Genomic characterization of Puccinia triticina using molecular marker technology

Abstract

A ferrugem da folha, causada por Puccinia triticina, é a ferrugem mais comum do trigo. O fungo é um parasita obrigatório, capaz de produzir urediniósporos infecciosos. Para estudar a estrutura genética da populaçâo de ferrugem da folha, 20 primers RAPD foram avahados em 15 amostras de isolados coletadas no Paquistäo. Um total de 105 fragmentos RAPD foram amplificados com uma média de 7 fragmentos por primer. O número de fragmentos amplificados variou de 1 a 12. GL Decamer L-07 e GL Decamer L-01 amplificaram o maior número de bandas (doze), e o primer GL Decamer A-03 amplificou o menor número de bandas, ou seja, um. Os resultados mostraram que quase todos os isolados investigados eram geneticamente diferentes, o que confirma a alta diversidade genética na populaçâo de ferrugem da folha. Os esporos de ferrugem podem seguir o padräo de migraçâo em distancias curtas e longas para áreas vizinhas. Os resultados indicaram que a maior variabilidade foi revelada por 74,9% da diferenciaçâo genética nas populaçoes de ferrugem. Esses resultados sugeriram que cada populaçâo nâo era completamente identica e um alto fluxo genico ocorreu entre a populaçâo de ferrugem da folha de diferentes áreas. A maior diferenciaçâo e distancia genética entre as populaçoes de ferrugem da folha do Paquistâo foram detectadas entre a populaçâo de ferrugem da folha no isolado NARC (NARC-4) e AARI-11 e a maior similaridade foi observada entre os isolados NARC (NARC-4) e (NARC-5). O presente estudo mostrou que a populaçâo de ferrugem da folha no Paquistâo é altamente dinámica e variável.

Alternate abstract:

Leaf rust, caused by Puccinia triticina, is the most common rust disease of wheat. The fungus is an obligate parasite capable of producing infectious urediniospores. To study the genetic structure of the leaf rust population 20 RAPD primers were evaluated on 15 isolates samples collected in Pakistan. A total of 105 RAPD fragments were amplified with an average of 7 fragments per primer. The number of amplified fragments varied from 1 to 12. GL Decamer L-07 and GL Decamer L-01 amplified the highest number of bands (twelve) and primer GL Decamer A-03 amplified the lowest number of bands i.e one. Results showed that almost all investigated isolates were genetically different that confirms high genetic diversity within the leaf rust population. Rust spores can follow the migration pattern in short and long distances to neighbor areas. Results indicated that the greatest variability was revealed by 74.9% of genetic differentiation within leaf rust populations. These results suggested that each population was not completely identical and high gene flow has occurred among the leaf rust population of different areas. The highest differentiation and genetic distance among the Pakistani leaf rust populations were detected between the leaf rust population in NARC isolate (NARC-4) and AARI-11and the highest similarity was observed between NARC isolates (NARC-4) and (NARC-5). The present study showed the leaf rust population in Pakistan is highly dynamic and variable.