四倍体ライム「ジャイアントキー」の優先的二卵性分離と種間組換え；三倍体ライム育種の展望

Preferential Disomic Segregation and Interspecific Recombination in Tetraploid 'Giant Key' Lime; Outlook for Triploid Lime Breeding.

• Dalel Ahmed
• Franck Curk
• Jean Charles Evrard
• Yann Froelicher
• Patrick Ollitrault

抄録

三倍体ライム「タヒチ」（田中優）は、レモン（L. Burm）のハプロイド卵巣とメキシコ産ライム（Christm. Swing）の二倍体花粉の合併から自然に生まれた。レモンの自然の品種間多様性は非常に限られており、配偶子不稔性があるため、その多様性を確保するためには系統図に基づいた再構成育種戦略が必要である。我々は、二倍体のレモンと二倍体の'Giant Key'ライムとの間の雑種間交配に基づく戦略を開発した。このライムは'メキシカンライム'の二倍二倍体であり、それ自体がL.とウェスターの間の自然な種間交配F1である。最適化された育種プログラムのために、私たちは、allotetraploidライムの減数分裂の挙動、その二倍体配偶子の遺伝的構造、との間の種間組換えを分析し、その遺伝地図を構築しました。ジャイアントキーライムを受粉者として用いて、272個の三倍体交配体の集団を生成した。その結果、柑橘類ゲノム全体に規則的に分布していると診断される158のSNPを開発し、適用することに成功した。二倍体配偶子の遺伝的構造をゲノムに沿った用量に基づいて調べた。その結果、二倍体配偶子は平均91.17%の親の種間・ヘテロ接合性を伝達していた。3本の染色体(2、8、9)は高い優先的対数値を持つジスミック偏析を示したが、残りの染色体は優先的にジスミック傾向を持つ中間的な遺伝を示した。遺伝地図を構築するために、合計131個のSNPを9つの連結グループに割り当てた。その結果、272.8 cMに及び、平均組換え率が低く（0.99 cM Mb）、参照クレメンタインゲノムとの対称性とコリニアリティが高かった。その結果、タヒチライムの効率的な再構成育種戦略が可能であることが確認された。 この4倍体交配の親は、有利な農学的形質のために選択され、その遺伝的価値は、親の高いヘテロ接合性の伝達により、子孫に効率的に継承されなければならない。しかし、優勢な二卵性遺伝に伴う限られた種間組換えによって引き起こされる連鎖抵抗を克服するためには、多数の子孫を育成することが必要である。

The triploid 'Tahiti' lime ( (Yu. Tanaka) Tanaka) naturally originated from a merger between a haploid ovule of lemon ( (L.) Burm) and a diploid pollen from a 'Mexican' lime ( (Christm.) Swing). The very limited natural inter-varietal diversity and gametic sterility of requires a phylogenomic based reconstruction breeding strategy to insure its diversification. We developed a strategy based on interploid hybridization between diploid lemon and the doubled diploid 'Giant Key' lime. This lime is a doubled diploid of 'Mexican' lime, itself a natural interspecific F1 hybrid between L. and Wester. For an optimized breeding program, we analyzed the meiotic behavior of the allotetraploid lime, the genetic structure of its diploid gametes, the interspecific recombination between and , and constructed its genetic map. A population of 272 triploid hybrids was generated using 'Giant Key' lime as pollinator. One hundred fifty-eight SNPs diagnostic of regularly distributed throughout the citrus genome were successfully developed and applied. The genetic structure of the diploid gametes was examined based on doses along the genome. The diploid gametes transmitted in average 91.17% of the parental interspecific / heterozygosity. Three chromosomes (2, 8, and 9) showed disomic segregation with high preferential pairing values, while the remaining chromosomes showed an intermediate inheritance with a preferential disomic trend. A total of 131 SNPs were assigned to nine linkage groups to construct the genetic map. It spanned 272.8 cM with a low average recombination rate (0.99 cM Mb) and high synteny and colinearity with the reference clementine genome. Our results confirmed that an efficient reconstruction breeding strategy for 'Tahiti' lime is possible, based on interploid hybridization using a doubled diploid of . The tetraploid parent should be selected for favorable agronomic traits and its genetic value should be efficiently inherited by the progeny thanks to transmission of the high level of parental heterozygosity. However, it would require developing numerous progeny to overcome the linkage drag caused by the limited interspecific recombination associated with the predominant disomic inheritance.

Copyright © 2020 Ahmed, Curk, Evrard, Froelicher and Ollitrault.