Molecular characterization of the Red locus associated with resistance to soybean powdery mildew

Diante da importância da cultura da soja e da severidade do oídio em causar danos, este estudo teve como principais objetivos avaliar linhagens endogâmicas recombinantes de soja para resistência a este patógeno e caracterizar molecularmente os genes de resistência localizados na região de mapeamento do loco Red, que confere resistência ao oídio em soja. Avaliações fenotípicas realizadas em 109 famílias derivadas do cruzamento entre o acesso BRI01-22106 (Resistente) e o acesso PI200487 (Suscetível) resultaram em uma discriminação distinta entre a resistência e suscetibilidade ao oídio da soja, dentre essas, 29 famílias apresentaram característica de imunidade e foram consideradas promissoras para o desenvolvimento de cultivares resistentes ao oídio. Por meio do sequenciamento do genoma da PI229358, acesso resistente ao oídio e que deu origem ao parental resistente da população em estudo, foi possível identificar 19 potenciais SNPs, exclusivos de plantas resistentes ao oídio, localizados em uma região de 2 Mb, compreendendo o loco Red, contendo oito genes com similaridades a genes de resistência, tais como a presença dos domínio TIR-NBS-LRR. O perfil de expressão diferencial dos genes candidatos à resistência ao oídio frente à infecção com o patógeno ao longo do ciclo infeccioso permitiu constatar a expressão diferencial dos genes candidatos, nos acessos resistentes e suscetível, presentes no loco Red que estão envolvidos no mecanismo de resistência da soja ao oídio. Por meio da técnica de VIGS foi possível obter o silenciamento gênico dos quatro grupos de genes candidatos nos dois acessos resistentes avaliados, evidenciando o envolvimento desses nos mecanismos de resistência da soja ao oídio.Given the importance of soybean and severity of powdery mildew, the main objectives of this study are to evaluate recombinant inbred lines of soybean for resistance to this pathogen and to characterize resistance genes located on the mapping region Red, which confers resistance to soybean powdery mildew. Phenotypic assessments conducted in 109 families derived from the cross between BRI01-22106 (resistant) and PI200487 (susceptible) resulted in a distinct discrimination between resistance and susceptibility to soybean powdery mildew. Among these, 29 families had an immunity feature and they were considered promising for the development of cultivars resistant to powdery mildew. Through genome sequencing of PI229358, resistant to powdery mildew and parental of the study population, it was possible to identify 19 potential single nucleotide polymorphisms (SNPs). The SNPs are located in a 2 Mb region, comprising the region Red and containing eight genes with similarity to resistance genes, such as the presence of the TIR-NBS-LRR domain. The profile of candidate genes expression for resistance to powdery mildew revealed the differential expression of candidate genes in the resistant and susceptible accesses present in Red locus involved in the mechanism of resistance of soybean powdery mildew. Using virus induced gene silencing (VIGS) it was possible to obtain the gene silencing of the four groups of candidate genes in both resistant accessions, indicating their involvement in mechanisms of resistance to soybean powdery mildew.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic