Genetic diversity among varieties of the native forage grass Trichloris crinita based on AFLP markers, morphological characters, and quantitative agronomic traits

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Abstract

We assessed the genetic diversity in Trichloris crinita (Poaceae) varieties from South America, using AFLPs, morphological characters, and quantitative agronomic traits. Owing to the importance of this species for range grazing, we first characterized the varieties based on forage productivity. Biomass production varied 9 fold among the materials evaluated. Analysis of AFLP fingerprints allowed the discrimination of all varieties with a few selected primer combinations. Pair-wise genetic similarities, using marker data, ranged from 0.31 to 0.92 (Jaccard coefficients). Marker-based unweighted pair group method with arithmetic averaging (UPGMA) cluster analysis did not show geographical clustering, but rather grouped the varieties according to their biomass production. We identified 18 markers associated with biomass production, of which 8 showed complete correlation (r = 1.00) with this trait. These DNA markers can be used to assist selection for high forage productivity in T. crinita. Cluster analysis using morphological and quantitative characters revealed 4 distinct groups of varieties, clearly separated according to their biomass yield. The variables foliage height and basal diameter were strongly correlated with biomass production and these phenotypic markers can be used to select productive plants. The relations among the varieties based on AFLP data were significantly correlated with those based on agronomic and morphological characters, suggesting that the 2 systems give similar estimates of genetic relations among the varieties.

Les auteurs ont mesuré la diversité génétique au sein de variétés du Trichloris crinita (hordées) d'Amérique du Sud à l'aide de marqueurs AFLP et de caractères morphologiques ou agronomiques. En raison de l'importance de cette espèce au sein des prairies fourragères, les variétés ont d'abord été caractérisées sur la base de leur productivité en fourrage. La production de biomasse variait par un facteur 9 au sein du matériel évalué. Une analyse des empreintes AFLP a permis de distinguer toutes les variétés à l'aide de quelques paires d'amorces choisies. Les similarités génétiques calculées sur la base des marqueurs variaient entre 0,31 et 0,92 (coefficient de Jaccard). Une analyse de groupement UPGMA, fondée sur les marqueurs, n'a pas montré de groupement sur des bases géographiques, mais plutôt en fonction de leur production de biomasse. Les auteurs ont identifié 18 marqueurs associés à la production de biomasse dont huit montraient une corrélation parfaite (r = 1,00) avec ce caractère. Ces marqueurs moléculaires pourront servir en sélection assistée pour une productivité fourragère élevée chez le T. crinita. Une analyse de groupement sur la base des données morphologiques et agronomiques a révélé quatre groupes distincts de variétés, clairement séparés en fonction de leur rendement en biomasse. La hauteur du feuillage et le diamètre basal sont deux variables qui étaient fortement corrélées avec la production de biomasse et ces marqueurs phénotypiques peuvent servir à la sélection de plantes productives. Les relations entre les variétés sur la base des données AFLP étaient significativement corrélées avec celles fondées sur les données agronomiques et morphologiques. Ceci suggère que les deux systèmes fournissent des estimés semblables des relations génétiques entre variétés. [Traduit par la Rédaction]

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