Evaluation and differentiation of garlic cultivars growing in Québec using phenotypic and genotypic traits

Savaria, Emily; Savaria, Emily

Thesis

Evaluation and differentiation of garlic cultivars growing in Québec using phenotypic and genotypic traits

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Creator

Savaria, Emily

Contributors

Abstract

French

La production d’ail (Allium sativum L.) au Québec représente seulement 10% du marché local. La production locale est restreinte en partie par un manque de connaissance sur la stabilité phénotypique et génotypique des variétés d’ail cultivées. Cette étude avait donc pour but d’étudier la variation phénotypique de cultivars d’ail ayant poussés dans différents environnements, de les différencier en utilisant des marqueurs génétiques polymorphiques et de comparer les classifications morphologique et génétique ainsi obtenues. Pour ce faire, 36 variétés de types différents ont été plantées pendant deux ans dans les régions de Montréal et du Lac Saint-Jean. Dans la première partie de cette étude, les variétés ont été caractérisées morphologiquement en mesurant la taille, la forme et l’arrangement des feuilles, pseudotiges, bulbilles, bulbes et caïeux. Même si des différences entre les types de variétés ont été identifiées, il n’était pas possible d’obtenir des caractéristiques morphologiques uniques pour chaque variété. Le rendement et les traits associés au rendement variaient grandement entre les différents environnements et à l’intérieur de ceux-ci. Dans la deuxième partie de cette étude, 35 régions microsatellites ont été analysées et 21 ont été utilisées pour différencier les variétés. En général, les types d’ail étaient différents génétiquement, mais en général les cultivars d’un même type n’ont pas été différenciés entre eux résultant en 61% de redondance. Comme l’ail est propagé par clones, il pourrait s’agir de doublons, mais certaines variétés comme Rose de Lautrec ont présenté des différences morphologiques majeures avec les autres cultivars trouvés génétiquement identique. Nous avons aussi trouvé que les cultivars qui présentaient plus d’un phénotype avaient aussi plus qu’un génotype. Une investigation plus poussée utilisant des techniques génétiques plus avancées serait nécessaire pour avoir plus de connaissances sur l’identité génétique des cultivars étudiés

English

Garlic (Allium sativum L.) production in Québec represents only 10% of the local market. Local production is restrained in part by a lack of knowledge on the phenotypic and genotypic stability of different cultivars grown locally. The goals of this project were to study the phenotypic variation in a set of garlic cultivars grown in different environments in Québec, differentiate them using DNA polymorphic patterns, and compare the morphological classification to the genetic one. A two-year field trial was conducted in Lac Saint-Jean and Montréal areas with 36 garlic cultivars of different types. In the first part of this study, cultivars were characterized morphologically by measuring the size, shape and arrangement of leaves, pseudostems, scapes, bulbils, bulbs and cloves. Although differences between cultivar types were identified, it was not possible to obtain a unique set of morphological characteristics specific to each cultivar. Also, yield and yield related characteristics varied widely between environments and within environments. In the second part of this study, 35 microsatellite regions were screened and 21 markers have finally been used to differentiate our cultivars. Overall, garlic types were different genetically, but the cultivars within a type were generally identical resulting in redundancy for 61% of our set of cultivars. Since garlic is propagated by clones, it is likely duplicates, but some cultivars like ‘Rose de Lautrec’ showed major morphological differences with other cultivars found to be genetically identical. We also found that the cultivars, previously reported to show more than one phenotype had also more than one genotype. A more thorough investigation using advanced genotyping technique is needed to get better insight in the genetic identity of cultivars studied herein

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