Different patterns of genealogical relationships found in the two major QTLs causing reduction of seed shattering during rice domestication

The three quantitative trait loci (qSH1, qSH3, and qSH4) causing reduction of seed shattering were investigated to examine their relative importance during rice domestication. The qSH1 and qSH4 loci showed a distinct effect on the reduction of shattering, compared with the qSH3 locus. Fine mapping and sequence analysis strongly suggested that the qSH1 and qSH4 loci are the same as the recently reported genes. A non-shattering allele at qSH1 drastically changed the shattering phenotype to a non-shattering phenotype even in the presence of shattering alleles at the qSH3 and qSH4 loci, showing that qSH1 is genetically epistatic to the other loci. The level of the reduction in sequence diversity was compared between the qSH1 and qSH4 regions. The sequence diversity was severely reduced in the qSH1 region of Oryza sativa subsp. japonica compared with that of O. sativa subsp. indica, despite that the level of diversity was similarly reduced at the qSH4 region in the 2 subspecies. Phylogenetic reconstruction based on the combined sequences of the flanking sites showed different patterns in the 2 subspecies. The 2 subspecies formed a single clade with respect to qSH4, whereas they were separated into different lineages with respect to qSH1, suggesting that these loci had different histories during rice domestication.

Trois QTL (qSH1, qSH3 et qSH4) entraînant une réduction de la chute des graines ont été étudiés pour examiner leur importance relative au cours de la domestication du riz. Les locus qSH1 et qSH4 ont tous deux montré un effet marqué sur la réduction de la chute des graines lorsque comparés au locus qSH3. La cartographie fine et le séquençage suggèrent fortement que les locus qSH1 et qSH4 correspondent aux gènes récemment rapportés. Un allèle réduisant la chute des graines au locus qSH1 a transformé un phénotype avec chute des graines en un phénotype sans chute même en présence des allèles aux locus qSH3 et qSH4 favorisant la chute des graines. Cela montre que le locus qSH1 est épistatique aux autres locus. L’ampleur de la réduction de diversité génétique a été comparée entre qSH1 et qSH4. La diversité nucléotidique a été sévèrement réduite dans la région qSH1 chez l’Oryza sativa subsp. japonica par rapport au cas chez l’O. sativa subsp. indica, tandis que la réduction de la diversité au locus qSH4 était semblable chez les deux sous-espèces. Une reconstruction phylogénétique fondée sur les séquences composites des régions flanquantes a montré des tendances différentes chez les deux sous-espèces. Les deux sous-espèces forment un seul clade en ce qui a trait à qSH4 tandis qu’ils se séparent en deux sur la base de qSH1. Cela suggère un historique différent au cours de la domestication du riz.