Desenvolvimento de marcadores moleculares para análogos a genes de resistência em Arachis spp. silvestres

Abstract

O maior grupo de genes de resistência de plantas já clonados codifica para proteínas com um sítio de ligação a nucleotídios (NBS) na região N-terminal, e um domínio rico em repetições de leucina (LRR) na região C-terminal. Genes desta classe conferem resistência a diversos patógenos incluindo vírus, bactérias, fungos e nematóides. Para diferentes espécies do gênero Arachis, primers de "polymerase chain reaction" (PCR) degenerados foram construídos para a região NBS, e o produto de tradução putativo indicou similaridade com proteínas de resistência conhecidas sendo denominados análogos a genes de resistência (RGAs). Doze destes RGAs foram utilizados para o desenvolvimento de marcadores moleculares baseados em seus padrões de hibridização com DNA de Arachis spp. digerido com enzimas de restrição. Inicialmente, avaliou-se o polimorfismo de cada RGA como sonda nos parentais de uma população de mapeamento, contrastantes quanto à resistência as manchas foliares e nematóides das galhas, e no híbrido F1. Os RGAs, mesmo isolados de espécies diferentes do gênero Arachis apresentaram homologia com o DNA das espécies testadas, além de apresentarem múltiplas cópias e alto polimorfismo na progênie F2. Todas estas características tornam estes RGAs marcadores moleculares altamente informativos, sendo que alguns apresentaram segregação em "clusters" na F2, indicando que seus locos estão ligados. Estes marcadores serão incluídos em um mapa genético de Arachis spp., o que será de grande utilidade para os programas de melhoramento do amendoim (Arachis hypogaea) cultivado.

The majority of cloned plant pathogen resistance genes (R genes) encode a putative nucleotide binding site (NBS) domain and a leucine-rich repeat (NBS-LRR genes). Genes of this NBS-LRR class confer resistance to diverse pathogens such as viruses, bacteria, fungi, nematodes and aphids. The conserved NBS domain was used to generate resistance gene analogues (RGAs) fragments by polymerase chain reaction (PCR) using degenerated primers in different Arachis species. Twelve of these RGAs were used to develop molecular markers based on their patterns of hybridisation to restricted Arachis spp. DNA. An initial step was the evaluation of the polymorphism generated by each RGA in genomic fragments of contrasting parents of a mapping population that segregates for resistance to leaf spot and nematodes, and of the F1 hybrid. The RGAs isolated from different Arachis species showed high homology to the DNA of the parents and hybrid, multiple copies in the genome and high polymorphism in the F2 generation. Therefore, they were considered highly informative markers, with some segregating in clusters in the F2. These RGAs will be included in the Arachis genetic map, which will be of paramount importance for the Arachis spp. breeding programs.