Pyramiding TYLCV and TSWV resistance genes in tomato genotypes

Abstract

The Cuban tomato line LD3 , in which the Ty-1 gene from Solanum chilense LA 1969 was detected, was crossed with an F1 hybrid carrying the genes Ty-3 from S. chilense LA 2779 and Sw-5 from S. peruvianum. A hundred F2 plants were transplanted to a ferralitic soil in the field and the F2 plants individually evaluated in the field with high natural TYLCV-IL (Cu) incidence by using a scale from 0 (no symptom) to 4 (severe stunting). The total DNA extracted from the F2 plants were analyzed per individual plant by using PCR markers linked to the genes Ty-3 (resistance to TYLCV) and Sw-5 (resistance to TSWV) so that both genes could be detected in a same genotype. Eighty two F2 plants showed no symptoms under natural TYLCV incidence (0 symptoms) with a productivity ranging from 1.6 to 9.7 kilograms per plant. The Principal Component Analysis (PCA) permitted grouping the different genotypes. Six F2 plants showed the Ty-3 gene in homozygosis and 12 in heterozygosis; 33 F2 plants showed the Sw-5 gene according to their DNA analysis. Three F2 plants (number 65, 68 and 78) showed the Ty-3 and Sw-5 genes in homozygosis besides the Ty-1 gene (resistance to TYLCV) from their female parent. Their productivity ranged from 6.0 to 6.8 kilograms per plant. These are the first Cuban results in which resistance genes for two important diseases in the tomato crop are obtained in a same genotype by the early and simultaneous molecular screening for resistance and the productivity evaluation under field conditions, Both tools, when simultaneously used, are efficient in reducing selection time and space.

Key words: TYLCV, TSWV, pyrimiding, resistance genes, tomato genotypes.

Pirimidación de genes de resistencia a TYLCV y TSWV en genotipos de tomate

RESUMEN: En este estudio, los cruzamientos se realizaron entre la línea cubana LD3, con gen de resistencia Ty-1, procedente de Solanum chilense LA 1969, y el híbrido F1 portador de los genes Ty-3 de S. chilense LA 2779 y Sw-5 de S. peruvianum. Se obtuvieron 100 plantas F2 que fueron trasplantadas a campo, en suelo ferralítico rojo. Las plantas F2 fueron evaluadas en condiciones naturales de campo en áreas con alta presión de TYLCV-IL (Cu). Las plantas individuales fueron evaluadas con escala de síntomas desde 0 (sin síntomas) a 4 (enanismo severo). Los ADN totales extraídos fueron analizados en plantas individuales de la población F2 en estudio, utilizando marcadores PCR ligados a los genes Ty-3 (resistencia a TYLCV) y Sw-5 (resistencia a TSWV) con el objetivo de detectar estos genes en un mismo genotipo. Un total de 82 plantas F2 no mostraron síntomas bajo condiciones naturales de incidencia de TYLCV-IL (Cu) (grado 0) con un rango de productividad de 1.6 a 9.7 kilogramos por plantas. El Análisis de Componentes Principales permitió agrupar los genotipos. En seis plantas se detectó la presencia de gen Ty-3 en homocigosis y en 12 plantas en heterocigosis; 33 plantas F2 demostraron el gen Sw-5 a partir de los análisis de ADN realizado. En tres plantas F2 (números 65, 68 y 78) se encontraron en homocigosis los genes Ty-3 y Sw-5 en adición del gen Ty-1 (resistencia a TYLCV) procedente del parental femenino. El rango de productividad obtenido fue de 6.0 a 6.8 kilogramos por plantas. Estos son los primeros resultados en Cuba donde se obtienen genes de resistencia en un mismo genotipo para dos importantes enfermedades del cultivo del tomate con una evaluación simultánea y temprana de la resistencia y la productividad en condiciones de campo, mediante el uso temprano de marcadores moleculares en la reducción del tiempo y el espacio en el proceso de selección de genotipos promisorios.

Palabras clave: TYLCV, TSWV, pirimidación, genes de resistencia, genotipos, tomate.