Apomictic seed production in Poa pratensis L.. Genetic control of parthenogenesis

English. Gametophytic apomixis in Poa pratensis L. involves the parthenogenetic development of unreduced eggs from aposporic embryo sacs. Attempts to transfer the apomictic trait beyond natural sexual barriers require further elucidation of its inheritance. Controlled crosses were made between sexual clones and apomictic genotypes and the parthenogenetic capacity of (poly)diploid hybrids was ascertained by the auxin test. A bulked segregant analysis with AFLP markers was then used to identify a genetic linkage group related to the apomictic mode of reproduction. This approach enabled to detect an AFLP marker located 6.6 cM from the gene that putatively controls parthenogenesis and a 15.4 cM genomic window surrounding the target locus. A map of the P. pratensis chromosome region carrying the gene of interest was constructed using additional AFLP markers that co-segregated with the parthenogenesis locus. The highly significant linkage between parthenogenesis and a number of AFLP markers that also appeared to belong to a tight linkage block strengthens the hypothesis of monogenic inheritance of this trait. Assuming a single gene, apomictic polyploid types of P. pratensis would be simplex for a dominant allele that confers parthenogenesis and this genetic model would be further supported by the bimodal distribution of the degree of parthenogenesis exhibited in the (poly)diploid progenies from sexual x apomictic matings. The molecular tagging of apomixis in P. pratensis is an essential step towards marker-assisted breeding and map-based cloning strategies aimed at investigating and manipulating its mode of reproduction

Italian. [L'apomissia gametofitica in Poa pratensis L. comporta lo sviluppo partenogenetico di oosfere non ridotte da sacchi embrionali aposporici. I tentativi di trasferire il carattere apomittico attraverso barriere sessuali naturali richiedono una ulteriore chiarificazione della sua ereditarieta'. Sono stati effettuati incroci controllati fra cloni sessuali e genotipi apomittici ed e' stata verificata la capacita' partenogenetica degli ibridi (poli)diploidi mediante il test dell'auxina. E' stata poi utilizzata un'analisi BSA con marcatori AFLP per identificare un gruppo di concatenazione genetica collegato alla forma di riproduzione apomittica. Questo approccio ha consentito di individuare un marcatore AFLP situato a 6.6 cM dal gene che controlla putativamente la partenogenesi e una finestra genomica di 15.4 cM circondante il locus target. E' stata costruita una mappa della regione cromosomica di P. pratensis che porta il gene interessante mediante l'impiego di marcatori AFLP addizionali che co-segregavano con il locus della partenogenesi. La concatenazione altamente significativa fra la partenogenesi e un numero di marcatori AFLP che pure appartenevano a un blocco di concatenazione stretto rafforza l'ipotesi dell'ereditarieta' monogenica di questo carattere. Assumendo che si tratti di un solo gene, i tipi poliploidi apomittici di P. pratensis sarebbero semplici per un allele dominante che conferisce la partenogenesi e questo modello genetico sarebbe ulteriormente confermato dalla distribuzione bimodale del grado di partenogenesi manifestato nelle progenie (poli)diploidi derivanti da incroci sessuale x apomittico. Il mappaggio molecolare dell'apomissia in P. pratensis e' un passo essenziale verso la selezione assistita da marcatori e le strategie di clonazione basate sulle mappe genetiche, allo scopo di chiarire e di manipolare il suo modo di riproduzione]