Identification of candidate genes, regions and markers for pre-harvest sprouting resistance in wheat (Triticum aestivum L.).

Cabral, A.L., Jordan, M.C., McCartney, C.A., You, F.M., Humphreys, D.G., MacLachlan, R., et Pozniak, C.J. (2014). « Identification of candidate genes, regions and markers for pre-harvest sprouting resistance in wheat (Triticum aestivum L.). », BMC Plant Biology, 14(340). doi : 10.1186/s12870-014-0340-1  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Contexte : La germination sur pied du blé entraîne une diminution de la qualité du grain et du rendement des cultures. En disposant de marqueurs pour sélectionner les gènes de la résistance à la germination sur pied, on pourra améliorer la sélection de plants reproducteurs et le raffinement de lignées qui serviront au développement de cultivars. Le but de la présente étude était de déterminer les régions candidates et de développer des marqueurs moléculaires de la résistance à la germination sur pied dans le blé. Les travaux ont été réalisés par cartographie haute densité des marqueurs du polymorphisme d’un seul nucléotide (SNP) d’une puce Illumina 90 K Infinium Custom Beadchip dans une population dihaploïdes (DH) issue d’un croisement entre RL4452 et « AC Domain » et par détection ultérieure des locus de caractères quantitatifs (QTL) pour ce qui est des caractères associés à la germination sur pied (indice de chute [FN], indice de germination [GI] et indice de germination sur pied [SI]). Les QTL flanquant des séquences de marqueurs SNP ont été utilisés pour localiser les régions colinéaires de Brachypodium et du riz et pour identifier les marqueurs géniques liés à la résistance à la germination sur pied qui peuvent être utilisés comme marqueurs de sélection assistée dans le blé. Résultats : Élaboration d’une carte des liaisons couvrant 2569,4 cM avec 12 201 SNP, répétition de séquences simples (SSR), technologie des puces de diversité (DArT) et marqueurs d’étiquette de séquences exprimées (EST). Les analyses des QTL effectuées à l’aide de la cartographie par intervalle multiples (MIM) ont permis d’identifier quatre QTL associés aux caractères de la résistance à la germination sur pied sur les chromosomes 3B, 4A, 7B et 7D. Les séquences des SNP flanquant ces QTL ont été soumises à une recherche BLASTN dans la base de données de l’International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC) (http://wheat-urgi.versailles.inra.fr/Seq-Repository). Les meilleures séquences relevées ont été soumises à une recherche BLASTN sur Gramene (www.gramene.org) dans les bases de données sur Brachypodium et le riz, et on a identifié des gènes candidats et des régions pour la résistance à la germination sur pied. En tout, 18 séquences flanquantes de SNP, sur les chromosomes 3B, 4A, 7B et 7D, ont été converties en marqueurs KASP et validées avec des appels de génotype des données sur les SNP d’Infinium. Conclusions : L’étude nous a permis d’identifier les gènes candidats impliqués dans le métabolisme de l’acide abscissique (ABA) et des gibbérellines (GA) ainsi que le temps de floraison dans quatre régions génomiques de Brachypodium et du riz respectivement, en plus de 18 marqueurs KASP de la résistance à germination sur pied dans le blé. Ces marqueurs peuvent être utilisés dans de futures études génétiques de la résistance à la germination sur pied et peuvent aussi être utiles dans l’évaluation de la germination sur pied des ressources génétiques et du matériel de reproduction.

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