The Bo1-specific PCR marker AWW5L7 is predictive of boron tolerance status in a range of exotic durum and bread wheats

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Abstract:

High soil boron (B) constitutes a major soil problem in many parts of the world, particularly in low-rainfall areas and land under irrigation. Low accumulation of B in the shoot or grain of cereal crops is correlated with the maintenance of biomass production and grain yield under high B conditions, suggesting that this trait is an important component of field tolerance. A novel screening protocol to measure B accumulation in aerated and supported hydroponics was validated using a set of known and exotic bread wheat (Triticum aestivum L.) and durum wheat (Triticum turgidum L. subsp. durum (Desf.) Husn.) accessions. Furthermore, B accumulation in two Triticum urartu Tumanian ex Gandilyan and 54 Triticum monococcum L. accessions was measured and showed considerable phenotypic variation. However, B accumulation in these lines was higher than that observed in the most tolerant durum or bread wheats. Mapping of high B tolerance in the durum population AUS14010/Yallaroi revealed a locus possibly allelic to Bo1, a major source of B toxicity tolerance previously identified in bread wheat. Here, we show that the Bo1-specific codominant PCR marker AWW5L7 is predictive of B tolerance status among exotic durum and bread wheat accessions. All tolerant durum accessions assayed carried very similar AWW5L7 marker fragments, indicating wide distribution of this allele among tolerant durum wheats. Three bread wheat accessions had tolerance that was independent of Bo1 and is probably located on chromosome 4A. These lines represent a valuable genetic resource for B toxicity tolerance breeding in wheat.

Une teneur élevée en bore (B) dans le sol constitue une contrainte important dans plusieurs régions du monde, particulièrement dans les régions à faible pluviométrie ou dont les terres sont irriguées. Une faible accumulation de B dans la tige et le grain des céréales est corrélée avec le maintien de la production de biomasse et du rendement en grain là où la teneur en B est élevée. Cela suggère que ce caractère est une composante importante de la tolérance observée au champ. Un nouveau protocole pour mesurer l’accumulation de B en hydroponie supportée et aérée a été validé en employant des accessions connues ou exotiques de blé tendre (Triticum aestivum L.) ou dur (Triticum durgidum L. subsp. durum (Desf.) Husn.). De plus, l’accumulation de B chez deux accessions du Triticum urartu Tumanian ex Gandilyan et 54 accessions du Triticum monococcum L. a été mesurée et affichait une variation phénotypique considérable. Cependant, l’accumulation de B chez ces lignées était plus élevée que chez les blés tendres ou durs les plus tolérants. La cartographie génétique de la tolérance au B au sein de la population AUS4010/Yallaroi chez le blé dur a révélé un locus potentiellement allélique à Bo1, une source majeure de tolérance à la toxicité au B identifiée précédemment chez le blé tendre. Dans le présent travail, les auteurs montrent que le marqueur PCR codominant AWW5L7, spécifique de Bo1, permet de prédire le niveau de tolérance au B chez les accessions exotiques de blé tendre et de blé dur. Toutes les accessions tolérantes examinées chez le blé dur présentaient des marquers AWW5L7 très des similaires, ce qui suggère une présence répandue de ce allele au sein des blés durs tolérants. Trois accessions de blé tendre chez lesquelles la tolérance au B était indépendante de Bo1 ont été identifiées et cette tolérance était vraisemblablement située sur le chromosome 4A. Ces lignées constituent une ressource génétique importante en vue de la sélection pour la tolérance au B chez le blé.

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2008

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