Intergenomic recombination in F1 lily hybrids (Lilium) and its significance for genetic variation in the BC1 progenies as revealed by GISH and FISH

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Abstract:

Intergenomic recombination was assessed in a BC1 population of Oriental (O) × Asiatic (A) lilies (Lilium) backcrossed to Asiatic parents. This population consisted of 38 plants generated from the 2n gametes from 2 genotypes (951502-1 and 952400-1) of the diploid F1, Oriental × Asiatic lilies (2n = 2x = 24) as parents. In the majority of BC1 plants, there was evidence that first division restitution, with and without crossovers, resulted in functional gametes. However, there were 5 BC1 plants in which 2n gametes originated from indeterminate meiotic restitution (IMR). Based on the number of recombinant chromosomes for a particular homoeologous pair, 3 types of plants were identified: (i) those with both the reciprocal product of a crossover (O/A, A/O, where O represents the centromere of the O genome and A the recombinant segment of Asiatic chromosome, and vice versa); (ii) those with 1 normal chromosome of the O genome and a recombinant chromosome (O, A/O); and (iii) those with 1 normal chromosome of the A genome and a recombinant chromosome (A, O/A). An important feature of A × OA backcross progeny is the occurrence of substitutions for the segment distal in the crossover wherever the recombinant chromosome O/A was present. In the case of IMR, the substitution occurred for both proximal and distal recombinant segments. The significance of these substitutions is that they offer the potential for the phenotypic expression of recessive genes in polyploids (i.e., nulliplex genotype).Key words: genomic in situ hybridization (GISH), fluorescence in situ hybridization (FISH), unreduced gametes, allopolyploid.

La recombinaison intergénomique a été mesurée chez une population BC1 de lys orientaux × asiatiques rétrocroisés à des parents asiatiques. La population comptait 38 individus et résultait de gamètes 2n fonctionnels produits par 2 F1 (951502-1 et 952400-1) diploïdes (2n = 2x = 24) issus du croisement de lys orientaux × asiatiques. Chez la plupart des plantes BC1, des évidences ont été obtenues de restitution à la première division (FDR; « first division restitution »), avec ou sans enjambement, ce qui menait à la production de gamètes fonctionnels. Chez 5 plantes BC1, cependant, les gamètes 2n auraient été produits par suite de restitution méiotique indéterminée (IMR ; « indeterminate meiotic restitution »). En fonction du nombre de chromosomes recombinants pour une paire d'homéologues, 3 types de plantes ont été identifiés : (i) porteuses des 2 produits réciproques de la recombinaison (O/A, A/O, où O représente le centromère du génome O et A le segment recombinant du chromosome asiatique et vice versa) ; (ii) porteuses d'un chromosome normal O et d'un chromosome recombinant (O, A/O) et (iii) porteuses d'un chromosome normal du génome A et d'un chromosome recombinant (A, O/A). Une caractéristique importante des progénitures A × OA était la présence de substitutions du segment distal à l'enjambement à chaque fois qu'un chromosome recombinant O/A était présent. Dans le cas des gamètes IMR, la substitution se produisait tant chez les segments proximaux que distaux. L'importance de ces substitutions provient du fait qu'elles offrent la possibilité d'exprimer des gènes récessifs chez des polyploïdes (e.g., un génotype nulliplexe).Mots clés : hybridation génomique in situ, hybridation in situ en fluorescence, gamètes non-réduits, allopolyploïde.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2005

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