TITLE

Genotypic variation in tetraploid wheat affecting homoeologous pairing in hybrids with Aegilops peregrina

AUTHOR(S)
Ozkan, Hakan; Feldman, Moshe
PUB. DATE
December 2001
SOURCE
Genome;Dec2001, Vol. 44 Issue 6, p1000
SOURCE TYPE
Academic Journal
DOC. TYPE
Article
ABSTRACT
The Ph1 gene has long been considered the main factor responsible for the diploid-like meiotic behavior of polyploid wheat. This dominant gene, located on the long arm of chromosome 5B (5BL), suppresses pairing of homoeologous chromosomes in polyploid wheat and in their hybrids with related species. Here we report on the discovery of genotypic variation among tetraploid wheats in the control of homoeologous pairing. Compared with the level of homoeologous pairing in hybrids between Aegilops peregrina and the bread wheat cultivar Chinese Spring (CS), significantly higher levels of homoeologous pairing were obtained in hybrids between Ae. peregrina and CS substitution lines in which chromosome 5B of CS was replaced by either 5B of Triticum turgidum ssp. dicoccoides line 09 (TTD09) or 5G of Triticum timopheevii ssp. timopheevii line 01 (TIM01). Similarly, a higher level of homoeologous pairing was found in the hybrid between Ae. peregrina and a substitution line of CS in which chromosome arm 5BL of line TTD140 substituted for 5BL of CS. It appears that the observed effect on the level of pairing is exerted by chromosome arm 5BL of T. turgidum ssp. dicoccoides, most probably by an allele of Ph1. Searching for variation in the control of homoeologous pairing among lines of wild tetraploid wheat, either T. turgidum ssp. dicoccoides or T. timopheevii ssp. armeniacum, showed that hybrids between Ae. peregrina and lines of these two wild wheats exhibited three different levels of homoeologous pairing: low, low intermediate, and high intermediate. The low-intermediate and high-intermediate genotypes may possess weak alleles of Ph1. The three different T. turgidum ssp. dicoccoides pairing genotypes were collected from different geographical regions in Israel, indicating that this trait may have an adaptive value. The availability of allelic variation at the Ph1 locus may facilitate the mapping, tagging, and eventually the isolation of this important gene.Key words: diploid-like meiotic behavior, genetic control of pairing, Ph1 gene, Triticumturgidum ssp. dicoccoides, wild emmer.Le gène Ph1 est depuis longtemps considéré comme étant le principal facteur responsable du comportement méiotique de type diploïde chez les blés polyploïdes. Le gène dominant, situé sur le bras long du chromosome 5B (5BL), prévient l'appariement des chromosomes homéologues chez les blés polyploïdes et les hybrides avec des espèces apparentées. Les auteurs rapportent ici l'observation d'une variation génotypique parmi les blés tétraploïdes quant à l'appariement homéologue. Comparativement au niveau d'appariement homéologue observé chez les hybrides entre l'Aegilopsperegrina et le cultivar de blé tendre Chinese Spring (CS), des niveaux significativement plus élevés ont été notés chez des hybrides entre l'Ae. peregrina et des lignées CS substituées. Chez ces dernières, le chromosome 5B de CS avait été remplacé soit par le chromosome 5B de la lignée 09 du Triticumturgidum ssp. dicoccoides (TTD09) ou par le chromosome 5G de la lignée 01 du Triticum timopheevii ssp. timopheevii (TIM01). Pareillement, un degré accru d'appariement homéologue a été observé, chez les hybrides entre l'Ae. peregrina et une lignée 'Chinese Spring' chez laquelle le bras chromosomique 5BL de CS avait été remplacé par le bras 5BL de la lignée TTD140. Il semblerait que cet effet sur le niveau d'appariement soit exercé par le bras 5BL de T. turgidum ssp. dicoccoides vraisemblablement par un allèle de Ph1. Une recherche de variation quant au contrôle de l'appariement homéologue parmi des lignées de blés tétraploïdes sauvages, soit chez le T. turgidum ssp. dicoccoides ou chez le T. timopheevii ssp. armeniacum, a révélé que les hybrides avec l'Ae. peregrina et des lignées de ces deux blés sauvages montraient trois niveaux différents d'appariement homéologue : faible, faible-intermédiaire et intermédiaire-élevé. Les génotypes faible-intermédiaire et intermédiaire-élevé possèdent peut-être des allèles faibles de Ph1. Les trois différents génotypes d'appariement chez T. turgidum ssp. dicoccoides proviennent de différentes régions d'Israël ce qui indique que ce caractère pourrait avoir une valeur adaptative. La disponibilité de variabilité allélique au locus Ph1 pourrait faciliter la cartographie, l'étiquetage et éventuellement le clonage de ce gène important.Mots clés : comportement méiotique de type diploïde, contrôle genetique de l'appariment, gène Ph1, Triticum turgidum, ssp. dicoccoides, blé amidonnier sauvage.[Traduit par la Rédaction]
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10585363

 

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