ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov
May 5, 2003

Breeding disease-resistant bean varieties could get easier, thanks to a new method of identifying homozygous plants. Homozygous describes plants that are "true breeding," meaning their offspring will consistently show the same traits.

Bean breeders rely on such plants as a genetic base from which to develop cultivars that resist diseases caused by the bean common mosaic virus, and bean common mosaic necrosis. Both can cause losses of up to 60 percent in snap and dry bean crops.

At the forefront in the war on these viruses is marker-assisted selection (MAS). That's a biotechnology tool that rapidly identifies resistant plants by confirming the presence of the virus-resistance gene
bc-1*2* (referred to as the "recessive bc one two gene"). Otherwise, bean breeders must observe disease symptoms induced in a greenhouse. MAS, however, can't distinguish homozygous plants, which have two identical copies of bc-1*2*, from heterozygous plants. The latter, which are not true breeding, have one copy of bc-1*2* and a slightly different version that actually gives the plant susceptibility to diseases.

Now, Agricultural Research Service scientists George Vandemark and Phil Miklas have overcome the problem by modifying the use of a key technology on which MAS is based--polymerase chain reaction, or PCR. Their modified PCR method works by revealing which of the two kinds of plants have more genetic marker material for bc-1*2*, based on the degree to which the marker material glows when exposed to a flourescent compound. Since homozygous plants have two copies of bc-1*2*, their
markers glow twice as brightly as those for heterozygous plants, which only have one copy of the gene.

Bean breeders normally discard heterozygous plants, but only after using an elimination process that takes six to 12 months. The new PCR method takes about two hours, according to Vandemark, with ARS' Vegetable and Forage Crops Production Research Unit in Prosser, Wash.

A longer article on the research is in this month's issue of Agricultural Research magazine, on the World Wide Web at: http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/may03/dna0503.htm

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency.

Método nuevo ayudará a cultivar nuevas variedades de habichuelas resistentes a enfermedades

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov
5 de mayo 2003

Cultivar variedades de habichuelas que son resistentes a enfermedades podría ser más fácil, gracias a un método nuevo para identificar plantas homocigotas. 'Homocigota' describe las plantas que producen progenie que consistentemente muestran los mismos rasgos como los padres.

Los cultivadores de nuevas variedades de habichuela dependen de tales plantas como una base genética para desarrollar cultivares que resisten enfermedades causadas por el virus del mosaico común del frijol, así como la necrosis del frijol. Ambos pueden causar pérdidas de hasta 60 por ciento en las cosechas de la habichuela verde y la habichuela seca.

A la vanguardia de la guerra contra estos virus es la selección asistida por marcadores (MAS por sus siglas en inglés). Esta es una herramienta de biotecnología que rápidamente identifica las plantas resistentes confirmando la presencia del gene de resistencia bc-1*2*.  De otro modo, los cultivadores de habichuela tendrán que observar los síntomas de enfermedad inducidos en un invernadero. Sin embargo, el método de MAS no puede distinguir entre las plantas homocigotas, las cuales tienen dos copias idénticas del bc-1*2*, y las plantas heterocigotas. Las plantas heterocigotas, que no producen la progenie con los mismos rasgos, tienen solamente una copia del bc-1*2* y una versión un poco diferente que en realidad le da a la planta susceptibilidad a enfermedades.

Ahora, los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) George Vandemark y Phil Miklas han superado el problema modificando el uso de una tecnología clave en cual se basa MAS, específicamente la tecnología de reacción en cadena de la polimerasa, o PCR por sus siglas en inglés. Su método modificado de PCR funciona revelando cual de los dos tipos de plantas tienen más materia genética marcador indicando la cantidad del bc-1*2*, basado en el brillo de la materia marcador después de exponerla a un compuesto fluorescente. Ya que las plantas homocigotas tienen dos copias del bc-1*2*, sus marcadores brillan dos veces más brillante que aquellos de las plantas heterocigotas, las cuales solamente tienen una copia del gene.

Los cultivadores de habichuela típicamente desechan las plantas heterocigotas, pero solamente después de usar un proceso de eliminación que requiere de seis a 12 meses. El método nuevo utilizando PCR requiere cerca de dos horas, según Vandemark, con la Unidad de Investigación del ARS de la Producción de Vegetales y Cosechas de Forraje en Prosser, Washington.

Más información sobre esta investigación se encuentra en la revista 'Agricultural Research' de mayo y en Internet en: http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/may03/dna0503.htm

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.