Enhancing soybean rust resistance through gene pyramiding

The threat posed by soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) on soybean production is worsened by resistance breakdown associated with single gene resistance present in most cultivars. Few studies have, however, been undertaken to use mapped simple sequence markers for gene pyramiding to enhance rust resistance. This study validated use of identified simple sequence repeat markers for gene pyramiding and determined the most effective pairwise gene combination for three independent soybean rust resistance genes, Rpp2, Rpp3 and Rpp4. In the F2 generation, soybean plants (homozygous dominant or heterozygous at both loci) with two gene combinations had relatively lower disease severity and sporulation than the parents suggesting complementary epistatic gene action for resistance. Similarly, homozygous F3 families showed lower severity, lesion density and sporulation. Gene Rpp3 contributed positively to resistance with various genetic backgrounds for most parameters measured compared to Rpp2 and Rpp4 resistance genes. Overall, the results suggest that marker gene pyramiding is feasible and can substantially increase resistance to soybean rust through reduced severity and reduced sporulating lesions.
La menace posée par la rouille du soja (Phakopsora pachyrhizi) sur la production du soja est aggravée par la dégradation de la résistance associée à une simple résistance génique présente dans la plupart de cultivars. Peu d’études ont toutefois été menées pour utiliser des marqueurs séquentiels simples cartographiés pour la pyramidation géniqueafin d’améliorer la résistance à la rouille. Cette étude a validé l’utilisation de simples marqueurs derépétition séquentielleidentifiés pour la pyramidation génique et a déterminé la combinaison génique efficace des paires pour trois gènes indépendants de résistance à la rouille du soja, Rpp2, Rpp3 et Rpp4. Dans la génération de F2, les plants du soja (homozygotes ou hétérozygotes dominant aux deux locus) avecdeux combinaisons de gènes avaient une sévérité et une sporulation de la maladie relativement plus faibles que les parents suggérant une action complémentaire génique épistatique pour la résistance. De même, les familles homozygotes de F3 ont montré une sévérité plus faible, une densité de la lésion et une sporulation. Le gène Rpp3a contribué positivement à la résistance à divers patrimoines génétiques pour la plupart des paramètres mesurés par rapport aux gènes de résistance de Rpp2et Rpp4. Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que la pyramidation des gènesdu marqueur est faisable et peut augmenter considérablement la résistance à la rouille du soja par la sévérité réduite et les lésions de la sporulation réduites.
Extended abstracts submitted under Crop Improvement
Date of publication: 
Region Focus: 
East Africa
RUFORUM Conferences and Workshops
Agris Subject Categories: 
Licence conditions: 
Open Access
Access restriction: 
Printed resource

The 2012 RUFORUM Biennial Conference is the third in the series. The main objective of the Biennial conferences is to provide a platform for agricultural research for development stakeholders in Africa and beyond to actively exchange findings and experiences, while at the same time learning lessons towards improving performance of the agricultural sector and ultimately people’s livelihoods. The biennial conference is RUFORUM’s most comprehensive meeting for the diversity of stakeholers in agriculture. It is especially dedicated to graduate students and their supervisors, grantees in RUFORUM member universities and alumni. It is a platform for peer review, quality control, mentorship, networking and shared learning. The third Biennial Conference was attended by 657 participants.This record contains an extended abstract accepted under the theme of Crop Improvement.
This extended abstract was published in the African Journal of Agricultural Research, an Open Access journal, Vol.7(30), pp. 4271-4277, August 2012.