Combining linkage and association mapping approaches to study the genetic architecture of verticillium wilt resistance in sunflower

Sunflower Verticillium Wilt and Leaf Mottle (SVW), caused by Verticillium dahliae Kleb., is a globally prevalent disease affecting sunflower production. In this study, we identified a major quantitative trait locus (QTL) on chromosome 10 and other genomic regions associated with SVW resistance by integrating biparental and association mapping in sunflower populations from the National Institute of Agricultural Technology. Nine replicated field trials were conducted in highly infested V. dahliae reservoirs to assess disease incidence and severity. Both mapping populations were genotyped using double-digest restriction-site-associated DNA sequencing (ddRADseq). Association mapping with 18,161 SNPs and biparental QTL mapping with 1769 SNPs identified a major QTL on chromosome 10 explaining up to 30% of phenotypic variation for disease incidence at flowering and for the area under the disease progress curve for disease incidence, and which contributes to a lesser extent to disease severity reduction. Additional QTLs on chromosomes 17, 8, 9, 14, 13, and 11 were associated with reduced disease incidence, severity, or both. Candidate genes were identified within these associated regions, 39 of which are in the major QTL on Chromosome 10. These findings demonstrate the value of integrating complementary QTL mapping strategies for validating resistance loci and advancing sunflower breeding for SVW resistance.

Instituto de Biotecnología

Fil: Montecchia, Juan Francisco. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: Montecchia, Juan Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Fil: Montecchia, Juan Francisco. Advanta Semillas SAIC. Estación Experimental Venado Tuerto; Argentina

Fil: Fass, Mónica Irina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: Fass, Mónica Irina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Fil: Dominguez, Matías. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino; Argentina

Fil: González, Sergio Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: González, Sergio Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Fil: Garcia, Martin Nahuel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: Garcia, Martin Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Fil: Filippi, Carla Valeria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: Filippi, Carla Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Fil: Filippi, Carla Valeria. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Departamento de Biología Vegetal. Laboratorio de Bioquímica; Uruguay

Fil: Ben Guerrero, Emiliano. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: Ben Guerrero, Emiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Fil: Maringolo, Carla Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina

Fil: Troglia, Carolina Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina

Fil: Quiroz, Facundo Jose. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; Argentina

Fil: Gonzalez, Julio Horacio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Pergamino; Argentina

Fil: Alvarez, Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi; Argentina

Fil: Heinz, Ruth. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: Heinz, Ruth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Fil: Lia, Verónica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: Lia, Verónica Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Fil: Lia, Verónica Viviana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Fil: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina

Fil: Paniego, Norma Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina