A resistance-like gene identified by EST mapping and its association with a QTL controlling Fusarium head blight infection on wheat chromosome 3BS

摘要

Fusarium head blight (FHB) is a major disease in the wheat growing regions of the world. A quantitative trait locus (QTL) on the short arm of chromosome 3B controls much of the variation for resistance. The cloning of candidate disease-resistance genes for FHB QTLs on chromosome 3B can provide further elucidation of the mechanisms that control resistance. However, rearrangements and divergence during plant genome evolution often hampers the identification of sequences with similarity to known disease-resistance genes. This study focuses on the use of wheat expressed sequence tags (ESTs) that map to the region on chromosome 3B containing the QTL for FHB resistance and low-stringency BLAST searching to identify sequences with similarity to known disease-resistance genes. One EST rich with leucine repeats and low similarity to a protein kinase domain of the barley Rpg1 gene was identified. Genetic mapping using a Ning894037 × Alondra recombinant inbred (RI) population showed that this EST mapped to the QTL on the short arm of chromosome 3B and may represent a portion of a newly diverged gene contributing to FHB resistance. The EST is a new marker suitable for marker-assisted selection and provides a starting point to begin map-based cloning for chromosome walking and investigate new diverged genes at this locus.Key words: Fusarium head blight resistance, expressed sequence tags, quantitative trait loci, Rpg1, wheat.La fusariose de l'épi (FHB) est une des principales maladies chez le blé partout dans le monde. Un locus de caractère quantitatif (QTL) situé sur le bras court du chromosome 3B explique une part importante de la variation pour la résistance. Le clonage de gènes candidats pour des QTLs de résistance à la fusariose sur le chromosome 3B pourrait contribuer des connaissances sur les mécanismes de résistance. Cependant, les réarrangements et la divergence qui se produisent au cours de l'évolution des génomes peuvent souvent nuire à l'identification de séquences présentant une similitude avec des gènes connus de résistance. Les auteurs ont employé des étiquettes de séquences exprimées (ESTs) du blé qui sont situés dans la région du chromosome 3B comprenant le QTL de résistance pour effectuer des analyses BLAST permissives afin d'identifier des séquences ayant de l'homologie avec des gènes de résistance connus. Un EST riche en répétitions de leucine et présentant une faible similarité avec le domaine protéine kinase du gène Rpg1 de l'orge a été identifié. La cartographie de cet EST sur une population RI Ning894037/Alondra a montré que l'emplacement de cet EST coïncide avec le QTL sur le bras court du chromosome 3B. Il pourrait représenter une portion d'un gène nouvellement évolué et contribuant à la résistance à la fusariose. Cet EST constitue un nouveau marqueur utile en sélection assistée et un point de départ pour étudier de nouveaux gènes à ce locus ainsi que pour initier un clonage positionnel par marche chromosomique.Mots clés : résistance à la Fusariose, étiquettes de séquences exprimées, locus de caractère quantitatif, Rpg1, blé.[Traduit par la Rédaction]