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Pisum Genetics
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2007—Volume 39
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Brief Communications
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Molecular identification of genetically distinct accessions in the USDA chickpea core collection |
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Varshney, R.K.1,
Coyne, C.J.2,
Swamy, P.1 and Hoisingto
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1Intl. Crops Res. Inst. for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT), Patancheru, India
2U.S. Dept of Agri.-Agric. Res. Stat. (USDA-ARS)
n, D.1 Washington State Univ., Pullman, WA, U.S.A. |
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Summary
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Knowledge of the molecular genetic variation of the accessions of core collections will be important for their
efficient use in breeding programs, and for conservation purposes. The present study was undertaken for genotyping the part of the USDA chickpea core collection (Hannan et al 1994) with 20 microsatellite or simple sequence repeat (SSR) markers. In addition to understand the molecular diversity in the core collection, the genetic relationship was studied. A total of 376 accessions from the USDA chickpea core collection were genotyped. Twenty SSR markers revealed a total of 388 alleles among the 376 accessions. In the USDA core collection, the shared allele frequency (SAF) varied from 7.5% to 47.5% with an average of 21.6%. In the present study, the structure of the population was determined by using K=4 based on model-based (Bayesian) clustering algorithm. Understanding of the molecular diversity in germplasm collections has several applications and advantages.
These include genebank management issues and association mapping studies. Genebank management uses of molecular diversity information include maintaining genetic diversity, increasing diversity through knowledge- based acquisition, reducing redundancy and creating association mapping studies populations. Association mapping studies have increased the possible ways of utilizing the genetic diversity of the 6,193 accessions in the USDA chickpea germplasm collection. The initial step for using the chickpea core collection for these studies is determining the underlying population structure to improve the likelihood of finding true associations between a gene and trait. A total of 376 accessions from the USDA chickpea core collection were used and DNA was extracted from
bulks of ten plants per accession. Twenty SSRs were used to genotype the collection (Table 1). Standard SSR PCR followed by capillary electrophoresis was used to collect the genotypes. A dendogram based on similarities was generated using NTSYS pc software (Rolf 2000). The genetic diversity structure of the collection was determined by using the clustering algorithm of STRUCTURE software (Pritchard et al. 2000). |
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Pisum Genetics
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Brief Communications
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Table 1. Microsatellites used to genotype the USDA chickpea core collection from Huttel et al 1999 and Winter
et al. 1999. |
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Twenty SSR markers revealed a total of 388 alleles among the 376 accessions. The shared allele frequency
varied from 7.5% to 47.5% with an average of 21.6%. These results suggest a high level of genetic diversity present in the germplasm investigated. Our preliminary determination of the population structure is K=4 |
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Table 2. The accessions that were the most distant from the rest of the core are listed. All but one accession
are from the USDA Regional Pulse Improvement Program conducted in Iran and India in the 1960's and early 70's. |
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Table 3. Thirty-seven sets of accessions that were indistinct based on 20 SSRs indicated by same cell location
in this table. |
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PI 359595, PI 360230, PI 360304, PI 360344, PI 360425, PI 360456
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1. Hannan, R.M., Kaiser, W.J. and Muehlbauer, F.J. 1994. In: Agronomy Abstracts. ASA, Madison, WI. p.
217.
2. Huttel, B., Winter, P., Weising, K., Choumane, W., Weigand, F. and Kahl, G. 1999. Genome 42: 210—217.
3. Pritchard, J.K., Stephans, M., Rosenberg, N.A. and Donnelly, P. 2000. Amer. J. Genet. 67: 170-181.
4. Rohlf, F.J. 2000. NTSYSpc: Exeter Software, NY.
5. Winter, P., Pfaff, T., Udupa, S.M., Huttel, B., Sharma, P.C., Sahim, S., Arreguin-Espinoza, R., Weigand, F.,
Muehlbauer, F.J. and Kahl, G. 1999. Mol. Gen. Genet. 262: 90—101.
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