Biparental crosses confirmed by SSR with Mendelian inheritance in sugarcane breeding

Resumen

Confirmación de cruzamientos biparentales mediante marcadores microsatélites con herencia mendeliana en el mejoramiento de caña de azúcar

          En los programas de mejoramiento de caña de azúcar (Saccharum spp.), los progenitores empleados en los cruzamientos se clasifican como masculinos o femeninos según las cantidades relativas de polen viable producido. La alta producción de polen, favorecida por las condiciones ambientales, reduce la disponibilidad de inflorescencias femeninas y restringe la posibilidad de combinación en los cruzamientos. Sin embargo, los progenitores masculinos pueden ser empleados como progenitores femeninos cuando se aplica un tratamiento de emasculación efectivo. Una aproximación ideal para determinar la hibridez consiste en la utilización de marcadores moleculares, especialmente los microsatélites (SSR). Para determinar la efectividad de un tratamiento de emasculación (inmersión de la panoja en agua a 50ºC durante cinco minutos), utilizado en el Programa de Mejoramiento Génetico de Caña de Azúcar (PMGCA) de la Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC), en Tucumán, R. Argentina, seis combinaciones de cruzamientos (autofecundaciones y recíprocos) entre dos variedades comúnmente usadas como progenitores masculinos, LCP 85-384 and RA 87-3, fueron evaluadas mediante SSRs. Las muestras fueron amplificadas con un par de cebadores que produjeron siete bandas polimórficas y tres monomórficas entre los dos progenitores. Mientras que la segregación mendeliana puede ser difícil de observar en la progenie de un poliploide complejo como la caña de azúcar, el análisis mostró que cada marcador presentó herencia mendeliana (tal como se evaluó por pruebas X², P<=0,05) para cada combinación de cruzamiento. Los resultados indicaron que el tratamiento de emasculación fue exitoso y que los SSRs hicieron posible la identificación rutinaria de los verdaderos híbridos en la progenie obtenida por mejoramiento en caña de azúcar.

ABSTRACT

          In sugarcane (Saccharum spp.) breeding programs, parents used in crosses are classified as male or female based on the relative amounts of viable pollen produced. High pollen production favored by environmental conditions reduces “female inflorescence” availability and restricts the possibility of cross combinations. However, male parents could be employed as female parents when an efficient emasculation treatment is used. An ideal approach for hybridity testing is using molecular markers, especially microsatellites (SSR). To determine the effectiveness of an emasculation treatment (immersion of the panicle in water at 50ºC for five minutes) employed in the Sugarcane Breeding Program of Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC), Tucumán, Argentina, six cross combinations (selfings and reciprocals) between two varieties commonly used as males, LCP 85-384 and RA 87-3, were evaluated by using SSRs. Samples were amplified with one primer pair that produced seven polymorphic and three monomorphic bands between the two progenitors. While Mendelian segregation may be difficult to observe in the progeny of a complex polyploid like sugarcane, the analysis showed that each marker segregated in a Mendelian fashion (as evaluated by X² tests, P<= 0.05) for each cross combination. Results indicated that the emasculation treatment was successful and that SSRs made it possible to identify true hybrid progeny routinely in sugarcane breeding.