Genetic mapping of Hessian fly avirulence gene vH6 using bulked segregant analysis

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Abstract

The Hessian fly, Mayetiola destructor(Say), an important insect pest of wheat, Triticum aestivum L., has a gene-for-gene relationship with wheat: single genes in the insect condition avirulence to specific resistance genes in wheat. We report the discovery of the first molecular genetic marker that is tightly linked to a Hessian fly avirulence gene. This dominant DNA polymorphism (OPG15-1) was identified using bulked segregant analysis and arbitrary primers in polymerase chain reactions. Bulked segregant analysis was modified to accommodate the anomalous chromosome cycle of the Hessian fly. It was used to identify DNA polymorphisms linked to the gene (vH6) that confers avirulence to the resistance gene H6 in wheat. OPG15-1 was cloned and sequenced, and a pair of site-specific primers were designed that converted it into a codominant single-stranded conformational polymorphism. Both OPG15-1 and vH6 were shown to be X-linked, and the genetic distance between the two loci was 2.5 ± 2.5 cM. In situ hybridization to polytene chromosomes of larval salivary glands indicated that OPG15-1 resides near the centromere of Hessian fly chromosome X1.

La mouche de Hess, Mayetiola destructor (Say), est un important insecte ravageur chez le blé, Triticum aestivum L., et elle montre une interaction gène-pour-gène avec le blé. En d'autres mots, des gènes simples déterminent l'avirulence chez l'insecte face à des gènes de résistance spécifiques chez le blé. Les auteurs rapportent la découverte du premier marqueur moléculaire à être étroitement lié à un gène d'avirulence chez la mouche de Hess. Le polymorphisme dominant (OPG15-1) a été identifié par analyse de ségrégants regroupés à l'aide de la réaction PCR utilisant des amorces de séquence arbitraire. La méthode d'analyse des ségrégants regroupés a dû être modifiée pour tenir compte du cycle chromosomique inhabituel de la mouche de Hess. Cette approche a été employée afin d'identifier des polymorphismes liés au gène (vH6) qui confère l'avirulence face au gène de résistance H6 chez le blé. Le produit OPG15-1 a été cloné et séquencé et une paire d'amorces spécifiques ont été synthétisées de manière à obtenir un marqueur codominant présentant un polymorphisme conformationnel monocaténaire. Le marqueur OPG15-1 et le gène vH6 sont situés sur le chromosome X à 2,5 ± 2,5 cM l'un de l'autre. Une hybridation in situ réalisée sur des chromosomes polytènes provenant des glandes salivaires de larves a révélé que OPG15-1 est situé à proximité du centromère du chromosome X1 de la mouche de Hess.

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