Molecular markers as a tool for analyzing genetic diversity and genome expression in maize.
Marquage et expression du genome chez le mais
Résumé
Neutral markers, such as isoenzymes and RFLPs (restriction fragment length polymorphism), have applications in various fields of genetics and breeding. Three examples are documented. Firstly, about 130 maize lines were compared using 46 RFLP probes distributed over the 10 chromosomes. Data analyses and distance indices gave a classification consistent with heterotic groups and pedigrees, showing the value of molecular markers for characterizing unknown material. Distance indices were not very useful for predicting heterosis when parental lines belong to different genetic groups: the identification of polymorphisms of genes involved in the traits analysed is required. Second, enzyme markers were used to follow introgression of exotic into adapted material, in an experiment on cold tolerance. The classification observed revealed neither genetic drift nor selection. Finally, using a saturated genetic map constructed from an F2 progeny, we located QTLs (quantitative trait loci) for agromorphological traits and QTLs for amounts of proteins as revealed by 2-dimensional electrophoresis and quantified with a computerassisted system. The comparison of genetic parameters (dominance, epistasis) between these 2 contrasted phenotypic levels suggested that interactions are much more common at the gene product level than at the macroscopic level.
Les marqueurs génétiques neutres, tels que les isoenzymes ou les polymorphismes de longueur des fragments de restriction (RFLP) ont désormais des applications dans des domaines très divers. Trois exemples en sont présentés. i) Près de 130 lignées de maïs ont été comparées en utilisant 46 sondes RFLP réparties sur les 10 chromosomes. Des analyses de données et des calculs de distances ont révélé une structuration très cohérente avec les classifications en groupes hétérotiques et avec les généalogies, ce qui souligne l’intérêt des marqueurs en sélection pour caractériser un matériel d’origine inconnue. Pour la prédiction de l’hétérosis, il apparaît que les indices de distances ne seront guère efficaces pour les hybrides entre lignées appartenant à des groupes génétiques différents. Il y a donc nécessité de rechercher des polymorphismes de gènes directement impliqués dans les caractères. ii) Des marqueurs enzymatiques ont été utilisés pour suivre l’introgression de matériel exotique dans du matériel adapté, dans le cadre d’une expérience d’amélioration de la tolérance du maïs aux basses températures. Il est apparu que la structuration observée était celle que l’on pouvait attendre en l’absence de dérive et de sélection. iii) Grâce à une carte génétique saturée construite à partir d’une descendance F2, nous avons localisé des QTL (quantitative trait loci) de caractères agromorphologiques, et de protéines quantifiées sur gels d’électrophorèse bidimensionnels à l’aide d’un logiciel d’analyse d’images. Nous avons ainsi pu comparer, à 2 niveaux phénotypiques très différents, la complexité des déterminismes et les valeurs des paramètres génétiques des locus impliqués (effet de substitution, dominance, épistasie), et avons montré qu’il y avait bien moins d’interactions intra- ou interlocus au niveau macroscopique qu’au niveau des produits de gènes.
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