Identification of Turcicum leaf blight resistance genes in sorghum using comparative genomics

Abstract:

Turcicum leaf blight, caused by Exserohilum turcicum (Pass) K.J. Leonard and E.G. Suggs (teleomorph: Setosphaeria turcica (Luttrell) Leonard and Suggs), formerly known as Helminthosporium turcicum, is a major foliar disease of both sorghum and maize. In comparison with sorghum, a lot more studies have been done on maize to identify quantitative trait loci (QTL) and major genes playing a role in observed resistance and/ or tolerance to the pathogen. Comparative analysis was undertaken of the maize remorin gene ZmREM6.3, which has been identified to have a significant contribution towards turcicum leaf blight resistance. The gene ZMREM6.3 was retrieved from the maize database. This was used to search the sorghum database in Phytozome. The SNP markers were developed using the orthologous sorghum remorin gene. These markers were validated across diverse sorghum accessions and a recombinant inbred line (RIL) mapping population at F8:9. The previously obtained field phenotyping data were used to establish the association of various SNP markers with resistance/susceptibility to the fungus. Association of the markers to the trait was determined using both General Linear Model (GLM) and the Mixed Linear Model (MLM) in TASSEL software for association mapping of complex traits in diverse samples. The maize remorin gene ZmREM6.3 has been identified in sorghum genome. This is likeliy to make a significant contribution towards breeding for turcicum leaf blight resistance.

La brulure des feuilles, causée par Exserohilum turcicum (Pass) K.J. Leonard et E.G. Suggs (teleomorph: Setosphaeria turcica (Luttrell) Leonard et Suggs), anciennement connue sous le nom de Helminthosporium turcicum, est une pathologie foliaire majeure observée chez le sorgho et le maïs. Par rapport au sorgho, beaucoup d’études ont été conduites sur le maïs afin d’identifier les Locus de Caractères Quantitatifs (LCQ) et les gènes majeurs jouant un rôle dans la résistance ou la tolérance au pathogène. Une analyse comparative a été effectuée sur le gène ZmREM6.3 du maïs, qui a été identifié comme ayant une contribution significative à résister à la brûlure des feuilles causée par le Turcicum. Le gène ZMREM6.3 a été extrait de la base de données du maïs. Ceci a été utilisé pour rechercher la base de données du sorgho dans Phytozome. Les marqueurs «SNP» ont été ensuite développés à l’aide du gène orthologue du sorgho. Ces marqueurs ont été validés pour diverses sources de sorgho. Les données de phénotypage de terrain précédemment obtenues, ont été utilisées pour établir l’association de différents marqueurs SNP à la résistance / susceptibilité au champignon. L’association des marqueurs au trait a été évaluée en utilisant les modèles linéaires généraux (GLM) et les modèles linéaires mixtes (MLM) dans le logiciel TASSEL. Le gène ZmREM6.3 du maïs a été identifié dans le génome du sorgho. Ceci est susceptible de contribuer de manière significative à la production axée sur la résistance à la brulure des feuilles.

Language:

Date of publication:

2016

Country:

Uganda

Region Focus:

East Africa

Author/Editor(s):

Beshir, Mayada Mamoun

Manthi, S.

Okori, P.

Odeny, D.A.