Assessment of genetic diversity in cultivars of white clover (Trifolium repens L.) detected by SSR polymorphisms

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Abstract

White clover (Trifolium repens L.) is an important temperate pasture legume that plays a key role as a companion to grass species, such as perennial ryegrass (Lolium perenne L.). Due to the outbreeding nature of white clover, cultivars are highly heterogeneous. Genetic diversity was assessed using 16 elite cultivars from Europe, North and South America, Australia, and New Zealand. Fifteen simple sequence repeat markers that detect single, codominant polymorphic genetic loci were selected for the study. The genetic relationships among individuals were compared using phenetic clustering, and those among cultivars were compared using nonmetric multidimensional scaling. Intrapopula tion variability exceeded interpopulation variability, with substantial overlap among populations and weak interpopula tion differentiation. No obvious or significant differentiation was observed on the basis of morphology or geographic origin of the cultivars. The number of parental genotypes used to derive each cultivar was not a major determinant of genome-wide genetic diversity. The outcomes of this assessment of genetic variation in elite white clover germplasm pools have important implications for the feasibility of molecular marker-based cultivar discrimination, and will be used to assist the design of linkage disequilibrium mapping strategies for marker-trait association.

Le trèfle blanc (Trifolium repens L.) est une légumineuse fourragère des zones tempérées qui joue un rôle important comme plante compagne pour des graminées telles que le ray-grass vivace (Lolium perenne L.). En raison de sa reproduction par allofécondation, les cultivars de trèfle blanc sont très hétérogènes. La diversité génétique a été évaluée chez 16 cultivars élites d'Europe, des Amériques du Nord et du Sud, d'Australie et de la Nouvelle-Zélande. Quinze microsatellites détectant des locus uniques et codominants ont été choisis pour cette étude. Les relations génétiques entre individus ont été obtenues par groupement phénétique et les relations entre cultivars ont été établies par analyse multidimensionnelle des données de dissimilarité. La variabilité au sein des populations était supérieure à la variabilité entre les populations. D'importants chevauchements entre les populations et une faible différenciation entre populations ont été notés. Aucune différenciation évidente ou significative n'a été observée sur la base de la morphologie ou de l'origine géographique des cultivars. Le nombre de génotypes parentaux utilisés pour produire chaque cultivar n'était pas un déterminant majeur de la diversité génétique. Ces résultats de l'analyse de diversité génétique chez des ressources génétiques élites du trèfle ont d'importantes implications pour la faisabilité de l'identification variétale au moyen de marqueurs moléculaires et ils seront utilisés pour aider dans le développement de stratégies de cartographie par déséquilibre de liaison pour des associations marqueur-caractère. [Traduit par la Rédaction]

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