Comparative analysis of quantitative trait loci for foliage resistance toPhytophthora infestans in tuber-bearingSolanum species

Abstract

Previously published data for potato foliage resistance to late blight were examined in a combined analysis to determine how the genetic backgrounds of the host and pathogen affect the occurrence of resistance QTLs. Data from 19 diploid populations and one tetraploid population that originated from at least 12 different tuber-bearingSolanum species were included. Comparative analysis across all populations revealed three highly active genomic regions on the distal parts of chromosomes 3,4, and 5. The region most consistently detected that conferred foliage resistance inSolanum was located on chromosome 5, near marker locus GP21. A previously identified cluster of three race-specific R-genes on chromosome 11 was not associated with polygenic resistance. Statistical examination of active QTLs indicates that congruence among QTLs is significantly affected by both genetic relatedness of mapping populations and race ofPhytophthora infestans used for resistance tests. The proportion of congruent QTLs for late blight resistance decreased from 0.52 detected in relatedSolanum populations tested with the same race ofPhytophthora infestans to 0.20 found in unrelated mapping populations tested with different races ofPhytophthora infestans. Analysis of resistance mapping tests provided statistical evidence for the occurrence of race-specific QTLs in tuber-bearingSolanum. The highly conserved genomic regions identified in the comparative analysis are likely to be good candidates for gene cloning or marker assisted selection in potato breeding programs.

Resumen

Los datos publicados anteriormente sobre la resistencia del follaje de papa al tizón tardío fueron revisados mediante un análisis combinado para determinar cómo las bases genéticas del hospedante y del patógeno afectan la ocurrencia de resistencia de caracteres cuantitativos (QTLs). Se incluyeron los datos de diecinueve poblaciones diploides y de una tetraploide, originadas de por lo menos veinte diferentes especies tuberizadas deSolanum. Los análisis comparativos que cruzaron todas las poblaciones revelaron tres regiones genómicas tremendamente activas en la parte distal de los cromosomas 3,4 y 5. La región mas consistentemente detectada, que confería resistencia foliar enSolanum estaba localizada en el cromosoma 5, la más cercana al marcador del locus GP21. Un conjunto previamente identificado de tres razas específicas de genes R en el cromosoma 11 no estuvo asociado con resistencia poligénica. El examen estadístico de QTLs activos indica que la congruencia entre QTLs se ve significativamente afectada tanto por el parentesco genético de la población mapeada como por la raza dePhytophthora infestans usada para las pruebas de resistencia. La proporción de QTLs congruente para la resistencia al tizón tardío descendió de 0.52, detectado en poblaciones emparentadas deSolanum probadas con la misma raza dePhytophthora infestans, a 0.20 encontrada en poblaciones mapeadas sin parentesco probadas con diferentes razas dePhytophthora infestans. El análisis de las pruebas de resistencia mapeadas proporciona evidencia estadística sobre la ocurrencia de QTLs de razas específicas enSolanum tuberizados. Las regiones genómicas altamente conservadas identificadas en el análisis comparativo son probablemente buenas candidatas para la clonación genética o la selección asistida de marcadores en los programas de mejoramiento de papa.