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- Title
The biological basis of epistasis between quantitative trait loci for flavone and 3-deoxyanthocyanin synthesis in maize (Zea mays L.).
- Authors
McMullen, Michael D; Snook, Maurice; Lee, Elizabeth A; Byrne, Patrick F; Kross, Heike; Musket, Theresa A; Houchins, Katherine; Coe, Jr., Edward H
- Abstract
A major weakness in our understanding of the genetic basis of complex traits has been that of defining the extent and biological basis of epistasis. Our research group has been studying the genetic control of the accumulation of maysin, a C-glycosyl flavone, in maize, Zea mays (L.), silks. Previously, we demonstrated the importance of the p1 locus as a QTL for maysin synthesis. The p1 locus often exhibits significant epistatic interactions with other loci. We developed a mapping population, (W23a1 × GT119)F[sub 2] , specifically designed to test whether genes in an intersecting pathway might be detected as QTLs for maysin synthesis and result in epistatic interaction effects. The a1 gene is not required for the synthesis of flavones but is required for the synthesis of 3-deoxyanthocyanins, an intersecting pathway, in maize silks. The p1 locus (P < 0.0001) was a QTL for both flavones and 3-deoxyanthocyanins. The a1 locus was also highly significant (P < 0.0001) for both traits, as was the p1 × a1 epistatic interaction (P < 0.0001). Our results demonstrate that altering the flux of biochemical intermediates between pathways may be the biological basis of major QTL effects and epistatic interactions.Key words: maysin, epistasis, QTL, insect resistance.Une lacune majeure au niveau de la compréhension des assises génétiques des caractères complexes demeure la difficulté de définir l'ampleur et les bases biologiques de l'épistasie. Les auteurs ont étudié le contrôle génétique de l'accumulation de la maysine, un C-glycosyl flavone, dans les soies du maïs, Zea mays (L.). Précédemment, l'importance du locus pl en tant que QTL pour la synthèse de la maysine a été démontrée. Le locus pl montre souvent des interactions épistatiques significatives avec d'autres locus. Les auteurs ont développé une population de cartographie, (W23a1 × GT119)F[sub 2] , conçue spécifiquement pour vérifier si des gènes impliqués dans un sentier métabolique croisé pourraient être détectés comme QTL pour la synthèse de la maysine et entraîner des interactions épistatiques significatives. Le gène a1 n'est pas requis pour la synthèse des flavones, mais il est requis pour la synthèse des 3-désoxyanthocyanines, un sentier métabolique croisé, dans les soies de maïs. Le locus pl (P < 0,0001) était un QTL pour la synthèse des flavones et des 3-désoxyanthocyanines. Le locus a1 montrait également un effet significatif (P < 0,0001) pour ces deux caractères tout comme l'interaction épistatique pl × a1 (P < 0,0001). Ces résultats démontrent qu'une modification du flux des intermédiaires biochimiques entre sentiers métaboliques pourrait constituer la base biologique d'effets QTL et d'interactions épistatiques majeurs.Mots clés : maysine, épistasie, QTL, résistance aux insectes.[Traduit par la Rédaction]
- Subjects
EPISTASIS (Genetics); CORN genetics; BIOACCUMULATION; BIOCHEMISTRY; INTERMEDIATES (Chemistry)
- Publication
Genome, 2001, Vol 44, Issue 4, p667
- ISSN
0831-2796
- Publication type
Article
- DOI
10.1139/g01-061