Quantitative trait locus analysis of multiple agronomic traits in the model legume Lotus japonicus

摘要

The first quantitative trait locus (QTL) analysis of multiple agronomic traits in the model legume Lotus japonicus was performed with a population of recombinant inbred lines derived from Miyakojima MG-20 × Gifu B-129. Thirteen agronomic traits were evaluated in 2004 and 2005: traits of vegetative parts (plant height, stem thickness, leaf length, leaf width, plant regrowth, plant shape, and stem color), flowering traits (flowering time and degree), and pod and seed traits (pod length, pod width, seeds per pod, and seed mass). A total of 40 QTLs were detected that explained 5%-69% of total variation. The QTL that explained the most variation was that for stem color, which was detected in the same region of chromosome 2 in both years. Some QTLs were colocated, especially those for pod and seed traits. Seed mass QTLs were located at 5 locations that mapped to the corresponding genomic positions of equivalent QTLs in soybean, pea, chickpea, and mung bean. This study provides fundamental information for breeding of agronomically important legume crops.Une première analyse QTL sur plusieurs caractères agronomiques chez la légumineuse modèle Lotus japonicus a été réalisée sur une population de lignées recombinantes fixées dérivées d'un croisement Miyakojima MG-20 × Gifu B-129. Treize caractères agronomiques ont été évalués en 2004 et en 2005: des caractères des parties végétatives (hauteur, épaisseur de la tige, longueur et largeur des feuilles, la repousse, la forme de la plante et la couleur de la tige), de la floraison (date et ampleur de floraison) et des gousses et graines (longueur et largeur des gousses, nombre de graines par gousse et poids des graines). Au total, 40 QTL ont été détectés et ils expliquaient entre 5 % et 69 % de la variation totale. Le QTL de plus grande ampleur contrôlait la couleur des tiges et a été détecté sur la même région du chromosome 2 lors des deux années. Quelques QTL co-localisaient, particulièrement ceux contrôlant les caractéristiques des graines et des gousses. Les QTL pour le poids des graines étaient situés à 5 endroits qui correspondaient à des QTL équivalents chez le soya, le pois, le pois chiche et le haricot mungo. Cette étude apporte des informations fondamentales pour la sélection de caractères agronomiques chez des légumineuses importantes.