish)
Fenotipado y validación de marcadores moleculares asociados a genes de resistencia a la roya en cultivares de trigo en Egipto

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3206574900
DOI
10.1007/s11033-021-07002-8

Is supplement to
https://openalex.org/W4381801543 (Other)
https://openalex.org/W2735071270 (Other)
https://openalex.org/W2395906770 (Other)
https://openalex.org/W2386394288 (Other)
https://openalex.org/W2110757000 (Other)
https://openalex.org/W2053921124 (Other)
https://openalex.org/W2038760446 (Other)
https://openalex.org/W1997177555 (Other)
https://openalex.org/W1925374782 (Other)
https://openalex.org/W106126826 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1568758091
  • https://openalex.org/W1573928550
  • https://openalex.org/W1946501898
  • https://openalex.org/W1966077016
  • https://openalex.org/W1976270532
  • https://openalex.org/W1986610242
  • https://openalex.org/W1987565671
  • https://openalex.org/W1994894241
  • https://openalex.org/W2000428109
  • https://openalex.org/W2008835725
  • https://openalex.org/W2062843100
  • https://openalex.org/W2072808688
  • https://openalex.org/W2091978848
  • https://openalex.org/W2092415623
  • https://openalex.org/W2093578403
  • https://openalex.org/W2098079379
  • https://openalex.org/W2110743526
  • https://openalex.org/W2121191327
  • https://openalex.org/W2132962848
  • https://openalex.org/W2142504701
  • https://openalex.org/W2151921428
  • https://openalex.org/W2152899939
  • https://openalex.org/W2156694871
  • https://openalex.org/W2165862012
  • https://openalex.org/W2193424307
  • https://openalex.org/W2266574281
  • https://openalex.org/W2402531011
  • https://openalex.org/W2437663956
  • https://openalex.org/W2460159315
  • https://openalex.org/W2556237555
  • https://openalex.org/W265467801
  • https://openalex.org/W2746349496
  • https://openalex.org/W2793836059
  • https://openalex.org/W2797801359
  • https://openalex.org/W2800336950
  • https://openalex.org/W2810994546
  • https://openalex.org/W3021985859
  • https://openalex.org/W3023075520
  • https://openalex.org/W3025585662
  • https://openalex.org/W3043220521
  • https://openalex.org/W3083024729
  • https://openalex.org/W3089374029
  • https://openalex.org/W3109495239
  • https://openalex.org/W3120529967