Home About Browse Search
Svenska


Diversity of beans grown in Kyrgyzstan and marker-aided breeding for resistance to bean common mosaic virus and anthracnose

Hegay, Sergey (2013). Diversity of beans grown in Kyrgyzstan and marker-aided breeding for resistance to bean common mosaic virus and anthracnose. Diss. (sammanfattning/summary) Alnarp : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2013:35
ISBN 978-91-576-7809-6
[Doctoral thesis]

[img]
Preview
PDF
2MB

Abstract

Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is an important export crop in Kyrgyzstan since the end of the 20th century. Kyrgyzstan produces about 70,000 t of common beans per year, which provides jobs to 76% of the population in the Talas region. Information about genetic diversity of common beans helps to select appropriate genetic material to be used for breeding programs. Accessions originating from both Mesoamerican and Andean gene pools, including the main Kyrgyz common bean market types were analyzed using simple sequence repeats (SSR) and qualitative morphological traits. The similarity matrices generated from the molecular and morphological data were well correlated (r = 0.49**). The cluster analysis of both data sets grouped the accessions according to their gene pools of origin, where Mesoamerican accessions were more diverse than Andean accessions. Both SSR and qualitative morphological markers were suitable for assigning cultivars to their gene pools of origin. Furthermore, information about traits of interest for Kyrgyz farmers has been gained. We found that Bean common mosaic virus strain NL6 and anthracnose affect this crop and reduce its grain yield significantly in Kyrgyzstan. The susceptible Kyrgyz cultivars Ryabaya, Kytayanka and Lopatka were included as recurrent parents in a backcrossing breeding scheme for introducing host plant resistance to these diseases from donor cultivars. After the 4th backcross, seeds (color, shape, size) and pods (shape) were similar to the respective recurrent parent. The sequence characterized amplified region (SCAR) markers SW13, SBD5 and SCAreoli were used successfully in marker-aided backcrossing for pyramiding the I, bc-12 and Co-2 genes, which provide host plant resistance to BCMV and anthracnose, respectively. Inoculation tests with anthracnose races delta and gamma, virus strain NL3, and DNA markers confirmed the presence of resistance genes in the offspring.

Authors/Creators:Hegay, Sergey
Title:Diversity of beans grown in Kyrgyzstan and marker-aided breeding for resistance to bean common mosaic virus and anthracnose
Alternative abstract:
LanguageAbstract
UNSPECIFIED

Фасоль (Phaseolus vulgaris L.), начиная с конца 20-го века - важная экспортная культура в Кыргызстане. Производство фасоли в Кыргызстане обеспечивает работой 76% населения Таласской области, производимый объем составляет около 70 000 тонн в год. Изучение генетического разнообразия фасоли помогает выбрать подходящий материал для будущей селекционной работы. Образцы из двух генетических центров Мезоамериканского и Андийского, включая основные типы фасоли, возделываемые в Кыргызстане, исследовались с помощью микросателлитов (SSR-маркеров) и морфологических качественных признаков. Установлена положительная корреляция (r = 0.49**) c матрицами коэффициентов сходства между молекулярными и морфологическими данными. Кластерный анализ и тех, и других данных определил образцы фасоли в соответствии с их принадлежностью к генетическому центру происхождения. Образцы Мезоамериканского центра были разнообразнее, чем образцы, относящиеся к Андийскому центру происхождения. Оба типа маркеров, как морфологические, так и микросателлиты, использовались в нашем исследовании для определения сортов фасоли, их принадлежности к центру происхождения, а также в создании первичного материала с признаками, значимыми для кыргызских фермеров. Мы обнаружили болезни, которые значительно снижают урожай зерна данной культуры в Кыргызстане - это штамм NL6 вируса обыкновенной мозаики (BCMV), а также антракноз. Восприимчивые кыргызские сорта - Рябая, Китаянка и Лопатка использовались как рекуррентные родители в возвратных скрещиваниях, при получении устойчивости от сортов-доноров. После 4-го беккросса семена (цвет, форма и размер) и бобы (форма) сохранили признаки, характерные рекуррентным родителям. Мы успешно использовали SCAR-маркеры (SW13, SBD5 и SCAreoli) при создании многоступенчатой устойчивости I, bc-12 и Co-2 генов, соответственно. Данная устойчивость растений дает иммунитет к вирусу обыкновенной мозаики (BCMV) и антракнозу. Инфекционный тест (биологические расы антракноза - delta и gamma, а также штамм NL3 вируса BCMNV) и ДНК-маркеры подтвердили устойчивость в полученных беккросс-поколениях.

Series/Journal:Acta Universitatis agriculturae Sueciae (1652-6880)
Year of publishing :May 2013
Volume:2013:35
Number of Pages:57
Papers/manuscripts:
NumberReferences
I.Hegay, S., Geleta, M., Bryngelsson, T., Gustavsson, L., Persson Hovmalm, H. & Ortiz, R. (2012). Comparing genetic diversity and population structure of common beans grown in Kyrgyzstan using microsatellites. Scientific Journal of Crop Science 1(4), 63-75.
II.Hegay, S., Geleta, M., Bryngelsson, T., Garkava-Gustavsson, L., Persson Hovmalm, H. & Ortiz, R. Genetic diversity analysis in Phaseolus vulgaris using morphological traits (submitted).
III.Hegay, S., Ortiz, R., Garkava-Gustavsson, L., Persson Hovmalm, H. & Geleta, M. (2013). Marker-aided breeding for resistance to bean common mosaic virus in Kyrgyz bean cultivars. Euphytica. Doi: 10.1007/s10681- 013-0928-9.
IV.Hegay, S., Geleta, M., Bryngelsson, T., Garkava-Gustavsson, L., Persson Hovmalm, H. & Ortiz, R. Introducing host plant resistance to anthracnose in Kyrgyz beans through marker-aided and inoculation-based backcrossing (submitted).
Place of Publication:Alnarp
Publisher:Dept. of Plant Breeding, Swedish University of Agricultural Sciences
ISBN for printed version:978-91-576-7809-6
ISSN:1652-6880
Language:English
Publication Type:Doctoral thesis
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:F Plant production > F30 Plant genetics and breeding
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 404 Agricultural Biotechnology > Plant Biotechnology
(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 404 Agricultural Biotechnology > Genetics and Breeding
Agrovoc terms:phaseolus vulgaris, plant breeding, genetic resources, biodiversity, breeding methods, dna, genetic markers, microsatellites, bean common mosaic potyvirus, anthracnosis, disease resistance, kyrgyzstan
Keywords:backcross breeding, DNA markers, genetic diversity, microsatellites, Phaseolus vulgaris
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-1446
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-1446
ID Code:10425
Department:(LTJ, LTV) > Department of Plant Breeding (from 130101)
External funders:Swedish National Heritage Board
Deposited By: Mr. Sergey Hegay
Deposited On:10 May 2013 05:12
Metadata Last Modified:14 Dec 2014 17:50

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits