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Relationship between bruchid resistance and seed mass in mungbean based on QTL analysis

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Abstract:

Bruchids (Coleoptera: Bruchidae) can cause serious damage to mungbean and several other leguminous crops and there is a strong association between small seed size and bruchid resistance. In investigating the feasibility of breeding large-seeded cultivars with high levels of bruchid resistance, we studied the relationship between these two traits by QTL analysis. A major locus conferring resistance to Callosobruchus chinensis was identified from a wild mungbean genotype, ‘ACC41’ (belonging to Vigna radiata var. sublobata), collected in Australia. The proportion of the C. chinensis resistance response that could be attributed to this single QTL varied among four different resistance assays. The highest value reached was 98.5%, suggesting that bruchid resistance in this genotype is likely conditioned by this single locus. The QTL was robust and its detection was not affected by the use of different sources of the insect, different lengths and conditions of seed storage, or different bruchid resistance assay methods. This bruchid resistance QTL was coincident with one of the loci conferring seed mass detected from the three seed sources produced in Australia. However, such a co-location was not detected for the seed source produced in China. Covariance analysis revealed a complex relationship between seed mass and bruchid resistance. Nevertheless, the effect of the bruchid resistance QTL remained highly significant for all four assays after the effect of seed mass was accounted for. These results, together with the relationship between the bruchid resistance QTL identified in this study and a second one detected previously in a wild mungbean genotype from Madagascar, are discussed.

Les bruchidés (Coleoptera : Bruchidae) peuvent causer des dommages importants chez le haricot mungo et plusieurs autres légumineuses cultivées. De plus, il y a une association étroite entre la petite taille des graines et la résistance aux bruchidés. En investiguant la possibilité de sélectionner des cultivars à grosses graines avec une forte résistance aux bruchidés, les auteurs ont étudié les relations entre ces deux caractères par analyse QTL. Un locus majeur conférant la résistance au Callosobruchus chinensis a été identifiée chez le génotype sauvage ‘ACC41’ du haricot mungo (appartenant au V. radiata var. sublobata) obtenu en Australie. La proportion de la résistance au C. chinensis attribuable à un unique QTL variait selon les quatre évaluations de la résistance. La plus haute valeur enregistrée était 98,5 %, ce qui suggère que la résistance aux bruchidés chez ce génotype est vraisemblablement contrôlée par un seul locus. Ce QTL était robuste et sa détection n’était pas affectée par l’emploi d’insectes provenant de différentes sources, par la durée et les conditions d’entreposage des grains ou par la méthode d’évaluation de la résistance aux bruchidés. Ce QTL coïncidait avec un des locus contrôlant la taille des graines, lequel avait été détecté chez trois sources de graines produites en Australie. Une telle co-localisation n’a cependant pas été observée chez une source provenant de la Chine. Une analyse de covariance a révélé une relation complexe entre la taille des graines et la résistance aux bruchidés. Néanmoins, l’effet de ce QTL de résistance aux bruchidés est demeuré hautement significatif pour l’ensemble des quatre évaluations après avoir tenu compte de l’effet de la taille des graines. Les auteurs discutent ces résultats ainsi que les relations entre le QTL identifié ici et un autre détecté antérieurement chez un génotype sauvage provenant de Madagascar.

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2009

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