Development of PCR-based SCAR and CAPS markers linked to β-glucan and protein content QTL regions in oat

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Abstract

A key breeding objective in oat (Avena sativa L.) is cultivars with high and low β-glucan content. In a targeted strategy to develop PCR-based markers linked to published β-glucan content quantitative trait loci (QTLs) regions, 15 random amplified polymorphic DNA (RAPD) fragments were cloned and their sequences used to design sequence-characterized amplified region (SCAR) and cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) primers. The 13 derived SCAR markers and 2 derived CAPS markers were mapped on either the ‘Kanota’ × ‘Ogle’ (KO) or the ‘Terra’ × ‘Marion’ (TM) oat reference map. In addition, 3 previously reported SCAR markers were characterized further. Ten SCAR markers and one CAPS marker were associated with β-glucan QTL regions and many of these are also associated with QTLs for protein content or other traits. These markers have the potential to help define homologous and homoeologous relationships in oat and investigate the complex genetics of β-glucan and protein content.

Un objectif important en sélection chez l'avoine (Avena sativa L.) est l'obtention de cultivars à haute ou à faible teneur en β-glucanes. Dans le cadre d'une stratégie ciblée visant à développer des marqueurs PCR liés à des régions contenant des QTL pour la teneur en β-glucanes, 15 amplicons RAPD (ADN polymorphe amplifié au hasard) ont été clonés et leurs séquences ont été employées pour développer des marqueurs SCAR (région amplifiée de séquence connue) ou CAPS (séquence amplifiée polymorphe suite au clivage). Les 13 marqueurs SCAR et les deux marqueurs CAPS ont été cartographiés sur l'une de deux cartes génétiques de référence, soit ‘Kanota’ × ‘Ogle’ (KO) ou ‘Terra’ × ‘Marion’ (TM). De plus, trois marqueurs SCAR rapportés antérieurement ont été caractérisés davantage. Dix marqueurs SCAR et un marqueur CAPS ont été associés avec des QTL pour la teneur en β-glucanes et plusieurs de ceux-ci étaient également associés avec des QTL pour la teneur en protéines et d'autres caractères. Ces marqueurs pourraient aider à définir les relations d'homologie et d'homéologie chez l'avoine et à investiguer les assises génétiques complexes de la teneur en β-glucanes et en protéines.

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