QTLs for tolerance to abiotic stresses in maize: present status and prospects [Quantitative Trait Loci; Zea mays L.]
2005
Tuberosa, R. (Bologna Univ. (Italy). Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali) | Frascaroli, E. (Bologna Univ. (Italy). Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali) | Salvi, S. (Bologna Univ. (Italy). Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali) | Sanguineti, M.C. (Bologna Univ. (Italy). Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali) | Conti, S. (Bologna Univ. (Italy). Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali) | Landi, P. (Bologna Univ. (Italy). Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroambientali)
English. The genetic basis of tolerance to abiotic stresses, i.e. the major constraints to maize production, is poorly understood. The utilization of molecular markers and genomics platforms offer unprecedented opportunities to identify, select and clone genes influencing tolerance to abiotic stresses, mainly a quantitative trait. The dissection of the genetic basis of quantitative traits into their single components, the so-called QTLs (Quantitative Trait Loci), provides a more direct access to valuable genetic diversity for important physiological processes that regulate the adaptive response of maize to abiotic stresses. This, in turn, enables us to utilize marker-assisted selection (MAS) for enhancing maize performance and/or producing isogenic lines at target QTLs. A large number of QTLs have been described to influence yield in maize exposed to abiotic stresses, particularly drought and chilling. The results of these studies are herein summarized. Despite the impressive list of QTLs so far described and the recent advances in high throughput profiling, the overall impact of MAS and other applications of genomics on the release of maize hybrids more tolerant to abiotic stresses has been negligible. Improving tolerance to abiotic stresses through marker technologies will require a deeper integration between MAS, conventional breeding methodologies and other interdisciplinary approaches. In the future, the cloning of major QTLs affecting tolerance to abiotic stresses coupled with other genomics platforms will offer additional opportunities for a more effective exploitation of the allelic richness present in maize germplasm collections
Show more [+] Less [-]Italian. [La base genetica della tolleranza agli stress abiotici, cioè ai limiti principali alla produzione del mais, è scarsamente conosciuta. L'utilizzazione di marcatori molecolari e di piattaforme di genomica offre opportunità senza precedenti per identificare, selezionare e clonare geni che influenzano la tolleranza agli stress abiotici, carattere prevalentemente quantitativo. La scissione della base genetica dei caratteri quantitativi nei loro singoli componenti, i cosiddetti QTL (Quantitative Trait Loci, loci di caratteri quantitativi), fornisce un accesso più diretto alla preziosa diversità genetica relativa a importanti processi fisiologici che regolano la risposta adattativa del mais agli stress abiotici. Questo, a sua volta, ci consente di utilizzare la selezione assistita da marcatori (MAS) per migliorare la performance del mais e/o produrre linee isogeniche a target QTL. E' stato descritto un largo numero di QTL che influenzano la resa nel mais esposto a stress abiotici, in particolare siccità e freddo. I risultati di questi studi sono sintetizzati in questo contributo. Nonostante la lista imponente di QTL finora descritti e i progressi recenti nel profiling ad alta produttività, l'impatto complessivo della MAS e delle altre applicazioni della genomica sulla produzione di ibridi di mais più tolleranti agli stress abiotici è stato finora trascurabile. Il miglioramento della tolleranza agli stress abiotici mediante le tecnologie dei marcatori richiederà un'integrazione più profonda fra MAS, metodi di miglioramento convenzionali e altri approcci disciplinari. In futuro, la clonazione dei QTL principali che influenzano la tolleranza agli stress abiotici abbinata ad altre piattaforme di genomica offrirà opportunità aggiuntive per uno sfruttamento più efficace della ricchezza allelica presente nelle collezioni di germoplasma di mais.]
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