Haplotype characterization and markers at the barley Mlo powdery mildew resistance locus as tools for marker-assisted selection

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Abstract

Recessive mlo alleles of the barley Mlo gene confer resistance to almost all known isolates of the powdery mildew fungal pathogen targeting barley (Hordeum vulgare). To characterize haplotypes present in the Mlo chromosomal region of cultivated Mlo and mlo barley genotypes, weconducted a polymorphism search in 3 predicted low-copy sequence regions adjacent to the Mlo gene by examining a sample of 4 Mlo and 3 mlo cultivars. Eight single-nucleotide polymorphisms (SNPs) and 1 insertion–deletion (indel) were detected, and easy to use PCR-based markers were developed for typing the SNPs. The PCR markers were used to characterize a collection of 46 Mlo and 25 mlo barley cultivars, identifying 3 distinct mlo-11 haplotypes, 1 mlo-9 haplotype, and 4 Mlo haplotypes. We summarized the haplotype and marker information obtained here and in a previous study to help breeders identify strategies for mlo marker-assisted selection. The ability of the markers to identify mlo-resistant genotypes in segregating populations was demonstrated using 2 resistance-characterized F2 populations derived by 3-way crosses.

Les allèles récessifs mlo du gène MLO de l'orge (Hordeum vulgare) confèrent la résistance à presque tous les isolats connus du champignon pathogène qui cause le blanc chez l'orge. Afin de caractériser les haplotypes présents dans la région chromosomique Mlo chez des cultivars Mlo et mlo, les auteurs ont d'abord réalisé une recherche de polymorphisme au sein de trois régions proches du gène Mlo, prédites comme ayant des séquences à faible nombre de copies, chez 4 cultivars Mlo et 3 cultivars mlo. Huit polymorphismes mononucléotidiques (SNP) et 1 insertion–délétion (indel) ont été observés et des marqueurs PCR faciles d'emploi ont été développés pour génotyper ces SNP. Les marqueurs PCR ont été employés pour caractériser une collection de 46 cultivars Mlo et 25 cultivars mlo. Ceci a permis d'identifier 3 haplotypes distincts mlo-11, 1 haplotype mlo-9 et 4 haplotypes Mlo. Les auteurs ont résumé l'information sur les marqueurs et les haplotypes obtenus au cours de ce travail et d'une étude antérieure afin d'aider les sélectionneurs à identifier des stratégies pour la sélection assistée de mlo. La capacité des marqueurs à identifier les génotypes mlo résistants au sein de populations en ségrégation a été démontrée à l'aide de 2 populations F2 issus de croisements à 3 voies et déjà caractérisées pour leur résistance au blanc. [Traduit par la Rédaction]

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