Modelos multivariados en la búsqueda de regiones genómicas para resistencia a mal de río cuarto y bacteriosis en maíz / Multi-trait models for genomic regions associated with mal de río cuarto and bacterial disease in maize

RESUMEN La producción de maíz (Zea Mays L.) ha sido ampliamente beneficiada con la mejora de líneas endocriadas respecto a la resistencia a enfermedades causadas por virus y hongos. Sin embargo, es notable la ausencia de genotipos resistentes a bacteriosis. El objetivo del presente estudio fue identificar regiones genómicas para la mejora de resistencia a Mal de Río Cuarto (MRC) y a bacteriosis (BD) en un germoplasma diverso de maíz. Se evaluó, para ambas enfermedades, una población diversa de líneas de maíz en el ciclo de cultivo 2019-2020 en la región argentina donde la virosis MRC es endémica. Se estimó incidencia y severidad de MRC y BD en cada línea y se realizó un estudio de mapeo por asociación (GWAS) con 78.376 marcadores SNPs. Un modelo multicarácter se utilizó para evaluar simultáneamente la resistencia a MRC y BD en las líneas evaluadas. El germoplasma evidenció alta variabilidad genética tanto para la mejora de la resistencia a MRC como a BD, pero no se observó correlación genética significativa entre la respuesta a ambas enfermedades. Se identificaron regiones genómicas promisorias para resistencia a MRC y a BD, que serán confirmadas en evaluaciones en nuevos ambientes.

ABSTRACT Maize (Zea Mays L.) production has been greatly benefited from the improvement of inbred lines in regard to the resistance to diseases. However, the absence of resistant genotypes to bacteriosis is remarkable. The aim of the study was to identify genomic regions for resistance to Mal de Río Cuarto (MRC) and to bacterial disease (BD) in a diverse maize germplasm evaluated in the Argentinian region where MRC virus is endemic. A maize diverse population was assessed for both diseases during the 2019-2020 crop season. Incidence and severity of MRC and BD were estimated for each line and a genome wide association study (GWAS) was conducted with 78,376 SNP markers. A multi-trait mixed linear model was used for simultaneous evaluation of resistance to MRC and BD in the scored lines. The germplasm showed high genetic variability for both MRC and BD resistance. No significant genetic correlation was observed between the response to both diseases. Promising genomic regions for resistance to MRC and BD were identified and will be confirmed in further trials.

Alelos asociados al índice de severidad de la enfermedad Mal de Río Cuarto en germoplasma exótico de maíz / Alleles associated to disease severity index of Mal de Río Cuarto disease in maize exotic germplasm

RESUMEN El Mal de Río Cuarto (MRC) es una de las enfermedades virales más importantes del maíz en Argentina. El índice de severidad de enfermedad (ISE) permite combinar la incidencia y la severidad de una enfermedad en una métrica única. La reacción genotípica a MRC ha sido muy estudiada en poblaciones biparentales, sin embargo este carácter complejo no se ha analizado mediante estudios de mapeo por asociación. El objetivo del presente trabajo es identificar nuevos alelos de resistencia asociados con el ISE de la enfermedad MRC de maíz en un germoplasma exótico del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). Una población de líneas de maíz del CIMMYT se evaluó fenotípicamente en ambientes donde la enfermedad es endémica. Los predictores del efecto genotípico (BLUP, best linear unbiased predictor) del ISE de MRC y 78.376 marcadores SNP (Single Nucleotide Polymorphism) se usaron para realizar el mapeo por asociación en 186 líneas de maíz. Los componentes de varianza y los valores de heredabilidad sugieren una amplia variabilidad genotípica en la población de líneas. El mapeo por asociación permitió identificar 11 posibles QTL de resistencia a MRC. La incorporación de germoplasma exótico en los programas de mejoramiento de maíz locales podría contribuir favorablemente a la creación de genotipos híbridos con mayor nivel de resistencia a MRC. La capacidad predictiva de los marcadores asociados con la resistencia a MRC indican que la selección asistida por marcadores es una herramienta recomendable para seleccionar genotipos resistentes a MRC.

ABSTRACT Mal de Río Cuarto (MRC) is one of the most important viral diseases of maize in Argentina. The disease severity index (DSI) allows to combine the incidence and severity of a disease in a single metric. The genotypic reaction to MRC has been extensively studied in biparental populations. However, this complex trait has not been analyzed by genome-wide association studies (GWAS). The aim of this work is to identify new resistance alleles associated with DSI of MRC in an exotic germplasm from the International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT). A population of maize lines from CIMMYT was phenotypically evaluated in environments in the area where the disease is endemic. The predictors of genetic effects (BLUP, best linear unbiased predictor) and 78,376 SNP markers (Single Nucleotide Polymorphism) were used to perform the GWAS in 186 maize lines. The values of variance components and mean-basis heritability suggest a wide genotypic variability in the population. The GWAS allowed to identify 11 putative QTL of resistance to MRC. The incorporation of exotic germplasm into local maize breeding programs could contribute favorably to the creation of hybrids with a higher level of resistance to MRC. The predictive ability of associated markers with MRC resistance indicates that marker-assisted selection is an advisable tool for selecting MRC resistant genotypes.

Diversidad genotípica de 291 líneas de maíz de CIMMYT y caracterización fenotípica en el sur de Córdoba, Argentina / Genotypic diversity in 291 maize lines from CIMMYT and phenotypic characterization in southern Córdoba, Argentina

El maíz (Zea mays L.) posee un genoma complejo y una amplia diversidad genética. La información de caracteres fenotípicos y marcadores moleculares en su conjunto provee una mejor descripción e interpretación de la variabilidad genética. El objetivo del trabajo fue estimar la diversidad genética y caracterizar fenotípicamente un panel de 291 líneas de maíz de CIMMYT. Las líneas corresponden a ocho grupos establecidos de acuerdo a su adaptación ambiental y origen geográfico. Éstas se evaluaron fenotípicamente por medio de nueve caracteres agro-morfológicos en tres ambientes del sur de la provincia de Córdoba, Argentina. El intervalo antesis-estigma (IAE) presentó la mayor variabilidad fenotípica. El 40% de las líneas de maíz registraron un IAE menor a cinco días, indicando buena adaptación a los ambientes de evaluación. La estructura poblacional dada por los subgrupos de adaptación ambiental es sólo un factor menor que contribuye a la variabilidad fenotípica del panel estudiado. El análisis de componentes principales (ACP) permitió obtener el ordenamiento fenotípico y el genotípico, mientras que el análisis de procrustes generalizado indicó un consenso del 60% entre ambos ordenamientos para el total de líneas. El consenso entre el ordenamiento obtenido con caracteres agro-morfológicos y con marcadores moleculares indica desequilibrio de ligamiento entre los SNPs y los genes que controlan los caracteres agro-morfológicos. Los resultados muestran una amplia diversidad genética en el germoplasma evaluado, lo que sugiere que esta colección de líneas es un recurso importante para impulsar ganancias genéticas futuras en los programas de mejoramiento de maíz de Argentina.

CIMMYT maize inbred lines (CMLs) are freely distributed to breeding programs around the world. Better information on phenotypic and genotypic diversity may provide guidance to breeders on how to use more efficiently the CMLs in their breeding programs. In this study a group of 291 CIMMYT maize inbred lines, was phenotyped by nine agro-morphological traits in south Córdoba, Argentina and genotyped using 18,082 SNPs. Based on the geographic information and the environmental adaptation, 291 CMLs were classified into eight subgroups. Anthesis-silking interval (IAE) was the trait with higher phenotypic diversity. A 40% of maize inbred lines, with IAE less than five days, show a good adaptation to growing conditions in south Córdoba, Argentina. The low phenotypic variation explained by environmental adaptation subgroups indicates that population structure is only a minor factor contributing to phenotypic diversity in this panel. Principal component analysis (ACP) allowed us to obtain phenotypic and genotypic orderings. Generalized procrustes analysis (APG) indicated a 60% consensus between both data type from the total panel of maize lines. In each environmental adaptation subgroup, the APG consensus was higher. This result, which might indicate linkage disequilibrium between SNPs markers and the genes controlling these agro-morphological traits, is promising and could be used as an initial tool in the identification of Quantitative Trait Loci (QTL). Information on genetic diversity, population structure and phenotypic diversity in local environments will help maize breeders to better understand how to use the current CIMMYT maize inbred lines group.

Deficiência de ferro: conseqüências biológicas e propostas de prevenção / Iron deficiency: biological consequences and prevention strategies

A deficiência de ferro é, isoladamente, a deficiência nutricional mais comum no mundo. Embora afete adultos, particularmente mulheres em idade reprodutiva e durante a gestação, as maiores vítimas são as crianças menores de dois anos de idade. Atinge principalmente a população de países em desenvolvimento que possui menor acesso a dietas equilibradas e a serviços de saúde e é mais exposta a condições sanitárias precárias. A deficiência de ferro tem impacto sobre a resposta imune, a capacidade de trabalho de adultos e o desenvolvimento cognitivo de crianças. O combate e a prevenção da deficiência de ferro é uma das prioridades na promoção da saúde. As estratégias para se alcançar este objetivo incluem a avaliação e correção da deficiência de ferro em gestantes, a estimulação ao aleitamento materno, a realização de profilaxia com sulfato ferroso oral em prematuros e recém nascidos de baixo peso, enriquecimento de alimentos e o envolvimento da comunidade.

Efeito de um novo produto fermentado de soja sobre os lípides séricos de homens adultos normocolesterolêmicos / Effect of a new fermented soy milk product on serum lipid levels in normocholesterolemic adult men

This study was undertaken to verify the effect of a daily intake of a new fermented soy milk produced with Enterococcus faecium and Lactobacillus jugurti on the serum lipid levels in normocholesterolemic middle-aged men. The study was randomized, double-blind and placebo-controlled and was performed for a period of 6 weeks. Forty-four normocholesterolemic healthy, male volunteers, aged 40-55 years old were randomly separated in two groups: The F-group received 200 ml of the fermented product daily and the P-group received 200 ml of placebo (chemically fermented). The blood samples were drawn initially and after 3 and 6 weeks and serum values for total cholesterol, HDL-cholesterol and triglyceride were determined. The LDL-cholesterol value was estimated. No significant changes in the fermented group (F) were observed for total cholesterol, LDL-cholesterol or triglyceride levels, while the HDL-cholesterol level was significantly higher (p < or = 0.05) after 6 weeks. The total cholesterol and LDL-cholesterol levels were significantly higher (p < or = 0.05) in the placebo group (P), but no changes were found for the HDL-cholesterol and triglyceride levels during the experimental period. In conclusion, the intake of 200 ml/day of the fermented soy milk, produced with E. faecium and L. jugurti, for 6 weeks, did not affect the serum total cholesterol and LDL-cholesterol, and led an increase of 10 per cent in the HDL-cholesterol level.