Molecular mapping of loci determining seed longevity in “Brassica napus”

Abstract

Saatgutlanglebigkeit ist ein wichtiges Merkmal für Genbanken, da sie die Regenerationshäufigkeiten bestimmt. Die aktuelle Studie widmete sich der Identifizierung von Loci, die Merkmale der Samenlanglebigkeit von Rapssamen (Brassicanapus) kontrollieren. Hierbei wurde Saatgut der Kartierungspopulation ExV, welches in den drei Jahren 2005 (ExV-5), 2009 (ExV-9) und 2012 (ExV-12) geerntet wurde, analysiert. Die Saatgutvitalität wurde nach natürlicher und künstlicher Alterung bestimmt. Für beide Alterungen konnten gemeinsame QTLs gefunden werden. Es gab aber auch eine Reihe an QTL, die entweder spezifisch für ein Erntejahr oder eine Erntejahr-Merkmals-Kombination sind. In der genomweiten Assoziationsstudie der “ASSYST” Population wurden 14 Positionen gefunden, die für mehrere Merkmale gleichzeitig kartieren. Hoch signifikante Marker Merkmals Assoziationen wurden für die Merkmale T50 (Zeit zum Erreichen von 50% Keimung) und RL (Wurzellänge der Sämlinge) detektiert. Studien zur Genontologie und Annotation ergaben hoch signifikant Assoziationen von T50 zu Genen, die in die Samenentwicklung und Zellwandverdickung involviert sind.

Seed longevity is an important trait for genebanks, since it determines the frequency with which stocks need to be regenerated. The present study attempts to quantify the genetic basis for seed longevity in oilseed rape (Brassica napus) by investigating seed sets of two genetic populations. Linkage QTL mapping was performed to Express x V8 (ExV) mapping population using progenies of three harvests ExV-5, ExV-9 and ExV-12. The three seed sets were investigated for seed vigour after different years of ambient storage (natural ageing) and different periods of experimental ageing. Common QTLs were found ExV seed sets naturally and experimentally aged. The environment influence displayed in QTLs which were unique for each season/treatment. Genome-wide association study of ASSYST population revealed 14 common positions across the whole genome. Time to reach 50% of germination (T50) and normal seedling’s root length (RL) recorded the highly significant MTA among twelve tested traits. Gene ontology and annotation analysis displayed highly significant genes associated with T50, which were involved in seed development and cell wall thickness.