Association mapping for yellow rust resistance in wheat (triticum aestivum l.)

Stripe rust, caused by Puccinia striiformis Westend. f. sp. tritici is an important threat to global wheat production. The breakdown in resistance of resistance genes and new virulent and more aggressive pathotypes of stripe rusts are causing serious problems in all main bread and durum wheat cultivating areas of the world. To look and identify new sources of resistance genes and associated QTL for utilization in breeding programs an association mapping panel comprising of 600 bread wheat landraces was assembled from eight countries preserved in ICARDA gene bank. The association mapping panel was evaluated for seedling and adult plant resistance against multiple yellow rust pathotypes in Izmir, Turkey during 2016, 2018 and 2019. The genome-wide association study (GWAS) was carried out using a Mixed Linear Model (MLM). 47 SNPs were postulated at 19 genomic regions with significant SNP-trait associations for both seedling and adult plant stage resistance, the threshold of significance for marker-trait associations was determined by the false discovery rate (q) ≤ 0.05. Three genomic regions (QYr.1D_APR, QYr.3A_seedling and QYr.7D_seedling) identified in this study are far away from any previously reported Yr gene or QTL thus, tagging novel genomic regions. The analysis for the candidate genes in the novel QTL regions identified several candidate resistance genes encoding proteins related to plants disease resistance and defense mechanism.
Puccinia striiformis f. sp. tritici Westend'in neden olduğu sarı pas, küresel buğday üretimi için önemli bir tehdittir. Dayanıklılık genlerinin dayanıklılığındaki kırılma ve sarı pasın yeni virülans ve daha agresif patotipleri, dünyanın tüm büyük ekmeklik ve makarnalık buğday yetiştirme alanlarında ciddi sorunlara neden olmaktadır. Islah programlarında kullanılmak üzere yeni dayanıklılık genleri ve ilişkili QTL'lerin yeni kaynaklarını araştırmak ve belirlemek için, ICARDA gen bankasında muhafaza edilen sekiz ülkeden 600 ekmeklik buğday yerel çeşidinden oluşan bir ilişkilendirme haritalaması paneli oluşturulmuştur. İlişkilendirme haritalama paneli 2016, 2018 ve 2019 yıllarında İzmir, Türkiyede çok sayıda sarı pas patotipine karşı fide ve ergin bitki dayanıklılığı açısından değerlendirilmiştir. Genom çapında ilişki çalışması (GWAS), Karışık Doğrusal Model (MLM) kullanılarak gerçekleştirildi. 47 SNP, 19 genomik bölgede, hem fide hem de ergin bitki aşaması dayanıklılığı için önemli SNP-özelliği ilişkilerine sahip olarak varsayılmış ve markör-özellik ilişkileri için önem eşiği, hatalı keşif oranı (q) ≤ 0.05 ile belirlenmiştir. Bu çalışmada tanımlanan üç genomik bölge (QYr.1D_APR, QYr.3A_ve QYr.7D_fide dönemi), daha önce rapor edilen herhangi bir Yr geni veya QTL'den çok uzakta yer almaktadır, böylece etiketlenen yeni genomik bölgelerdir. Yeni QTL bölgelerindeki aday genlerin analizi sonucunda, bitkilerin hastalığa dayanıklılığı ve savunma mekanizması ile ilgili proteinleri kodlayan birkaç aday dayanıklılık geni belirlenmiştir.