Localisation of quantitative trait loci for quality attributes in a doubled haploid population of wheat (Triticum aestivum L.)

摘要

Selection of wheat germplasm for a range of quality traits has been a challenging exercise because of the cost of testing, the variation within testing data, and a poor understanding of the underlying genetics. The objective of this study was to identify quantitative trait loci (QTLs) underlying quality traits in wheat. A doubled haploid population comprising 190 lines from Chara/WW2449 was grown in two different environments and evaluated for various quality traits. A molecular map comprising 362 markers based upon simple sequence repeat, sequence tagged microsatellite, glutenin, and DArT loci was constructed and subsequently exploited to identify QTLs using a whole-genome approach. Fifteen QTLs that were consistent in the two different environments were identified for thousand kernel mass, grain protein content, milling yield, flour protein content, flour colour, flour water absorption, dough development time, dough strength (extensograph height and resistance at 5 cm), and dough extensibility (extensograph length) using the whole genome average interval mapping approach. The amount of genetic variation explained by individual QTLs ranged from 3% to 49%. A number of QTLs associated with dough strength, dough extensibility, dough development time, and flour water absorption were located close to the glutenin Glu-B1 locus on chromosome 1B. Identification of the chromosomal location and effect of the QTLs influencing wheat quality may hasten the development of superior wheats for target markets via marker-assisted selection.La sélection au sein du germoplasme du blé pour une gamme de caractères de qualité s'est avérée difficile en raison du coût des tests, de la variation au sein des données obtenues et d'une faible connaissance de la génétique sous-jacente. L'objectif de cette étude était d'identifier des locus de caractères quantitatifs (QTL) contrôlant la qualité des grains chez le blé. Une population de 190 lignées haploïdes doublées issues du croisement Chara/WW2449 a été cultivée dans deux environnements et évaluée pour différents caractères de qualité. Une carte génétique comprenant 362 marqueurs (des microsatellites, des microsatellites dérivés de l'approche STMP, des gluténines et des marqueurs DArT) a été produite et ensuite exploitée pour identifier des QTL sur l'ensemble du génome. Quinze QTL obtenus de manière reproductible dans les deux environnements ont été identifiés pour le poids de mille grains, la teneur en protéines des grains, le rendement à la mouture, la teneur en protéines de la farine, la couleur de la farine, l'absorption d'eau de la farine, le temps d'élaboration de la pâte, la force de la pâte (hauteur de l'extensigraphe et résistance à 5 cm) et l'extensibilité de la pâte (longueur de l'extensigraphe) à l'aide d'une analyse d'intervalles moyens à l'échelle génomique. La portion de la variation génétique expliquée par les QTL individuels variait entre 3 et 49 %. Plusieurs QTL associés à la force de la pâte, à l'extensibilité de la pâte, au temps d'élaboration de la pâte et à l'absorption d'eau de la farine étaient proches du locus de la gluténine Glu-B1 sur le chromosome 1B. L'identification, la cartographie et la mesure de l'effet des QTL déterminant la qualité boulangère du blé pourraient accélérer le développement de blés améliorés pour des marchés niches via sélection assistée.