Phenotypic characterization of collected Phytophthora infestans isolates and approach to molecular characterization

Abstract

[EN] Potato (Solanum tuberosum L.) is nowadays the most important non-cereal food crop in the world. It is prone to huge annual losses due to late blight, the disease caused by the oomycete pathogen Phytophthora infestans. Late blight can be controlled by weekly application of enormous amounts of chemicals. However, there are strategies to control late blight more environmentally safe as for instance by the introduction of durable Rpi-genes. Consequently, in order to breed for more durable late blight resistance, virulence knowledge about the current P. infestans population is a prerequisite for selection of the most durable or best combination of R-genes. In the present study a phenotypic characterization of Agrico Research collected P. infestans isolates was carried out based on Agrico Research differential set which include part of Black differential set and most of the available new Rpi-genes. Furthermore, a protocol to obtain sterile P. infestans in order to make a molecular characterization was carried out. High diversity of virulence against important Rpi-genes has been observed on part of the P. infestans in Agrico Research collection. Moreover, some of the R-genes tested have shown the desirable properties to be considered for future breeding programs. Finally, a methodology both, to obtain sterile P. infestans and to extract DNA was developed. In this way the present study has achieved enough data to develop a new and informative differential set in order to perform an efficient DLA.

[ES] La patata (Solanum tuberosum L.) es actualmente el cultivo no cereal más importante del mundo. Anualmente el cultivo de la patata sufre grandes pérdidas económicas debidas principalmente al tizón tardío, enfermedad causada por el oomiceto Phytophthora infestans. Pese a que la enfermedad puede ser controlada por la aplicación semanal de grandes cantidades de fungicidas, el precio de los agroquímicos y la contaminación de los suelos han hecho que se opte por la búsqueda e introducción de nuevos genes de resistencia como estrategia más factible y respetuosa con el medio ambiente. El conocimiento del espectro de virulencia de los aislados que afectan a una región es esencial para la selección de los genotipos con genes de resistencia o combinaciones de estos, de manera que proporcionen una resistencia más durable. En el presente trabajo se ha llevado a cabo la caracterización biológica de la colección de aislados de P. infestans de la empresa Agrico Research en base a un conjunto de genotipos diferenciales, incluyendo parte del conjunto de diferenciales de Black, que contienen la mayoría de genes de resistencia (genes Rpi) disponibles. Simultáneamente, se ha desarrollado un protocolo para la esterilización de los aislados de P. infestans de la colección procedentes del campo. Además se ha determinado la metodología idónea para la extracción de ADN a partir de micelio puro de P. infestans. Se ha observado una gran diversidad de virulencia dentro de la población de P. infestans analizada. También, se ha visto que algunos de los genes R analizados presentan buena resistencia y pueden ser considerados para futuros programas de mejora. Se ha conseguido aislar P. infestans estéril a partir de aislados procedentes de campo mediante medios de cultivos diferenciales y se ha determinado la metodología idónea para la extracción de ADN a partir del micelio cultivado. Como resultado del trabajo realizado se han conseguido establecer el conjunto de genotipos diferenciales necesarios llevar a cabo ensayos de virulencia informativos y eficientes. Además se ha podido reorganizar la colección de aislados de P. infestans mediante la eliminación de lo aislados menos interesantes.