Review

Validated markers for sunflower (Helianthus annuus L.) breeding

Marqueurs validés pour la sélection du tournesol (Helianthus annuus L.)

¹ Department of Plant Breeding and Genetics, College of Agriculture, University of Sargodha-Pakistan, Sargodha, Pakistan
² USDA ARS Corn Host Plant Research, Resistance Unit, Mississippi, Mississippi State, USA

^* Corresponding author: saeedbreeder@hotmail.com

Received: 30 May 2020
Accepted: 13 August 2020

Abstract

Sunflower is native to North America and is now grown around the world for edible oil, seed roasting, confectionary products and bird food. Genetic diversity in cultivated and wild germplasm is characterized for use with various breeding objectives. Molecular markers have been developed to facilitate sunflower breeding. This review was undertaken to discuss molecular markers, which have been validated in different genetic backgrounds for traits of economic interest in sunflower. Markers found to be linked to monogenic traits in mapping populations may be used to select plants with those traits; review of the literature identified markers available for several monogenic traits including resistance against pests and pathogens. Markers linked to Quantitative Trait Loci (QTL) for many disease resistance and economically important traits that have also been identified in specific populations and target environments are also reported here. These identified linked markers should be validated in different genetic backgrounds and environments to ensure widespread utility. Publicly available inbred lines carrying traits of interest and validated markers related to them are summarized in this review, which also highlights traits for which these resources are still lacking, possibly due to lack of funding despite the importance of this hybrid crop. Genomic sequence data is now available for sunflower, which must now be exploited to develop new SNP based markers linked to genes of interest to mine allelic diversity related to economically important traits, especially traits well studied in other organisms, such as seed oil content and resistance genes.

Résumé

Le tournesol est originaire d’Amérique du Nord et est maintenant cultivé dans le monde entier comme source d’huile alimentaire, pour la torréfaction de ses graines, les tournesols de bouche et les aliments pour oiseaux. La diversité génétique du matériel végétal cultivé et sauvage a été caractérisée pour être utilisée à des fins de sélection diverses. Des marqueurs moléculaires ont été développés pour faciliter la sélection du tournesol. Cet article a pour objectif de discuter des marqueurs moléculaires qui ont été validés dans différents contextes génétiques pour les caractères d’intérêt économique du tournesol. Les marqueurs qui se sont avérés liés à des traits monogéniques dans les populations de cartographie peuvent être utilisés pour sélectionner des plantes présentant ces traits ; l’examen de la littérature a permis d’identifier les marqueurs disponibles pour plusieurs traits monogéniques, notamment la résistance aux parasites et aux agents pathogènes. Les marqueurs liés à des locus de caractères quantitatifs (QTL pour quantitative trait loci) pour de nombreuses résistances aux maladies et des caractères économiquement importants qui ont également été identifiés dans des populations spécifiques et des environnements cibles sont également mentionnés. Ces marqueurs liés identifiés doivent être validés dans différents contextes et environnements génétiques pour garantir une utilité généralisée. Les lignées consanguines disponibles de manière publique portant des traits d’intérêt et les marqueurs validés qui leur sont liés sont résumés dans cette revue, qui met également en évidence les traits pour lesquels ces ressources font encore défaut, peut-être en raison d’un manque de financement malgré l’importance de cette culture hybride. Les données de séquences génomiques sont maintenant disponibles pour le tournesol, qui doivent maintenant être exploitées pour développer de nouveaux marqueurs basés sur des SNP liés aux gènes d’intérêt pour exploiter la diversité allélique liée aux caractères économiquement importants, en particulier les caractères bien étudiés dans d’autres organismes, tels que la teneur en huile de graines et les gènes de résistance.