Quantitative trait loci underlying domestication- and yield-related traits in an Oryza sativa × Oryza rufipogon advanced backcross population

摘要

To understand the genetic characteristics of the traits related to differentiation between cultivated rice and its wild progenitor, genetic factors controlling domestication- and yield-related traits were identified using a BC3F2 population derived from an accession of common wild rice (donor, Oryza rufipogon Griff.) collected from Yuanjiang, Yunnan province, China, and an indica cultivar, Teqing (recipient, Oryza sativa L.). A genetic linkage map consisting of 125 simple sequence repeat (SSR) markers was constructed. Based on the phenotypes of the 383 BC3F2 families evaluated in two environments, two domestication-related morphological traits, panicle shape and growth habit, were found to be controlled by single Mendelian factors. This implies that the recessive mutations of single genes controlling some morphological traits could have been easily selected during early domestication. By single-point analysis and interval mapping, 59 putative quantitative trait loci (QTLs) that influence 11 quantitative traits were detected at two sites, and 37.5% of the QTL alleles originating from O. rufipogon had a beneficial effect for yield-related traits in the Teqing background. Regions with significant QTLs for domestication- and yield-related traits were detected on chromosomes 1, 4, 5, 7, 8, and 12. Fine mapping and cloning of these domestication-related genes and QTLs will be useful in elucidating the origin and differentiation of Asian cultivated rice in the future.nnAfin de mieux comprendre les propriétés génétiques des caractères liés à la différenciation entre le riz cultivé et son ancêtre sauvage, les facteurs génétiques contrôlant les caractères liés à la domestication et au rendement ont été identifiés au sein d'une population BC3F2 dérivée du croisement entre une accession du riz sauvage commun (Oryza rufipogon Griff., parent mâle) provenant de Yuanjiang (province du Yunnan en Chine) et le cultivar Teqing de type indica (Oryza sativa L., parent femelle). Une carte génétique comprenant 125 marqueurs microsatellites (SSR) a été produite. Sur la base des phénotypes observés chez 383 familles BC3F2 évaluées dans deux environnements, il a été trouvé que deux caractères morphologiques liés à la domestication, la forme de la panicule et le port de la plante, étaient contrôlés par des facteurs mendéliens uniques. Ceci implique qu'il aurait été facile de sélectionner les mutations récessives pour certains caractères morphologiques contrôlés par des gènes uniques lors de la domestication. En employant des analyses ponctuelles et par intervalles, 59 QTL putatifs contrôlant 11 caractères quantitatifs ont été détectés sur les deux sites. Dans ces cas, 37,5 % des allèles de l'O. rufipogon avaient des effets positifs sur des composantes du rendement dans un fond génétique Teqing. Des régions portant des QTL significatifs pour les caractères liés à la domestication ou au rendement ont été détectées sur les chromosomes 1, 4, 5, 7, 8 et 12. La cartographie fine et le clonage de ces gènes et QTL liés à la domestication seront utiles dans le futur pour élucider l'origine et la différenciation du riz cultivé asiatique.