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Genetic and physical mapping of Lrk10-like receptor kinase sequences in hexaploid oat (Avena sativa L.)

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Abstract:

Oat receptor-like kinase gene sequences, homologous to the Lrk10 gene from wheat (Triticum aestivum L.), were mapped in oat (Avena sativa L.). PCR primers designed from the wheat Lrk10 were used to produce ALrk10 from oat. Two DNA sequences, ALrk1A1 and ALrk4A5, were produced from primers designed from coding and non-coding regions of ALrk10. Their use as RFLP probes indicated that the kinase genes mapped to four loci on different hexaploid oat 'Kanota' × 'Ogle' linkage groups (4_12, 5, 6, and 13) and to a fifth locus unlinked to other markers. Three of these linkage groups contain a region homologous to the short arm of chromosome 1 of wheat and the fourth contains a region homologous to chromosome 3 of wheat. Analysis with several nullisomics of oat indicated that two of the map locations are on satellite chromosomes. RFLP mapping in a 'Dumont' × 'OT328' population indicated that one map location is closely linked to Pg9, a resistance gene to oat stem rust (Puccinia graminis subsp. avenae). Comparative mapping indicates this to be the region of a presumed cluster of crown rust (Puccinia coronata subsp. avenae) and stem rust resistance genes (Pg3, Pg9, Pc44, Pc46, Pc50, Pc68, Pc95, and PcX). The map position of several RGAs located on KO6 and KO3_38 with respect to Lrk10 and storage protein genes are also reported.Key words: oat, rust resistance genes, molecular markers, comparative mapping, chromosomal location.

Des séquences d'avoine ressemblant à des kinases de type récepteur, homologues au gène Lrk10 du blé (Triticum aestivum L.), ont été cartographiées chez l'avoine (Avena sativa L.) Des amorces PCR inspirées de la séquence du gène Lrk10 du blé ont été employées afin d'amplifier des séquences Alrk10 chez l'avoine. Deux séquences, ALrk1A1 et ALrk4A5, ont été obtenues à l'aide d'amorces localisées dans des régions codantes et non-codantes de ALrk10. L'utilisation de ces séquences comme sondes RFLP sur une population 'Kanota' × 'Ogle' de l'avoine hexaploïde a montré que les gènes de kinases étaient liés à quatre locus situés sur différents groupes de liaison (4_12, 5, 6 et 13) ainsi qu'à un cinquième locus ne montrant aucune liaison aux autres marqueurs de la carte. Trois de ces groupes de linkage contiennent une région homologue au bras court du chromosome 1 du blé et le quatrième groupe de linkage montre de l'homologie au chromosome 3 du blé. Une analyse réalisée avec plusieurs lignées nullisomiques de l'avoine a indiqué que deux des régions cartographiées sont situées sur des chromosomes satellites. La cartographie RFLP sur une population 'Dumont' × 'OT328' a indiqué qu'une des régions est étroitement liée à Pg9, un gène conférant la résistance à la rouille noire (Puccinia graminis subsp. avenae). Des travaux de cartographie comparée suggèrent qu'il s'agirait de la région où se trouve potentiellement un amas de gènes de résistance incluant un gène de résistance à la rouille couronnée (Puccinia coronata subsp. avenae) et des gènes de résistance à la rouille noire (Pg3, Pg9, Pc44, Pc46, Pc50, Pc68, Pc95 et PcX). Les positions de plusieurs homologues de gènes de résistance (RGA) situés sur K06 et K03_38 sont rapportées relativement à Lrk10 et à des gènes codant pour des protéines de réserve.Mots clés : avoine, gènes de résistance à la rouille, marqueurs moléculaires, cartographie comparée, position chromosomique.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: avoine; cartographie comparée; chromosomal location; comparative mapping; gènes de résistance à; la rouille; marqueurs moléculaires; molecular markers; oat; position chromosomique; rust resistance genes

Document Type: Research Article

Publication date: 2002-02-01

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