Development and validation of molecular markers linked to an Aegilops umbellulata–derived leaf-rust-resistance gene, Lr9, for marker-assisted selection in bread wheat

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Abstract:

An Aegilops umbellulata–derived leaf-rust-resistance gene, Lr9, was tagged with 3 random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers, which mapped within 1.8 cM of gene Lr9 located on chromosome 6BL of wheat. The markers were identified in an F2 population segregating for leaf-rust resistance, which was generated from a cross between 2 near-isogenic lines that differed in the alien gene Lr9 in a widely adopted agronomic background of cultivar 'HD 2329'. Disease phenotyping was done in controlled environmental conditions by inoculating the population with the most virulent pathotype, 121 R63-1 of Puccinia triticina. One RAPD marker, S5550, located at a distance of 0.8 ± 0.008 cM from the Lr9 locus, was converted to sequence-characterized amplified region (SCAR) marker SCS5550. The SCAR marker was validated for its specificity to gene Lr9 against 44 of the 50 known Lr genes and 10 wheat cultivars possessing the gene Lr9. Marker SCS5550 was used with another SCAR marker, SCS73719, previously identified as being linked to gene Lr24 on a segregating F2 population to select for genes Lr9 and Lr24, respectively, demonstrating the utility of the 2 markers in marker-assisted gene pyramiding for leaf-rust resistance in wheat.Key words: wheat, leaf rust resistance, Lr9, Lr24, RAPD, SCAR.

Le gène Lr9 de résistance à la rouille des feuilles, dérivé de l'Aegilops umbellulata, a été marqué à l'aide de 3 marqueurs RAPD (ADN polymorphe amplifié au hasard) situés à moins de 1,8 cM de Lr9 sur le chromosome 6BL du blé. Les marqueurs ont été identifiés au sein d'une population F2 en ségrégation issue d'un croisement entre 2 lignées quasi-isogéniques (divergentes pour Lr9) au sein d'un blé agronomique largement utilisé, le cultivar 'HD-2329'. Le phénotypage pour la résistance a été effectué sous conditions environnementales contrôlées en inoculant la population avec le pathotype le plus virulent du Puccinia triticina, 121 R63-1. Un marqueur RAPD, S5550, était situé à 0,8 ± 0,008 cM du locus Lr9 et il a été converti en marquer SCAR (« sequence characterized amplified region ») nommé SCS5550. La spécificité de ce marqueur SCAR pour le gène Lr9 a été vérifiée sur 44 des 50 gènes Lr connus et chez 10 cultivars de blé possédant le gène Lr9. Le marqueur SCS5550 a été employé conjointement avec un autre marqueur SCAR, SCS73719, lié au gène Lr24 sur une population F2 en ségrégation pour les 2 gènes (Lr9 et Lr24). Les auteurs ont ainsi démontré l'utilité de ces 2 marqueurs pour la sélection assistée de marqueurs en vue du pyramidage de gènes de résistance à la rouille des feuilles chez le blé.Mots clés : blé, résistance à la rouille des feuilles, Lr9, Lr24, RAPD, SCAR.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2005

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