Oleic acid variation and marker-assisted detection of Pervenets mutation in high- and low-oleic sunflower cross

High-oleic sunflower oil is in high demand on the market due to its heart-healthy properties and richness in monounsaturated fatty acids that makes it more stable in processing than standard sunflower oil. Consequently, one of sunflower breeder's tasks is to develop stable high-oleic sunflower genotypes that will produce high quality oil. We analyzed variability and inheritance of oleic acid content (OAC) in sunflower, developed at the Institute of Field and Vegetable Crops, by analyzing F-1 and F-2 progeny obtained by crossing a standard linoleic and high-oleic inbred line. F-2 individuals were classified in two groups: low-oleic with OAC of 15.24-31.28% and high-oleic with OAC of 62.49-93.82%. Monogenic dominant inheritance was observed. Additionally, several molecular markers were tested for the use in marker-assisted selection in order to shorten the period of detecting high-oleic genotypes. Marker F4-R1 was proven to be the most efficient in detection of genotypes with Pervenets (high-oleic acid) mutation

Inheritance of oleic acid content of F1 seed in a complete diallel cross between seven sunflower lines

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Resistance to stem canker /phomopsis (Diaporthe helianthi Munt-Cvet et al.) in relation to introgressions from wild species in sunflower (Helianthus annuus L.)

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Effect of recurrent selection on agronomic traits for several sunflower gene pools

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Evaluation of parameters accounting for Phomopsis resistance using natural infection and artificial inoculation on recombinant inbred lines from a cross between susceptible and resistant sunflower

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Dynamic management of genetic resources: first generation analysis of sunflower artificial populations

Twenty-two artificial populations composed of wild, interspecific and cultivated Helianthus genotypes were constructed in southern Europe. The long-term objective was to develop a methodology for dynamic management of sunflower genetic resources. Eight parental populations of 75 individuals each were analysed for agromorphological traits. The genetic variability was very large. The wild and interspecific genotypes were clearly differentiated from the cultivated ones. The first generation of offspring was analysed by isozyme characterisation (5 alleles) and restriction fragment length polymorphism (RFLP) (using a ribosomal gene spacer probe discriminating several parental genotypes). Differences in frequencies of isozyme alleles between parental and offspring samples were consistent with the existence of intercrosses between wild, interspecific and cultivated genotypes. Half the RFLP patterns in the offspring generations were similar to parental patterns and the other half were new combinations of parental haplotypes. These patterns could have resulted from intercrosses. Although genetic variability in the artificial populations may decrease over time, new genotypes can be generated through intercrosses and will contribute to enlarge sunflower genetic resources.La gestion ex situ des ressources génétiques utilise essentiellement des méthodes de conservation statique. Les ressources génétiques disponibles sont exploitées dans des croisements entre lignées et ressources originales qui se poursuivront par des programmes de sélection classique. Des méthodologies de gestion dynamique des ressources génétiques ont été proposées dans lesquelles les forces évolutives naturelles (dérive, sélection naturelle, flux géniques) sont utilisées pour faire évoluer la variabilité génétique. En définissant une méthodologie de gestion dynamique des ressources génétiques pour le tournesol, des populations artificielles ont été créées dans le but d’enrichir la variabilité génétique utilisable. Les populations artificielles sont constituées de 75 individus issus de 3 groupes de génotypes : les sauvages (espèces annuelles du genre Helianthus), les interspécifiques (obtenus par croisements entre espèces sauvages et lignées) et les cultivés. Les flux polliniques entre individus sont non contrôlés. Deux traitements sont appliqués : un traitement contrôlé dans lequel les conditions sont proches de celles rencontrées dans une culture classique; un traitement non contrôlé consistant en une intervention humaine minimum avec libre action de la sélection naturelle. Les populations artificielles sont implantées dans 4 localités (Montpellier, Valence, Toulouse, Cordoue-Espagne) avec 2 répétitions (soit 4 populations) par localité. L’analyse discriminante des génotypes parentaux pour 7 caractères quantitatifs montre une différenciation nette entre le groupe des génotypes sauvages et celui des cultivés. Les génotypes interspécifiques sont proches du groupe des sauvages. Une étude de la variabilité génétique de la première génération de descendants, a été réalisée à l’aide de marqueurs RFLP (polymorphisme de longueur de fragment de restriction utilisant un espaceur interne des gènes nucléaires ribosomiques) et isoenxymatiques. La moitié des profils RFLP dénombrés parmi les descendants sont nouveaux; ils correspondent à des combinaisons simples entre haplotypes parentaux et peuvent être considérés comme des marqueurs d’introgression interspécifiques. Pour les isozymes, 5 allèles différencient les génotypes sauvages, interspécifiques et cultivés. Leurs fréquences varient entre les échantillons parentaux et ceux des descendants. Certains descendants de génotypes cultivés ont des allèles qui n’étaient présents que chez les génotypes parentaux sauvages. Ces variations de fréquences alléliques soutiennent également l’existence d’intercroisements. Ces résultats montrent que le dispositif de populations artificielles mis en place peut permettre le brassage de gènes entre génotypes génétiquement éloignés, et pourra aboutir à l’enrichissement des ressources initiales

The sunflower genome provides insights into oil metabolism, flowering and Asterid evolution

The domesticated sunflower, Helianthus annuus L., is a global oil crop that has promise for climate change adaptation, because it can maintain stable yields across a wide variety of environmental conditions, including drought. Even greater resilience is achievable through the mining of resistance alleles from compatible wild sunflower relatives, including numerous extremophile species. Here we report a high-quality reference for the sunflower genome (3.6 gigabases), together with extensive transcriptomic data from vegetative and floral organs. The genome mostly consists of highly similar, related sequences and required single-molecule real-time sequencing technologies for successful assembly. Genome analyses enabled the reconstruction of the evolutionary history of the Asterids, further establishing the existence of a whole-genome triplication at the base of the Asterids II clade and a sunflower-specific whole-genome duplication around 29 million years ago. An integrative approach combining quantitative genetics, expression and diversity data permitted development of comprehensive gene networks for two major breeding traits, flowering time and oil metabolism, and revealed new candidate genes in these networks. We found that the genomic architecture of flowering time has been shaped by the most recent whole-genome duplication, which suggests that ancient paralogues can remain in the same regulatory networks for dozens of millions of years. This genome represents a cornerstone for future research programs aiming to exploit genetic diversity to improve biotic and abiotic stress resistance and oil production, while also considering agricultural constraints and human nutritional needs