Ann. For. Sci. 61 (2004) 569-575
DOI: 10.1051/forest:2004052

Development and characteristics of microsatellite markers for sugi (Cryptomeria japonica D. Don) derived from microsatellite-enriched libraries

Naoki Tani^a, Tomokazu Takahashi^b, Tokuko Ujino-Ihara^a, Hiroyoshi Iwata^{a, c}, Kensuke Yoshimura^a and Yoshihiko Tsumura<sup>a

a</sup>  Department of Forest Genetics, Forestry and Forest Products Research Institute, Matsunosato, Tsukuba, Ibaraki 305-8687, Japan
^b  Graduate School of Science and Technology, Niigata University, Ikarashi, Niigata 950-2181, Japan
^c  Present address: National Agricultural Research Center, Kannondai, Tsukuba, Ibaraki 305-8666, Japan

(Received 11 July 2003; accepted 18 March 2004)

Abstract - We have developed a series of microsatellite markers for C. japonica. First, DNA fragments including microsatellite sequences were isolated from two GA-enriched genomic libraries using magnetic beads. After eliminating redundant clones and clones in which the tandem repeats were located too close to the cloning site to allow primers to be constructed, the remaining sequences could be examined for their suitability for primer design. Primer sets were designed from each conserved sequence flanking the microsatellites. We found 1479 unique sequences in the enriched genomic libraries, of which 962 contained a tandem repeat motif, and we have been able to design 196 primer pairs using these sequences to date. The potential of these primers to amplify single fragment, and the polymorphism of the sequences they amplify, were investigated using a panel of 28 plus trees selected from Cryptomeria plantations covering the wide distributional range of the species in Japan. Forty-two of the microsatellite markers displayed a polymorphic nature throughout this panel of 28 DNA samples. The polymorphic information coefficients (PICs) ranged from 0.156 to 0.919. There was a significant correlation, between the number of repeats and the size of the PICs, according to Kendall's rank correlation coefficient analyses.

Résumé - Développement et caractéristiques de marqueurs microsatellites pour le sugi (Cryptomeria japonica D. Don) trouvés dans des banques microsatellites enrichies. Nous avons développé une série de marqueurs microsatellites pour Cryptomeria japonica. Dans un premier temps, des fragments d'ADN comportant des séquences microsatellites ont été isolées à partir de 2 banques de séquences génomiques enrichies en GA, grâce à l'utilisation de billes magnétiques. Puis, après avoir éliminé les clones redondants et les clones pour lesquels les séquences en tandem étaient trop proches du site de clonage pour permettre aux amorces d'être construites, les séquences restantes ont été examinées afin de determiner si elles convenaient pour la construction d'amorces. Des jeux d'amorces ont été conçus à partir de chaque séquence conservée flanquant les microsattelites. Nous avons trouvé 1479 séquences uniques dans les banques génomiques enrichies, parmi lesquelles 962 contenaient 1 motif répété en tandem, et à ce jour, nous avons pu concevoir 196 paires d'amorces en utilisant ces séquences. Les capacités de ces amorces à amplifier un fragment unique, ainsi que le polymorphisme des séquences que nous avons amplifiées, ont été étudiées à partir d'un échantillon de 28 arbres « plus » sélectionnés à partir de plantations de Cryptomeria couvrant la totalité de l'aire de répartition au Japon. Quarante-deux de ces marqueurs microsatellites se sont révélés polymorphes au sein de cet échantillon. Les coefficients d'information sur le polymorphisme (PIC : Polymorphism Information Coefficient) varient de 0.156 à 0.919. Les analyses de coefficients de corrélation de rangs de Kendall ont mis en évidence une corrélation significative entre le nombre de répétitions et la valeur des PIC.

Key words: taxodiaceae / conifer / simple sequence repeat / enrichment / primer

Mots clés : taxodiacée / conifère / répétition de séquence simple / enrichissement / amorce

Corresponding author: Yoshihiko Tsumura ytsumu@ffpri.affrc.go.jp

© INRA, EDP Sciences 2004