IngentaConnect Genetic diversity and geographical dispersal in grapevine clones ...

Abstract:

Intravarietal genetic diversification associated with geographical dispersal of a vegetatively propagated species was studied using grapevine Vitis vinifera L. `Cabernet Sauvignon' as a model. Fifty-nine clonal samples obtained from 7 countries (France, Chile, Spain, Australia, Hungary, USA, and Italy) were analyzed using 84 microsatellite markers. Eighteen polymorphic microsatellite loci (21.4%) were detected, finding 22 different genotypes in the population analyzed with a genetic similarity of over 97%. The presence of chimeric clones was evidenced at locus VMC5g7 by means of a segregation analysis of descendants by self-pollination of a triallelic Chilean clone and by somatic embryogenesis analysis, showing a mutation in L2 cell layer. Only 2 clones (obtained from France and Australia) presented the ancestral genotype, and the most divergent genotype was exhibited by another French clone, which had accumulated 5 somatic mutations. The 2 largest populations considered (from France and Chile) showed a clear divergency in the polymorphisms detected. These antecedents enabled the tracing of geographical dispersal with a phylogenetic hypothesis supporting France as the center of origin of diversification of Cabernet Sauvignon. The results obtained could help to explain diversification processes in other grapevine cultivars. The possibility that this kind of genetic variability occurs in other vegetatively propagated species is discussed, focusing on possible fingerprinting applications.

La diversification génétique intravariétale, associée à la dispersion géographique d'une espèce propagée végétativement, a été étudiée en employant comme modèle la vigne cv. Cabernet Sauvignon (Vitis vinifera L.). Cinquante-neuf clones provenant de sept pays (France, Chili, Espagne, Australie, Hongrie, Etats-Unis et Italie) ont été analysés à l'aide de 84 marqueurs microsatellites. Dix-huit locus marqueurs polymorphes (21,4%) ont été détectés révélant 22 génotypes différents au sein de la population examinée et produisant une similarité génétique de 97%. La présence de chimères a été observée au locus VMC5g7 en analysant la progéniture issue de l'autofécondation d'un clone chilien triallélique et par analyse de l'embyrogenèse somatique, laquelle a mis en évidence une mutation dans la couche cellulaire L2. Seuls deux clones (provenant de la France et de l'Australie) présentaient le génotype ancestral alors que le clone le plus divergent, avec cinq mutations somatiques accumulées, provenait de la France. Les deux plus grandes populations examinées (de France et du Chili) montraient une divergence claire quant aux polymorphismes détectés. Ces résultats ont permis de tracer la dispersion géographique du Cabernet Sauvignon et une analyse phylogénétique a permis d'identifier la France comme étant le centre d'origine de ce cépage. Les résultats obtenus pourraient aider à expliquer le processus de diversification chez d'autres cépages. Les possibilités que ce type de variabilité génétique se produise chez d'autres espèces propagées végétativement sont discutées en mettant l'accent sur de possibles applications en matière d'empreintes.

Genetic diversity and geographical dispersal in grapevine clones revealed by microsatellite markers