SUMMARY
Sunflower broomrape (Orobanche cumana Wallr.) is currently regarded as one of the most important constraints in sunflower (Helianthus annuus L.) production. In the last fifteen years, efforts to introduce genetic sources of resistance to this parasite in sunflower hybrids were followed by the occurrence of new virulent races that promptly overcame all known resistance genes. Due to this situation, most of the research efforts have focused on the development and characterization of new sources of genetic resistance to the most virulent races and also on the genetic structure and variability of O. cumana populations and their evolution, in order to develop long-term strategies for sunflower broomrape management. Results of evaluation of sunflower germplasm for resistance to different broomrape races have demonstrated that wild Helianthus species constitute the major reservoir of genes conferring resistance to new virulent races. Cultivated germplasms are also valuable sources of resistance genes. Most of the resistant sources have been found to be controlled by major genes, although quantitative resistance and epistatic effects have also been reported. Different dominance reactions, depending on the race of broomrape, the source of resistance and the susceptible parental line used for crossing have been observed. Molecular studies have shown that phenotypic variance for race E resistance was mainly explained by a major QTL associated to the resistance or susceptibility character, while race F resistance was explained by several QTL with a small to moderate effect, mainly associated with the number of broomrapes per plant, suggesting the existence of a quantitative component in the resistance to race F. The relevance of these findings for sunflower breeding for resistance to broomrape is discussed.
RESUMEN
El jopo de girasol (Orobanche cumana Wallr.) está considerado en la actualidad como uno de los problemas mas importantes del cultivo de girasol (Helianthus annuus L.). En los últimos quince años, los esfuerzos realizados para incorporar fuentes de resistencia genética a este parásito en híbridos de girasol han estado acompañados por la rápida aparición de nuevas razas virulentas que superaban todos los genes de resistencia conocidos. Debido a esta situación, la mayoría de los esfuerzos de investigación se han centrado en el desarrollo y caracterización de nuevas fuentes de resistencia genética a las razas más virulentas del parásito, así como en la investigación de la estructura genética y variabilidad de las poblaciones de Orobanche cumana y de su evolución, con el objetivo de desarrollar estrategias duraderas a largo plazo para el control del jopo de girasol. Los resultados de evaluación de germoplasma de girasol para resistencia a diferentes razas han demostrado que las especies silvestres de Helianthus constituyen la mayor fuente de genes de resistencia a las nuevas razas virulentas. El germoplasma cultivado es también una valiosa fuente de genes de resistencia. La mayoría de las fuentes de resistencia están controladas por genes mayores, pero tanto resistencia cuantitativa como efectos epistáticos han sido también identificados. Se han observado diferentes reacciones de dominancia dependiendo de la raza de jopo, la fuente de resistencia y la línea utilizada como parental susceptible. Estudios moleculares han mostrado que la varianza fenotípica para la raza E se explica principalmente por un QTL mayor asociado con la resistencia o susceptibilidad del carácter, mientras que la resistencia a la raza F estuvo controlada por varios QTL de efecto pequeño o moderado asociados principalmente con el número de jopos por planta, lo que sugiere la existencia de un componente cuantitativo en la resistencia a la raza F. Se discute la relevancia de estos resultados en la mejora para resistencia al jopo de girasol.
RÉSUMÉ
L’orobanche du tournesol est couramment vue comme l’une des plus importantes contraintes de la production de tournesols. Ces 15 dernières années, des efforts pour introduire des sources génétiquement résistantes à ce parasite dans les hybrides de tournesol ont rapidement été suivis de l’apparition de nouvelles races virulentes qui sont venues à bout de tous les gènes de résistance connus. Au regard de cette situation, la majorité des efforts de recherche se sont concentrés sur le développement et la caractérisation de nouvelles sources de résistance génétique aux plus virulentes des races et aussi pour examiner la structure génétique et la variabilité des populations d’orobanches et leur évolution, afin de développer des stratégies à long terme, pour la gestion de l’orobanche du tournesol. Les résultats de l’évaluation de “germplasm” du tournesol pour la résistance aux diverses races a démontré que l’espèce sauvage d’helianthus constitue un le plus grand réservoir de gènes conférant une résistance aux nouvelles races virulentes. Les germplasms cultivés sont aussi une source valable de gènes résistants. La plupart des sources résistantes ont révélé être contrôlées par des gènes majeurs, bien que la résistance quantitative et les effets épistatiques aient été aussi reportés. Divers réactions de dominance, dépendant de la race d’orobanche, de la source de résistance, et de la susceptibilité de la lignée parentale utilisée pour le croisement ont été observées. Des études moléculaires ont montré que la variation du phénotype pour la résistance de la race E était principalement expliquée par une majeur QTL associée à la résistance ou au caractère susceptible, alors que la résistance de la race F était expliquée par divers QTL avec un effet de petit à modéré, principalement associé avec le nombre d’orobanche par plant, suggérant l’existence d’un composant en quantité dans la résistance à la race F. La pertinence de ces constatations pour les cultures de tournesol résistantes à l’orobanche est discutée.
© 2014 by Walter de Gruyter Berlin/Boston
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