Identification of genes, QTLs and metabolites for Fusarium aer rot resistance in maize

Abstract

Fusarium verticillioides è responsabile della fusariosi della spiga in mais e della contaminazione della granella con micotossine. Sono state individuate le regioni geniche e i geni candidati per la resistenza a Fusarium dal confronto tra una linea di mais resistente (CO441) e una suscettibile (CO354), impiegando tre diversi approcci: analisi QTL, analisi trascrittomica (RNASeq) e analisi metabolomica. 184 famiglie F2:3 (CO441xCO354) sono state valutate in due diversi ambienti nell’anno 2011 e inoculate artificialmente con due diverse tecniche (forchetta e stuzzicadente). E’ stata rilevata una significativa variazione genotipica in risposta all’infezione. Sulla base di una mappa preliminare di linkage molecolare contenente 74 marcatori microsatelliti polimorfici, sono stati determinati 8 QTLs comuni alla resistenza alla fusariosi della spiga e alla riduzione della contaminazione da fumonisine. Sono stati considerati geni candidati per la resistenza i geni differenzialmente espressi, risultanti dall’ RNASeq, in semi di mais CO441 prima e 72 ore dopo l’infezione. I metaboliti putativi correlati alla resistenza sono stati rilevati tramite high resolution LC-MS in entrambe le linee di mais. I geni candidati e i metaboliti mappano in pathway coinvolti nei meccanismi di difesa: fenilalanina, tirosina e triptofano biosintesi, fenilpropanoidi e flavonoidi biosintesi, metabolismo dell’acido linoleico e α-linolenico. Abbondanti trascritti derivano dalla biosintesi dei terpenoidi e dei diterpenoidi. Nei geni candidati verranno ricercati polimorfismi fra le due linee di mais e che andranno ad arricchire la mappa di linkage molecolare.