Genetic markers for Prunus avium L: inheritance and linkage of isozyme loci

Abstract - The polymorphism of 10 enzyme systems in wild cherry (Prunus avium L.) was analysed using vertical polyacrylamide gel electrophoresis (AMY, GOT, ME) and isoelectrofocusing (ACP, IDH, LAP, MDH, PGM, SDH, TO) on 286 wild cherries. The products of around 41 loci could be distinguished in these systems, 13 of which displayed polymorphism. The genetics of 7 isozyme loci have been studied using 8 fullsib families: acp1, lap1, sdh1 and mdh1 functioned as monomers, and got1, idh1 and me1 were active as dimers. Two other isozymes (pgm1 and got2 ) appeared to have simple inheritance, but it was not possible to verify this. Joint segregation of 13 locus pairs showed linkage between lap1 and got1 (r = 0.03 ± 0.02) and between lap1 and me1 (r = 0.05 ± 0.07). ldh1, sdh1, acp1 and mdh1 are not linked to these loci. No linkage has been detected between acp1 and mdh1.

Résumé - Marqueurs génétiques pour Prunus avium L : déterminisme génétique et groupes de liaisons entre loci enzymatiques. L'espèce Prunus avium comprend les cerisiers, variétés améliorées pour la production de fruits, et les merisiers, arbres forestiers de qualité sur lesquels portent aussi des programmes d'amélioration. Il serait utile pour ces programmes de disposer de marqueurs génétiques, pour les identifications clonales et interspecifiques, l'analyse de la variabilité naturelle et du système de reproduction et le contrôle des produits de croisements dirigés. Comme peu de marqueurs génétiques avaient été étudiés chez P avium, nos efforts ont porté sur la recherche et la caractérisation de loci enzymatiques. Le polymorphisme enzymatique a été étudié grâce à 286 merisiers provenant de France (216), d'Allemagne (14) et de Belgique (6). Le déterminisme et les liaisons génétiques ont été testés avec 8 descendances d'un demi-diallèle 14 x 14. Les extraits de bourgeons prélevés en hiver ont été analysés par electrophorèse sur gel d'acrylamide (AMY, GOT, ME) ou par isoélectrofocalisation (ACP, IDH, LAP, MDH, PGM, SDH, TO). Dans les zymogrammes obtenus, schématisés en figure 1, 13 loci enzymatiques polymorphes et 28 bandes monomorphes sont observés. Les hypothèses de déterminisme génétique (fig 1) ont été testées par un χ² dans les descendances (tableau II). Deux écarts significatifs (au niveau 5 %) aux proportions génotypiques attendues par ségrégation mendélienne ont été notés, mais le test de χ ² global est non significatif. Le déterminisme de acp1, got1, idh1, lap1, mdh1, me1 et sdh1 a ainsi été établi. Un seul type de test de déterminisme était possible pour amy1, mdh2, got2, pgm1 et to 1, car les 14 parents du demi-diallèle ont les mêmes génotypes supposés (homozygotes pour les 4 derniers loci). Cela n'a pas permis d'établir avec certitude le déterminisme proposé. Cependant, en comparant le type de zymogramme obtenu par d'autres auteurs sur les mêmes enzymes, il semblerait que le déterminisme le plus probable pour got2 et pgm 1 soit celui proposé. La coségrégation de 13 paires de loci a été testée par rapport à celle attendue en cas d'indépendance (table III), montrant une liaison significative entre got 1 et lap 1 (r = 0.03 ± 0.02), et entre lap 1 et me 1 (r = 0.05-0.07). Ce groupe de liaison est indépendant de idh 1, sdh1, acp 1 et mdh 1 et aucune liaison ne semble exister entre ces 2 derniers loci. Toute autre relation entre loci n'a pu être testée avec les familles analysées.