Ontwikkeling van moleculaire merkers voor bloeitijdstip in Lolium perenne

Beschrijving

Bloeitijdstip bepaalt in belangrijke mate de biomassa productie en voederkwaliteit van Engels raaigras (Lolium perenne) en is daarom een belangrijke parameter in het veredelingsproces. Voor het creëren van een homogeen ras kunnen planten in een kruisingspopulatie worden geselecteerd op basis van fenotypische observaties van het bloeitijdstip. Het bloeitijdstip wordt echter zowel door genetische als omgevingsfactoren beïnvloed. Door de fenotypische selecties te combineren met genotypische selecties, wordt getracht om het bloeitijdstip sneller of meer gericht te kunnen fixeren in de kruisingspopulaties. Om selecties te kunnen maken op basis van het genotype, wordt gezocht naar moleculaire merkers voor enkele kandidaat genen van L. perenne die het bloeitijdstip controleren (LpCO1, LpCO2 en LpFT3). Voor twee ouderplanten van een kruisingspopulatie, waarvan het bloeitijdstip ongeveer twee weken verschilt, werden verschillende fragmenten van de kandidaat genen geamplificeerd via PCR, gekloneerd en gesequeneerd voor het onderscheiden van de allelen aan de hand van single nucleotide polymorphismes (SNPs) en insertie/deleties (indels). Aan de hand van de allelische diversiteit in de twee genotypes werden allel-specifieke testen (KASP assays) ontwikkeld voor elk kandidaatgen. Deze assays werden getest in een kruisingspopulatie voor het waarnemen van de uitkruising van de merkers, en in een associatie mapping (AM) populatie voor het onderzoeken van de associatie met het bloeitijdstip.
De ontwikkelde set KASP assays is voldoende voor het onderscheiden van de verschillende allelen van LpCO1, LpCO2 en LpFT3 in de kruisingspopulatie en kan in de nabije toekomst worden gebruikt voor het bepalen van dezelfde haploblokcombinaties in de genenpool van het ILVO veredelingsprogramma. De set moet echter worden uitgebreid voor het identificeren van alle mogelijke allelen/SNPs die een significante associatie vertonen met het bloeitijdstip. Aan de hand van de (nieuw) ontwikkelde KASP assays in combinatie met fenotypische observaties kunnen specifieke nakomelingen van de paarkruising worden geselecteerd voor het creëren van een F2 generatie. In deze generatie zullen de verschillende allelen van de drie kandidaat genen verder uitsplitsen. Dezelfde set KASP assays kan dan opnieuw worden gebruikt voor het selecteren van homozygote genotypes van de F2 populatie om uiteindelijk het bloeitijdstip te fixeren.