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Genetic control and QTL analysis of cotyledon bleaching resistance in green field pea (Pisum sativum L.)

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Abstract:

Resistance to bleaching is an important factor for quality grading of Canadian green field pea and an important selection criterion in green pea improvement. This research was conducted to determine the genetic control of bleaching resistance in green peas using 90 recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between cultivars Orb and CDC Striker. These lines were evaluated under field conditions for two years in two locations in Saskatchewan, Canada. Harvested whole seeds and cotyledons were evaluated for greenness using the Hunter Lab colorimeter before and after exposure to a high light intensity accelerated bleaching treatment. The RILs were genotyped using amplified fragment length polymorphism (AFLP) and simple sequence repeat (SSR) molecular markers. Heritability estimates for whole seed and cotyledon greenness were moderate (0.72 and 0.69, respectively) and increased when assessed after exposing whole seeds and cotyledons to accelerated bleaching conditions (0.83 and 0.82, respectively). The genetic linkage map constructed based on a total of 224 AFLP and SSR markers spanned over 890 cM of the pea genome. Multiple QTL mapping detected major QTLs on LG IV and LG V as well as location- and year-specific QTLs on LG II and LG III associated with green cotyledon bleaching resistance in field pea. The results demonstrated the importance of the seed coat in protecting the cotyledons from bleaching.

La résistance au photoblanchiment est un caractère qualitatif important dans la classification des pois verts au Canada et constitue une cible importante en sélection. Cette recherche a été réalisée pour déterminer le contrôle génétique de la résistance au photoblanchiment chez les pois verts à l’aide d’une population de 90 lignées recombinantes fixées (RIL) dérivées du croisement entre les cultivars Orb et CDC Striker. Ces lignées ont été évaluées en champs pendant deux ans sur deux sites en Saskatchewan au Canada. L’intensité du vert chez des graines entières récoltées et des cotylédons a été évaluée à l’aide d’un colorimètre Hunter Lab avant et après exposition à un traitement de photoblanchiment accéléré au moyen d’une lumière intense. Les RIL ont été génotypées à l’aide de marqueurs AFLP et SSR. L’héritabilité de l’intensité du vert s’est avérée modérée chez les graines entières et les cotylédons (à 0,72 et 0,69 respectivement) et s’est accrue lorsque mesurée après exposition des graines et des cotylédons au traitement de photoblanchiment accéléré (à 0,83 et 0,82 respectivement). La carte génétique produite à l’aide d’un total de 224 marqueurs AFLP et SSR couvrait plus de 890 cM du génome du pois. La cartographie de QTL multiples a permis de détecter des QTL majeurs associés à la résistance au photoblanchiment sur LG IV et LG V, de même que des QTL spécifiques d’un environnement ou d’une année sur LG II et LG III. Ces résultats montrent l’importance du tégument dans la protection des cotylédons contre les effets du photoblanchiment.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2010

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nrc/gen/2010/00000053/00000005/art00003
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