Development of microsatellite markers in potato and their use in phylogenetic and fingerprinting analyses

Varda Ashkenazi, Eduard Chani, Uri Lavi, David Levy, Jossi Hillel, and Richard E. Veilleux

Abstract: Three genomic libraries were constructed using a mixture of DNA from Solanum phureja Juz. & Buk., and S. chacoense Bitt. Two of the libraries were enriched for ATT and GT repeats (a 27-fold enrichment was achieved). In total, 3500 clones of the conventional library, 1000 of the library enriched for ATT, and 12 000 of the one enriched for GT were screened with five different repeat motifs, and a total of 18 primer pairs was obtained. Another group of 12 primer pairs was obtained from the SSR-containing sequences in the public databases (18 SSR-containing sequences were utilized). From among 30 newly developed primer pairs, 12 previously published ones, and 12 pairs developed for tomato, 7 were used to identify 12 different potato cultivars and introductions, and 12 were used to study phylogenetic distance among seven wild and cultivated potato species. Two SSR markers were sufficient to discriminate the 12 cultivars. The mean number of alleles per polymorphic locus was 5 for the 12 cultivars and 4.5 for the seven species. The results obtained in this study confirm those achieved in similar studies in other plant species regarding the abundance and use of SSR markers in identifying species and cultivars.

Key words: Solanum, simple sequence repeats, SSRs, genomic library.

Résumé : Trois banques génomiques ont été préparées à partir d'un mélange d'ADN provenant du Solanum phureja Juz. & Buk. et du S. chacoense Bitt. Deux de ces banques ont été enrichies pour des répétitions ATT ou GT (un enrichissement de 27 fois a été obtenu). Au total, 3500 clones de la banque conventionnelle, 1000 clones de la banque enrichie en séquences ATT et 12 000 clones de la banque enrichie en séquences GT ont été criblés avec cinq motifs répétés différents. Ce criblage a permis d'obtenir 18 paires d'amorces. Douze paires d'amorces supplémentaires ont été développées à partir de 18 séquences (au sein des banques de données publiques) qui possédaient des microsatellites. D'un ensemble de marqueurs constitué des 30 paires d'amorces développées au cours de ce travail, de 12 paires décrites antérieurement et de 12 paires développées chez la tomate, sept marqueurs ont été employés pour différencier 12 cultivars et introductions de la pomme de terre et 12 marqueurs ont été utilisés pour déterminer la distance phylogénétique entre sept espèces sauvages ou cultivées de la pomme de terre. Deux microsatellites ont suffi pour différencier les 12 cultivars. Le nombre moyen d'allèles par locus polymorphe était de cinq pour les 12 cultivars et de 4,5 pour les sept espèces. Les résultats décrits viennent appuyer les résultats obtenus chez d'autres espèces en ce qui a trait à l'abondance et à l'utilité des microsatellites pour l'identification des espèces et des cultivars.

Mots clés : Solanum, microsatellites, banques génomiques.

[Traduit par la Rédaction]