Genetic mapping of the Sorghum bicolor vp1 gene and its relationship with preharvest sprouting resistance

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Abstract:

The plant vp1 gene encodes a transcription factor originally identified in maize that participates in the control of the transition from embryogenesis to seed germination. Different lines of evidence suggest that vp1 participates in preharvest sprouting (PHS) resistance in cereals, but the genetic relationship is not yet established. Thus, the aim of this study was to investigate if there is a connection between vp1 and the formerly documented quantitative trait loci for PHS in Sorghum bicolor. This gene was mapped in sorghum using two well-studied inbred lines displaying contrasting PHS phenotypes. Linkage analysis revealed that the S. bicolor vp1 (Sbvp1) locus is linked to markers located on chromosomes 3 and 8 in maize. Analysis indicated that this gene is not correlated with PHS at a statistically significant level. Structural analysis of the Sbvp1 gene from both inbred lines showed a high degree of overall conservation (low polymorphism), even in the promoter region. These findings, taken together with the previously observed correlation between the pattern of expression of this gene and PHS performance, suggest that Sbvp1 might act downstream in the signalling pathway that leads to seed germination, or even be differentially regulated as a consequence rather than as a cause of the phenotypic behaviour.Key words: viviparous-1, Sbvp1, dormancy, quantitative trait loci (QTL), pre-harvest sprouting, genetic mapping.

Dans le règne végétal, le gène vp1, initialement identifié chez le maïs, code pour un facteur de transcription qui participe au contrôle de la transition entre l'embryogenèse et la germination de la graine. Diverses évidences suggèrent que le gène vp1 joue un rôle dans la résistance à la germination sur l'épi (« pre-harvest sprouting », PHS) chez les céréales, mais une relation génétique n'a pas encore été établie. Le but de cette étude était de déterminer s'il y a un lien entre le gène vp1 et un locus QTL pour la PHS documenté antérieurement chez le Sorghum bicolor. Ce gène a été cartographié chez le sorgho à l'aide de deux lignées fixées bien caractérisées et présentant un phénotype contrasté pour la PHS. L'analyse de liaison génétique a révélé que le locus vp1 du S. bicolor (Sbvp1) est lié à des marqueurs situés sur les chromosomes 3 et 8 chez le maïs. L'analyse a révélé que ce gène n'est pas corrélé significativement à la PHS. Une analyse structurale du gène Sbvp1 chez les deux lignées fixées a mis en lumière une forte conservation de la séquence (peu de polymorphisme) et ce même au niveau du promoteur. Ces résultats récents et les observations antérieures montrant une corrélation entre l'expression de ce gène et le phénotype PHS suggèrent que Sbvp1 agit peut-être en aval au sein d'une cascade de signalisation qui mène à la germination ou encore que son expression différentielle est une conséquence plutôt qu'une cause du phénotype PHS.Mots clés : viviparous-1, Sbvp1, dormance, locus de caractère quantitatif (QTL), germination sur l'épi, cartographie génétique.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2003

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