Genetic structure of wild emmer wheat populations as reflected by transcribed versus anonymous SSR markers

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Abstract

Simple sequence repeat (SSR) markers have become a major tool in population genetic analyses. The anonymous genomic SSRs (gSSRs) have been recently supplemented with expressed sequence tag (EST) derived SSRs (eSSRs), which represent the transcribed regions of the genome. In the present study, we used 8 populations of wild emmer wheat (Triticum turgidum subsp. dicoccoides) to compare the usefulness of the two types of SSR markers in assessing allelic diversity and population structure. gSSRs revealed significantly higher diversity than eSSRs in terms of average number of alleles (14.92 vs. 7.4, respectively), polymorphic information content (0.87 vs. 0.68, respectively), and gene diversity (He; 0.55 vs. 0.38, respectively). Despite the overall differences in the level of diversity, Mantel tests for correlations between eSSR and gSSR pairwise genetic distances were found to be significant for each population as well as for all accessions jointly (RM = 0.54, p = 0.01). Various genetic structure analyses (AMOVA, PCoA, STRUCTURE, unrooted UPGMA tree) revealed a better capacity of eSSRs to distinguish between populations, while gSSRs showed a higher proportion of intrapopulation (among accessions) diversity. We conclude that eSSR and gSSR markers should be employed in conjunction to obtain a high inter- and intra-specific (or inter- and intra-varietal) distinctness.

Les marqueurs microsatellites (SSR) constituent un outil important pour des études en génétique des populations. Aux SSR génomiques (gSSR) anonymes sont venus s'ajouter récemment les eSSR, des SSR dérivés d'étiquettes de séquences exprimées (« EST »), lesquels marquent les régions exprimées du génome. Dans le présent travail, les auteurs ont employé huit populations du blé amidonnier sauvage (Triticum turgidum subsp. dicoccoides) afin de comparer l'utilité des deux types de marqueurs SSR pour la mesure de la diversité allélique et de la structure des populations. Les gSSR ont révélé une diversité significativement plus grande que les eSSR pour ce qui est du nombre moyen d'allèles (14,92 vs 7,4, respectivement), de l'indice de polymorphisme (0,87 vs 0,68, respectivement) et pour la diversité génique (He; 0,55 vs 0,38, respectivement). Malgré les différences globales pour la diversité génétique, les tests de Mantel pour la corrélation entre les distances génétiques mesurées avec les gSSR et les eSSR étaient significatifs pour chaque population et pour les accessions prises conjointement (RM = 0,54, p = 0,01). Diverses analyses de la structure génétique (AMOVA, PCoA, STRUCTURE, arbre UPGMA sans racine) ont indiqué que les eSSR avaient une meilleure capacité à distinguer entre les populations, tandis que les gSSR révélaient une plus grande proportion de diversité au sein des populations (entre les accessions). Les auteurs concluent que l'emploi conjoint des eSSR et des gSSR permet d'obtenir une grande capacité de discrimination inter- et intra-spécifique (variétale).

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