Molecular linkage map in an intraspecific recombinant inbred population of durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum)

Abstract

A genetic linkage map of tetraploid wheat was constructed based on a cross between two durum wheat genotypes. The first parental line was a Triticum turgidum ssp. durum (Desf.) genotype derived from a cross between two durum wheat varieties: Cham 1 and Jennah Ketifa. The second parental line was a durum wheat genotype derived from a cross between the Triticum turgidum ssp. Durum, Omrabi 5 and a genotype of wild emmer wheat [T. turgidum ssp. dicoccoides (Körn.) Thell.]. One hundred ninety-two F8 recombinant inbred lines (RILs) derived from the above mentioned cross by single-seed descent. A total of 254 markers have been analyzed, including 216 microsatellites and 38 SNPs markers. Linkage analysis defined 14 linkage groups. Most markers (57.2%) were mapped to the A genome, with an average of 12 markers per chromosome. The remaining (42.7%) was mapped to the B genome. To construct a stabilized (skeleton) map, markers interfering with map stability were removed. The skeleton map consisted of 100 markers with a total length of 3170.29 cM and an average distance of 31.7 cM between adjacent markers. The length of individual chromosomes ranged between 10.79 cM for chromosome 4B to 58.36 cM for chromosome 6B. The majority of the markers have a statistical significantly Mendelian segregation with 1:1 ratio (α = 0.01). A highest percentage of markers resulted similar with the first parental. Precisely in the chromosomes of (2B, 3A, 5A, 5B). This SSR and SNP markers showed a high proportion of clustering, which may be indicative of gene-rich regions. Some of the SSR, SNP markers were mapped for the first time on the current map, and they had association with some complex traits. This map provides a useful groundwork for further genetic analyses of important quantitative traits, positional cloning, and marker-assisted selection, as well as for genome comparative genomics and genome organization studies in wheat and other cereals.

È stata costruita una mappa genetica di assocciazione di frumento duro (tetraploide), utilizzando un incrocio tra due genotipi di frumento duro. Il primo parentale è un genotipo di Triticum turgidum ssp. durum (Desf.) derivato dall’incrocio tra due varietà di frumento duro: Cham 1 e Jennah Ketifa. Il secondo parentale è un genotipo di Triticum turgidum ssp. durum (Desf.) derivato dall’incrocio tra della varietà di frumento duro Omrabi 5, con un genotipo di frumento selvatico T. turgidum ssp. dicoccoides (Körn.) Thell. Si sono utilizzati 192 linee ricombinanti ottenute portando le progenie del suddetto incrocio alla ottava generazione di autofecondazione mediante la tecnica del Single Seed Descent (SSD). Sono stati analizati un totale di 254 marcatori, di cui 216 microsatelliti (SSR) e 38 SNP. I marcatori sono stati mappati in 14 gruppi di assocciazione. Un numero maggiore di marcatori (57,2%) sono stati mappati sulla genoma A con una media di 12 marcatori per cromosoma, il restante (42,7%) di marcatori è stato mappato con sulla genoma B. Sono stati eliminati 129 marcatori monomorfici fra i due parentali e 10 marcatori non associati. La mappa è stata costruita con 100 marcatori coprendo tutti i cromosomi, con una lungezza totale di 3170,29 cM e una distansa media di 31,7 tra i marcatori che varia da 10,79 cM nel cromosoma 4B fino a 58,36 cM nel cromosoma 6B. La maggior parte dei marcatori (62%) ha riportato una segregazione di tipo Mendeliano, con rapporto statisticamente significativo di 1:1; α = 0.01. Un alta percentuale di marcatori ha riportato una somiglianza con il primo parentale in particolare nei cromosomi 2B, 3A, 5A e 5B. Alcune regioni cromosomiche sono risultate con una alta densità di marcatori SSR e SNP, probabilmente queste regioni avranno un’alta densità di geni. Tra i marcatori analizzati, alcuni marcatori SSR e SNP sono stati mappati per la prima volta nella mappa presente. Questa mappa fornisce uno strumento utile per ulteriori analisi genetiche di importanti caratteri quantitativi, e la successiva selezione assistita.