Phenotyping and pigment analysis in carrot (Daucus carota L.) and genetic mapping with SSR markers and candidate genes

Several populations of carrots (Daucus carota L.) have been phenotyped for color traits and a quantification of major carotenoids pigments has been performed with high performance liquid chromatography.
One of the populations studied, with about 100 individuals, was genotyped with microsatellite markers and putative carrot genes for carotenoids biosynthesis. A genetic map was constructed with R/QTL software and we obtained 10 linkage groups.
QTL analysis was performed on all phenotypic traits with the same software R/QTL, using a non-parametric interval mapping methods.
No QTL was detected for xanthophyll, one has been detected each for phytoene, α-carotene, ζ-carotene, γ-carotene, two were detected for β-carotene and three for lycopene.
Some of these QTLs are in very small linkage groups and need further analysis. QTL for phytoene, lycopene, γ-carotene and ζ-carotene are all clustered in the same linkage group 1, and based on previous studies, could be linked with PSY2 (phytoene synthase) putative gene.
We also found one QTL for β-carotene on linkage group 1 but it was not linked with the others clustered QTLs, or with any putative gene marker.
Only one QTL, for lycopene, was detected on linkage group 3. It is too far from the putative gene LCYB (lycopene cyclase) to be a candidate gene but it could have a role in its pre or post-transcriptional regulation.

Alternate abstract: Diverses populations de carottes (Daucus Carota L.) ont été phénotypées visuellement selon leur couleur et une quantification des pigments caroténoïdiens majeurs a été réalisée par chromatographie à haute performance liquide.
Une seule population d’environ 100 individus a été génotypée avec des marqueurs microsatellites et les marqueurs des gènes putatifs des enzymes de la chaîne biosynthétique des caroténoïdes. Une carte génétique a été construite avec le logiciel R/QTL et 10 groupes de liaison ont été trouvés.
Nous avons réalisé une analyse QTL complète sur l’ensemble des caractères phénotypiques avec le même logiciel R/QTL, par une méthode non paramétrique de cartographie d’intervalle.
Nous n’avons détecté aucun QTL pour le pigment xanthophylle, 1 QTL pour chacun des pigments phytoene, α-carotène, ζ-carotène et γ-carotène, 2 QTL pour le β-carotène et trois pour le lycopene.
Certain de ces QTLs sont situés sur de petits groupes de liaison avec peu de marqueurs et nécessitent donc des études plus approfondies. Les QTLs pour le lycopene, le phytoene, le ζ-carotène et le γ-carotène sont tous très étroitement positionnés sur le groupe de liaison 1 et pourraient être liés avec le gène putatif PSY2 (phytoene synthase). Nous avons aussi obtenu un QTL pour le β-carotène sur le groupe de liaison 1 mais il n’est ni lié aux autres QTLs ni à un marqueur de gène putatif.
Nous avons détecté un seul QTL sur le groupe de liaison 3. Il s’agit d’un autre QTL pour le lycopene. Il est situé trop loin du gène putatif LCYB pour correspondre à celui-ci mais pourrait avoir un rôle dans sa régulation pré ou post-transcriptionnelle.