Molecular dissection of the quantitative inheritance of wood property traits in
loblolly pine

Neale, David B.; Sewell, Mitchell M.; Brown, Garth

doi:10.1051/forest:2002045

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“…Different wood quality components can thus be analysed: wood density and ring width of each ring or ring part. Applying this method, accurate QTL detection for wood components becomes possible without tree destruction, as shown in several studies in Pinus taeda [11,16].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Localisation of genomic regions controlling microdensitometric parameters of wood characteristics in hybrid larches

Arcade

Faivre-Rampant

Pâques³

et al. 2002

Ann. For. Sci.

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-The use of wood quality components in forest trees selection is hampered by long delays before phenotypic evaluation. Marker-assisted selection opens new possibilities since selection becomes feasible even before trait expression. In the present study, we have analysed 224 13-year-old hybrid larches derived from eight progenies from a single female parent in order to localise genomic regions controlling several wood traits. Traits were assessed on radial cores by microdensitometry, a method that provides estimates of wood density and radial growth and avoids tree destruction. Measurements were assessed individually on six consecutive rings. QTL detection was achieved by ANOVA using 68 AFLP markers distributed on average each 20 cM along larch genome. Significant QTLs for at least two out of six studied years are distributed on seven linkage groups. Applications towards marker-assisted selection are discussed. QTL / wood quality / microdensitometry / wood density / LarixRésumé -Localisation des régions du génome contrôlant des composantes microdensitométriques de la qualité du bois chez des mélèzes hybrides. Les paramètres de qualité du bois sont peu pris en compte dans l'amélioration des arbres forestiers en raison des délais d'évaluation très longs. La sélection assistée par marqueurs ouvre de nouvelles perspectives en rendant possible une sélection précoce pour des caractères à expression tardive. Dans ce travail, nous avons analysé huit descendances de mélèze hybride (Larix decidua × L. kaempferi) issues d'un même parent et comportant 224 arbres âgés de 13 ans, afin de localiser sur une carte génétique les régions du génome qui contrôlent divers paramètres de qualité du bois. Ces paramètres ont été mesurés sur des carottes de bois par microdensitométrie. Cette méthode permet d'évaluer, de façon non destructrice, de nombreuses composantes de la densité du bois et également de la croissance radiale. Les mesures sont effectuées sur six cernes consécutifs. La localisation des QTL a été menée à l'aide de 68 marqueurs AFLP distants en moyenne de 20 cM et par analyse de variance. Les QTL significatifs pour au moins deux des six années analysées se répartissent sur sept groupes de liaison. Les applications de ces résultats sont discutées essentiellement dans les perspectives de la sélection assistée par marqueurs. QTL / qualité du bois / microdensitométrie / densité du bois / Larix

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Localisation of genomic regions controlling microdensitometric parameters of wood characteristics in hybrid larches

Arcade

Faivre-Rampant

Pâques³

et al. 2002

Ann. For. Sci.

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“…In an integrative study, it will be essential to use the same markers (ESTs) for comparative mapping and the candidate gene approach, in order to validate the candidate gene-QTL co-locations between phylogenetically related species [39].…”

Section: Perspectivesmentioning

confidence: 99%

“…Second, we quickly established a fully saturated map based on AFLP markers. Third, we are now mapping QTL for traits of interest and developing SSRs and ESTPs (EST Polymorphisms) to provide more informative markers which should be easily transferred to other pedigrees of maritime pine and other pine species, with the main objective of QTL validation [39]. The main goal of this paper is to present a saturated map of maritime pine which corresponds to the second step of this strategy.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Alternatively, other research groups started to use codominant markers such as RFLPs [10,19,54], PCR-RFLP [26], ESTs (Expressed Sequence Tags) [12,47,61] and more recently SSRs (Simple Sequence Repeats) [19,22,43], allowing gene action to be precisely defined (estimation of additive and dominant effects of QTLs, [55]) and providing anchor points in comparative mapping experiments [39].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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A high density genetic map of maritime pine based on AFLPs

et al. 2002

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-We constructed a high-density linkage map of maritime pine (Pinus pinaster Ait.) based on AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) markers using a three-generation outbred pedigree. In a first step, male and female maps were established independently with test-cross markers segregating 1:1 (presence:absence of the amplified fragment in the full-sib progeny). In a second step, both maps were merged using intercross markers segregating 3:1 in the progeny. A combination of MAPMAKER and JOINMAP softwares was used for the mapping process. A consensus map was obtained and is available at URL http://www.pierroton.inra.fr/genetics/pinus/Map3/index.html. It covers 1441 cM and comprises a total of 620 AFLP markers on 12 linkage groups. The physical size of the maritime pine genome (51.5 pg/2C) was measured by flow cytometry, providing a physical/genetic size ratio of 13.78 Mb/cM. This map will be used to dissect the genetic architecture of economically (growth, wood quality) and ecologically (water-use efficiency) important traits into mendelian inherited components (QTLs: Quantitative Trait Loci). It will also provide a framework to localize more informative markers (ESTs: Expressed Sequence Tags) to be used as candidate genes in QTL detection experiments. The location of orthologous markers (ESTs and SSRs: Simple Sequence Repeats) will also allow the study of the genome structure of closely related conifer species using a comparative genome mapping approach.Pinus pinaster / genetic linkage map / AFLP / double pseudo-testcross / physical size Résumé -Établissement d'une carte génétique à haute densité du pin maritime à partir de marqueurs AFLP. Nous avons construit une carte génétique du pin maritime (Pinus pinaster Ait.) en génotypant une famille de plein-frères appartenant à la troisième génération du programme d'amélioration, avec des marqueurs AFLP. Dans un premier temps, les cartes des parents mâle et femelle ont été établies indépendam-ment avec des marqueurs de type « test-cross » ségréguant dans les proportions 1:1 (présence:absence du fragment amplifié dans la famille de plein-frères). Dans un second temps ces deux cartes ont été fusionnées à l'aide de marqueurs de type « intercross », ségréguant dans les proportions 3:1. La construction des cartes a été réalisée à l'aide des logiciels de cartographie génétique JOINMAP et MAPMAKER. Une carte géné-tique consensus des deux parents comprenant 12 groupes de liaison a finalement été obtenue et est accessible à l'URL suivante : http://www.pierroton.inra.fr/genetics/pinus/Map3/index.html. Elle couvre 1441 cM et comprend 620 marqueurs. Par ailleurs, la taille physique du génome du pin maritime a été estimée par cytométrie de flux à 51.5 pg/2C, donnant un rapport taille physique/taille génétique de 13.78 Mb/cM. Cette carte sera maintenant utilisée pour étudier l'architecture génétique de caractères d'intérêt économique (croissance, qualité du bois) et écologique (efficience d'utilisation de l'eau). Il s'agira de localiser les zones du génome (QTL, Quantita...

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“…In the QTL analyses some false positives were found, probably in part because total progeny sample sizes were limited and progeny were located across a number of field trials. Generally, individual QTL explained or accounted for only a small proportion of the total phenotypic variation, similar to that found in loblolly pine [13]. For instance the different wood density QTL explained from 5.4% to 6.5% of the variation.…”

Section: Qtl For Wood and Fibre Traitsmentioning

confidence: 68%

Genomics of Eucalyptus wood traits

et al. 2002

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-A major focus of our research has been on using molecular technologies to guide breeding for high value wood and fibre traits in eucalypts. One approach has been to use genomic maps to locate and characterise QTL that control wood and fibre traits. A generic map for eucalypts has been developed that consists of codominant markers that can be assayed across the major commercial species. Also on the map are candidate genes for traits such as flowering and wood and fibre traits. QTL have been characterised for wood density, fibre length, pulp yield and microfibril angle. A number of these have been validated in a related pedigree. A subset of QTL colocates with candidate genes. Research is now focussed on DNA sequence variation in different parts of these candidate genes and determining if this variation is associated with variation in wood properties. Of particular interest are genes involved in fibre development and cell wall formation. A third approach is to profile the expression of genes in the tissue of interest and determine if this relates to variation in trait performance. Microarrays are being used to relate expression of several thousand genes in xylem tissue to variation in traits such as microfibril angle and density. eucalypt / linkage maps / QTL / candidate genes / xylem / microarrays Résumé -Génomique des critères de qualité du bois d'eucalyptus. Notre recherche a été concentrée sur l'utilisation de technologies molécu-laires pour guider l'amélioration génétique de critères importants de la qualité du bois et des fibres. On a développé une carte générique pour les eucalyptus à partir de marqueurs co-dominants intéressant les principales espèces d'intérêt commercial. Figurent également sur cette carte des gènes candidats concernant des caractères tels que la floraison et la qualité du bois et des fibres. On a mis en évidence des QTL pour la densité du bois, la longueur des fibres, le rendement en pâte et l'angle des microfibrilles. Un certain nombre ont été validés sur des familles apparentées à généalogie connue. Un sous ensemble de QTL sont co-localisés avec des gènes candidats. On concentre maintenant les recherches sur la variabilité de séquences ADN de ces gènes candidats pour savoir si elle est associée à celle des critères de qualité du bois. Sont d'un intérêt particulier les gènes impliqués dans le développement des fibres et la formation des parois cellulaires. Une troisième approche consiste à profiler l'expression des gènes dans les tissus en cause et à rechercher s'il existe d'éventuelles relations avec la variabilité des caractères. On utilise des microré-seaux pour relier l'expression de plusieurs milliers de gènes du xylème avec la variabilité de caractères tels que l'angle des microfibrilles et la densité du bois. eucalyptus / carte de liaison / QTL / gènes candidats / xylème / microréseaux

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Molecular dissection of the quantitative inheritance of wood property traits in loblolly pine

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Localisation of genomic regions controlling microdensitometric parameters of wood characteristics in hybrid larches

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A high density genetic map of maritime pine based on AFLPs

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