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Development of oat-based markers from barley and wheat microsatellites

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Although microsatellites are an efficient and reliable genetic marker system, availability is limited in cultivated oat (Avena sativa L.). Previous research has suggested that microsatellites from related species may be adapted to oat. This study investigated the stability of existing oat microsatellites, sequenced polymorphic oat amplicons derived from wheat (Triticum aestivum L.) and barley (Hordeum vulgare L.) primers, and redesigned primers to develop oat-based markers. We evaluated 161 published oat microsatellites and identified 9 with polymorphism between mapping parents Ogle1040 and TAM O-301 (OT). We also studied 30 wheat, 1 Aegilops tauschii Coss., and 9 barley primers with reported oat polymorphism. Sixteen primers (1 A. tauschii, 10 wheat, 5 barley) amplified random oat sequences and were used to generate 28 new oat STS markers. Eight primers, 4 each from wheat and barley, amplified oat repetitive motifs, generating 10 new oat SSRs. Four additional SSRs were developed from characterization of thaumatin-like pathogenesis-related protein sequences formerly utilized as the Rast1-4 oat marker. These new markers, along with 9 existing oat SSRs and 6 previously identified disease resistance loci, were mapped in the OT population, joining 3 pairs of linkage groups. Map locations of multiallelic SSRs and disease-resistance QTL interactions suggested possible homoeologous relationships among the oat chromosomes.

Bien que les microsatellites constituent un type de marqueur génétique efficient et fiable, leur disponibilité est limitée chez l’avoine (Avena sativa L.). Des travaux antérieurs ont suggéré que des microsatellites d’espèces proches pourraient s’avérer utiles chez l’avoine. Ce travail a examiné la stabilité des microsatellites disponibles chez l’avoine, séquencé des amplicons polymorphes obtenus chez l’avoine en utilisant des amorces du blé (Triticum aestivum L.) ou de l’orge (Hordeum vulgare L.) et optimisé la séquence de nouvelles amorces pour en tirer des marqueurs chez l’avoine. Les auteurs ont évalué 161 microsatellites publiés chez l’avoine et en ont identifié neuf qui étaient polymorphes entre les parents d’une population de cartographie Ogle1040 × TAM O-301 (OT). Les auteurs ont également étudié 30 microsatellites du blé, un de l’Aegilops tauschii Coss. et neuf de l’orge qui avaient été rapportés comme révélant du polymorphisme chez l’avoine. Seize paires d’amorces (une de l’Ae. tauschii, dix du blé et cinq de l’orge) ont amplifié des séquences aléatoires chez l’avoine et ont été employées pour générer 28 nouveaux marqueurs STS. Huit paires d’amorces, quatre chacun du blé et de l’orge, ont amplifié des motifs répétés chez l’avoine, ce qui a permis de générer 10 nouveaux marqueurs SSR. Quatre autres SSR ont été développés en caractérisant les séquences de gènes codant pour des protéines de défense de type thaumatine, préalablement employées pour le marqueur Rast1-4. Ces nouveaux marqueurs, ainsi que neuf SSR existants de l’avoine et six locus de gènes de résistance ont été cartographiés sur la population OT, permettant de joindre trois paires de groupes de liaison. La position des SSR multialléliques et les interactions entre QTL de résistance à des maladies suggèrent des possibles relations d’homéologie entre les chromosomes de l’avoine.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2010

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  • From its inception in 1957, this international cytogenetics journal has catered to the research areas of the members of the Genetics Society of Canada; traditionally, these have included agriculture, entomology, genetics/cytogenetics, and evolutionary mechanisms. The contents of the journal have evolved as contributors developed new technologies and interests. A 20-member Editorial Board is composed of scientists from around the world. Reviews and commentary from respected experts are often featured.
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