Microsatellite marker-based genetic variability in Spanish rice cultivars and landraces

Abstract

The genetic relationships among japonica rice cultivars and landraces were studied. Most of them are of Spanish origin, and were developed and cultivated for varying time periods over more than a century. To uncover genetic diversity within each cultivar, we analysed 30 plants per cultivar or accession using 10 fluorescently labelled primer pairs for SSR markers. Six cultivars were included in the study, with accessions from four different regions of Spain of the traditional cultivar Bomba. A total of 37 alleles were detected with a mean of 3.7 alleles per locus. Polymorphism information content (PIC) ranged from 0 to 0.78 with an average of 0.51 per locus. Genetic diversity for cvs. Albufera, Bahia, Taipei 309 and Jsendra ranged between 0.008 and 0.062. Cultivar Bomba accessions displayed higher number of alleles and genetic diversity, with Tarragona the lowest (0.08) and Valencia the highest (0.16) genetic diversity. Although infrequent, some heterozygous individuals were detected in cvs. Bomba, Bahia and Taipei 309. Cluster analysis enabled to categorize four accessions of cv. Bomba and cv. Albufera in one group and cvs. Bahia, Taipei 309, Jsendra and Senia in a second group supporting previously known relationships among varieties. These results show the utility of SSR markers for characterization of rice cultivars. In addition, the use of high number of individuals per cultivar, enabled to evaluate both inter-and intra-varietal genetic diversity. Therefore, this investigation should be useful in rice breeding programmes for genotype identification and for the evaluation of germplasm purity.Additional key words: japonica rice; molecular characterization; Oryza sativa L.; SSR markers. Resumen Variabilidad genética de los cultivares y razas locales de arroz español mediante marcadores microsatéliteSe estudian las relaciones genéticas entre cultivares y razas locales de arroz de tipo japonica. La mayoría de ellas son de origen español, desarrolladas y cultivadas durante más de un siglo. La diversidad genética se estudió en 30 individuos de cada cultivar usando 10 pares de cebadores para microsatélites (SSR). Se estudiaron seis cultivares con muestras de cuatro regiones diferentes de España para el cultivar tradicional Bomba. El número total de alelos fue de 37 con una media de 3,7 alelos por locus. El polimorfismo de dichos loci varió entre 0 y 0,78, siendo 0,51 el promedio por locus. La diversidad genética de los cultivares Albufera, Bahia, Taipei 309 y Jsendra varió entre 0,008 y 0,062, mientras que el cv. Bomba presentó valores más elevados (0,12). Aunque poco frecuentes, se encontraron individuos heterozigóticos en los cultivares Bomba, Bahia y Taipei 309. El análisis cluster situó las muestras de las cuatro procedencias de cv. Bomba y el cv. Albufera en un mismo grupo, mientras que los cultivares Bahia, Taipei 309, Jsendra y Senia se situaron en otro grupo de acuerdo con las relaciones previamente conocidas entre variedades. Estos resultados muestran la utilidad de los marcadores SSR para la caract...