QTL Mapping for Malting Quality and Starch-Degrading Enzyme Activity Based on the Double-Haploid Progeny of Standard Japanese and North American Malting Barley Cultivars
MBAA TQ vol. 43, no. 1, 2006, pp.
9-14 |
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Yoshihiro Okada (1), Makoto Kihara (1), Wataru Saito (1), Naoyuki Kawada (2),
and Kazutoshi Ito (1). 1. Bioresources Research and Development Laboratories,
Sapporo Breweries Ltd., 37-1, Kizaki, Nitta, Gunma 370-0393, Japan. 2. National
Agriculture Research Center, 3-1-1, Tsukuba, Ibaraki 305-8666, Japan.
Abstract
This study was conducted to determine the genome location and effects of
quantitative trait loci (QTL) determining malting quality and starch-degrading
enzyme activity in standard Japanese and North American barley cultivars. Three
hundred and thirty-eight restriction fragment length polymorphism (RFLP) probes
were screened for the detection of polymorphism between the parents, �Mikamo
Golden� and �Harrington�. Among them, 72 probes (21.3%) showed polymorphic DNA
fragments in the parents, with at least one of six restriction enzymes. In many
regions of the genome, no polymorphisms were detected between �Mikamo Golden�
and �Harrington�. QTL for nine components of malting quality and
starch-degrading enzyme activity were detected in eight regions on four
chromosomes. Coincident QTL for more than one trait were detected in four of
these regions. In particular, the long arm of chromosome 5H (5HL) had an effect
on many traits (i.e., soluble nitrogen, Kolbach Index, malt extract,
beta-glucan content, and alpha-amylase
activity). In conclusion, many of the differences in malting quality between
the standard Japanese and North American malting barley cultivars can be
explainable by QTL analysis on chromosome 5HL.
Keywords: double-haploid lines, malting quality, quantitative trait loci
analysis, standard malting barley, starch-degrading enzyme activity
S�ntesis
Se condujo un estudio para determinar el sitio de los genomas y los efectos
de sitios de rasgos cuantitativos (QTL, de sus siglas en ingl�s) que afectan la
calidad de la malta y la actividad de enzimas que degradan el almid�n, en
cultivos de cebada normal japonesas y norteamericanas. Se hicieron pruebas para
detectar polimorfismo entre los �parientes� de una malta (Mikamo Golden y
Harrington) en trescientos treinta y ocho muestras de polimorfismo de tama�o de
fragmento de restricci�n (RFLP, de sus siglas en ingl�s). De estas, 72 muestras
(21,3%) mostraron fragmentos de ADN polim�rfico en los parientes con al menos
uno de seis enzimas de restricci�n. No se detect� polimorfismo entre Mikamo
Golden y Harrington en muchas regiones del genoma. QTL para nueve componentes
de actividad enzim�tica para degradaci�n de almid�n de malta de calidad fue
detectado en ocho regiones en cuatro cromosomas. QTL coincidentes para m�s de un
rasgo fueron detectados en cuatro de estas regiones. Se pudo establecer que la
extremidad larga del cromosoma 5H (5HL) tuvo un efecto sobre muchos par�metros
(i.e., nitr�geno soluble, �ndice Kolbach, extracto, beta-glucano
y actividad de alfa-amilasa). Se concluy� que muchas de
las diferencias en la calidad de cultivos de maltas japoneses y norteamericanos
tienen son explicados por el an�lisis QTL en el cromosoma 5HL.
Palabras claves: l�neas doble-haploidos, calidad de malta, an�lisis de
sitios de rasgos cuantitativos, QTL, cebada de malteo normal, actividad
enzim�tica para la degradaci�n de almid�n
