Inheritance of Fusarium wilt resistance in flax

Abstract

AbstractFusarium wilt (FW) caused by the facultative fungal saprophyte Fusarium oxysporum f. sp. lini (Fol) is a major disease affecting flax production. Cultivation of FW-resistant cultivars mitigate effects of the disease and are a requirement for variety registration. Understanding the genetic inheritance of FW resistance will facilitate the development of resistant varieties. In this study, the inheritance of wilt resistance against western Canadian isolates was studied in F8 recombinant inbred lines (RILs) of a cross between cultivars Aurore (moderately resistant) and Oliver (susceptible). Seventeen Fol isolates were collected from across western Canada and tested for differences in the severity of FW on both parental lines and two check lines under controlled environment conditions. Three of the 17 isolates that caused moderate disease severity were selected to screen the RIL population. The segregation of the RILs for FW resistance was determined under controlled conditions and in field wilt nurseries. A 3:1 ratio of susceptible to resistant RILs was observed with two F. oxysporum f. sp. lini isolates, indicating FW resistance was conditioned by two independent recessive genes. Cluster analysis of disease severity data identified two major clusters of phenotypes in the RIL population, in accordance with the 3S:1 R ratio. High heritability of FW resistance was observed at the late flowering stage, indicating a high level of genotypic variation contributing to phenotypic variation.La fusariose, causée par le saprophyte facultatif fongique Fusarium oxysporum f. sp. lini (Fol), est une importante maladie qui nuit à la production de lin. La culture de cultivars résistants à la fusariose atténue les effets de la maladie et est une exigence quant à l’homologation des variétés. La compréhension de l’héritage génétique de la résistance à la fusariose facilitera la mise au point de variétés résistantes. Dans cette étude, l’héritage de la résistance à la flétrissure à l’égard d’isolats de l’Ouest canadien a été examiné dans des lignées endogames recombinantes F8 (LER) issues d’un croisement entre les cultivars Aurore (modérément résistant [rés.]) et Oliver (réceptif [réc.]). Dix-sept isolats de Fol ont été collectés dans tout l’Ouest canadien et testés en fonction de leurs différences relatives à la gravité de la fusariose chez les deux lignées parentales et deux lignées de validation dans des conditions contrôlées. Trois des dix-sept isolats qui ont causé une maladie de gravité modérée ont été sélectionnés pour cribler la population de LER. La ségrégation de LER en vue de la résistance à la fusariose a été déterminée dans des conditions contrôlées et dans des pépinières à fusariose en plein champ. Un rapport de 3:1 de LER réceptives à résistantes a été observé avec deux isolats de Fusarium oxysporum f. sp. lini, indiquant que la résistance à la fusariose dépendait de deux gènes récessifs indépendants. L’analyse typologique des données relatives à la gravité de la maladie a permis de reconnaître deux principaux groupes de phénotypes dans la population de LER, conformément au rapport 3 Réc.:1 Rés. L’héritabilité élevée de la résistance à la fusariose a été observée au stade avancé de la floraison, indiquant un haut degré de variation génotypique contribuant à la variation phénotypique.Keywords: flaxgenusspeciesnameretaincoll1 f. sp. liniFusarium wiltInheritance of resistanceLinum usitatissimum Lrecombinant inbred line (RIL) populationsKEYWORDS: FusarioseFusarium oxysporum f. sp. linihéritage de la résistancelinLinum usitatissimum Lpopulation de lignées endogames recombinantesDisclaimerAs a service to authors and researchers we are providing this version of an accepted manuscript (AM). Copyediting, typesetting, and review of the resulting proofs will be undertaken on this manuscript before final publication of the Version of Record (VoR). During production and pre-press, errors may be discovered which could affect the content, and all legal disclaimers that apply to the journal relate to these versions also. AcknowledgementsDr. Jean Paul Trouve and Mr. Adrian Speck of Terre De Lin, France, kindly provided the RIL population. We acknowledge the Cereal and Flax Pathology staff and the capable technical assistance provided by Mrs. S. Froese, Mr. Ken Jackle, Mrs. B. Boon, and Ms. M. Holland at the University of Saskatchewan.Disclosure statementNo potential conflict of interest was reported by the author(s).Additional informationFundingThe authors gratefully acknowledge funding provided by the Saskatchewan Ministry of Agriculture, Agriculture Development Fund (ADF), project title: Characterization of Flax Germplasm for Resistance to Fusarium Wilt Caused by Fusarium oxysporum f. sp. lini. Project # 20110205