Random Amplified Polymorphic Primer-Generated Embryo DNA Polymorphisms among 16 North American Malting Barley Cultivars

Abstract

Development of a simple, accurate, and rapid method for identifying malting barley cultivars is important for the malting, brewing, and seed-processing industries. Recently reported methods that have been developed for using DNA to “fingerprint” barley utilize DNA that is extracted from leaf tissue. For this study, we used the polymerase chain reaction-random amplified polymorphic DNA (PCR-RAPD) technique with a selected set of 10-mer primers and DNA that was extracted from mature imbibed embryos. We were able to differentiate 16 malting barley cultivars or breeding lines that are commonly grown in North America, including the two-rowed cultivars Crystal, Garnet, Galena, Harrington, and B1202 and the six-rowed cultivars Robust, Stander, Morex, Excel, Lacey, Foster, Drummond, Russell, 88Ab536-B, B2601, and B2978. This method is simple to use and can be accomplished in 12–16 hr, since it bypasses the time-consuming germination and seedling growth steps. PCR results using embryo DNA samples are comparable to those obtained with leaf tissue DNA. The rapid and simple procedure that we have developed can be adapted by industry to maintain cultivar purity and to check the integrity of purchased seed lots.

RESUMEN

El desarrollo de un método rápido, sencillo y exacto para la identificación de las variedades de cebada cervecera es importante para las industrias de fabricación de malta, de cerveza y de comercialización de semillas. Los métodos presentados últimamente que hacen uso del ADN para identificar la cebada, utilizan ADN extraído de las hojas. En este trabajo, hemos aplicado la técnica de la reacción de la polimerasa en cadena junto con la amplificación al azar de fragmentos polimórficos de ADN (PCR-RAPD) empleando un determinado conjunto de cebadores de diez bases de longitud y ADN extraído de embriones maduros embebidos. Hemos podido diferenciar 16 variedades o líneas troncales de cebada cervecera que se cultivan habitualmente en América del Norte, incluyendo las siguientes variedades de dos carreras: Crystal, Garnet, Galena, Harrington y B1202, y de seis carreras: Robust, Stander, Morex, Excel, Lacey, Foster, Drummond, Russell, 88Ab536-B B2601 y B2978. El método es sencillo de utilizar y se puede completar en unas 12 a 16 horas, ya que evita las tediosas etapas de germinación y crecimiento de las semillas. Los resultados de la PCR que se obtienen utilizando muestras de ADN del embrión son comparables con los del ADN de tejido foliar. Este procedimiento rápido y sencillo que hemos desarrollado puede ser adaptado por la industria para mantener la pureza varietal y comprobar la integridad de los lotes de semillas adquiridos.

• PCR-RAPD
• Primer
• Stoffel fragment
• Variety identification

Palabras clave:

• PCR-RAPD
• Cebador
• Fragmento de Stoffel
• Identificación varietal