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Wide range QTL analysis for complex architectural traits in a 1-year-old apple progeny

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Abstract:

The present study aimed at investigating the genetic determinisms of architectural traits in a 1-year-old apple (Malus × domestica Borkh.). F1 progeny. A precise phenotyping including both tree topology and geometry was performed on 123 offspring. For a wide range of developmental traits, broad-sense heritability was estimated and quantitative trait loci (QTLs) were investigated. Several loci controlling geometry were identified (i) for integrated traits, such as tree surface and volume; (ii) for traits related to the form of long sylleptic axillary shoots (LSAS), such as bending and basis angle; and (iii) for traits of finer components, such as internode length of the trunk and LSAS. Considering topology, 4 QTLs were mapped for the total number of sylleptic branching in the tree, suggesting a strong and complex genetic control that was analysed through colocalisations between QTLs mapped for the different shoot types (long, medium, short). Two QTLs were also mapped for a phenological trait (date of bud break). When several QTLs were detected for a trait, a linear model was built to test epistatic effects and estimate the whole percentage of variability explained. The discussion focuses on particular colocalisations and on the relevance of traits to further tree development.

L’objectif de cette étude était d’analyser les déterminismes génétiques des caractères architecturaux dans une descendance F1 de pommiers (Malus × domestica Borkh.) âgés d’un an. Une description précise des phénotypes prenant en compte à la fois la topologie et la géométrie des arbres a été effectuée sur 123 descendants. Pour de nombreux caractères du développement de l’arbre, l’héritabilité au sens large a été estimée et des QTLs ont été cartographiés. Plusieurs loci contrôlant la géométrie des arbres ont été identifiés : (i) pour des caractères globaux comme la surface et le volume de l’arbre ; (ii) pour des caractères de forme des rameaux axillaires sylleptiques longs (LSAS) comme la courbure et l’angle à la base ; et (iii)pour des caractères plus locaux comme la longueur des entre-nœuds du tronc et des LSAS. En ce qui concerne la topologie des arbres, 4 QTLs ont été cartographiés pour le nombre total de rameaux sylleptiques dans l’arbre, suggérant un contrôle génétique complexe qui a été analysé par les colocalisations avec les QTLs cartographiés pour les différents types de rameaux (long, moyens et courts). Deux QTLs ont aussi été cartographiés pour un caractère phénologique (date de débourrement). Lorsque plusieurs QTL ont été détectés pour un caractère, un modèle linéaire a été construit de façon à analyser les effets épistatiques et estimer le pourcentage total de variance expliquée. La discussion est centrée sur des colocalisations particulières et sur la pertinence des caractères étudiés vis à vis du développement ultérieur de l’arbre.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2007

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