Comparative genetic mapping of allotetraploid cotton and its diploid progenitors

sion is involved. It may be that the inferred homoeology

between pAR219 on Chr. A6 and pAR219b on Chr. 4A is

incorrect. Finally the relative placements of pAR138a on

Chr. 4A and pAR138b on LG D07 requires the assumption

of a post-translocation inversion.

Cytogenetic studies predict that the allotetraploid A

t

ge-

nome will differ from the genomes of G. herbaceum and

G. arboreum by a second A

t

-specific reciprocal translocation

confounded by a third translocation specific to the A diploid

genome involving the allotetraploid A

t

genome chromosomes

© 1999 NRC Canada

Brubaker et al.

187

Fig. 1. HA1. Probes A1311 and A1437 reveal loci on LG D01 that are inverted relative to their orthologs on D1. The position of

A1311 on D1 is ambiguous and it can be located between A1437 and pAR293 (LOD = –0.38). This would place it beside A1437, as it

is on LG D01 and make D1 and A4 colinear. As a result, however, the position of A1437, A1311, pAR168, and pAR173 on D1 and A4

is altered relative to LG D01. This suggests an inversion centered around pAR173, which is duplicated in LG D01 and D1, and

pAR168, which is duplicated in D1.

---

1, 2, and 3 (Menzel and Brown 1954; Brown 1980). Thus, it

was not surprising that the compound A genome LG A5 has

homologies to three A

t

LGs, two D genome LGs, and two D

t

LGs (Fig. 8). Reinisch et al. (1994) assigned A

t

LGs Chr.

1A and Chr. 2A to A

t

chromosomes 1 and 2 (Brown 1980),

which is fully consistent with this interpretation (see Menzel

© 1999 NRC Canada

188

Genome Vol. 42, 1999

Fig. 2. HA2. The order of G1037 and pAR101 on Chr. 22D is inverted relative to D8.

---

and Brown’s (1954) Fig. 1). If one accepts this interpretation

of the split affinities of A5, a second A

t

-specific trans-

location becomes apparent, this one involving regions of

chromosomes marked by LGs Chr. 2A and LG A06. As was

the case with Chr. 4A and Chr. 5A in HA7, both of these

LGs show split, non-overlapping homologies to two sets of

otherwise unrelated assemblages of D, D

t

, and A LGs. If

these inferences are correct, A

t

LG A06 corresponds to the

allotetraploid A

t

genome chromosome 3 (Menzel and Brown

1954; Brown 1980).

The only contradictory evidence for the interpretation just

given involves loci revealed by probes pAR250 and A1536.

The former locus maps to LGs in HA8A (A8 and D5) and

HA8B (Chr. 17D), whereas A1536 maps to LGs in HA8B

(Chr. 17D) and HA8C (Chr. 1A). Probe A1536 also reveals

a locus that maps to A5, but that is not by itself contradic-

tory. In light of the unambiguous homology relationships for

a large number of loci, however, this single discrepancy

does not weaken the current interpretation.

Homoeologous associations not accounted by HAs

Of the 659 loci that map to at least one other genome, 235

(36%) were not accounted for by the inferred HAs. In

Figs. 1–11, locus associations with linkage groups outside of

the HA depicted are indicated in brackets next to the

pertinent loci. Many of these inter-HA associations occur in

discrete blocks of loci, providing clues to additional rear-

rangements and past chromosome or chromosome-segment

duplication events. Reinisch et al. (1994) described five ten-

tative “nested” associations between segments of putative

pairs of A

t

and D

t

homoeologues. Two of those are sup-

ported by the present data: A1759 and P6–57 (Chr. 10A/LG

D04 & LG A03/LG D02) and A1751 and P5–61 (Chr.

10A/LG D04 & Chr. 5A). The other three are associated

with the translocations and thus “mimic” nested associa-

tions. Map comparisons among the four genomes studied

here revealed ten “nested” duplications, as follows.

HA1 versus HA2

In HA1, A1826 and A1625 map to the upper end of D1;

A1826 maps to A15, which is associated with the upper end

of A4 to which the other locus, A1625, maps. A1826 and

A1625 also, however, map to the lower end of Chr. 22D in

HA2.

HA1 versus HA5

A number of loci mapped in HA1 have duplicate loci that

map to HA5. Specifically, pAR21 and pAR24 map to D1;

© 1999 NRC Canada

Brubaker et al.

189

HA

Linkage groups involved

Loci

HA1

LG D01

vs.

D1 & A4

A1437

A1311

pAR168

pAR173

HA2

Chr. 22D

vs.

D8

G1037

pAR101

HA3

D6

vs.

A12

pAR288

A1737

A1124

pAR127

Chr. 23D

vs.

D6

A1606

pAR8

HA4

A16

vs.

D4 & LG D03

A1168

pAR309

A1590

pAR118

HA5

D7

vs.

A13

pAR21

pAR319

HA6

D13

vs.

A10

A1591

G1016

G1125

A1720

G1130

G1174

pAR49

pAR8

HA7A

Chr. 20D

vs.

D9

pAR169

pAR65

D9

vs.

A6

A1808

A1650

pAR278

Table 1. Summary of putative rearrangements among the A and

D diploid genomes and the A and D allotetraploid genomes,

organized by homoeologous assemblages (HAs). Loci in boldface

are duplicated in one or more of the LGs.

HA

Linkage groups involved

Loci

HA7B

D12

vs.

A14

G1033

A1172

A1159

pAR206

HA8A

LG A06

vs.

D5

G1164

A1418

PXP2–60

HA8B

LG A06

vs.

D3 & Chr. 17D

pAR185

pAR149

pAR172

HA8C

D2

vs.

Chr. 15D

A1553

A1225

pAR11

P1–3

pAR88

A1720

Chr. 1A

vs.

D2

A1097

A1794

pAR77

HA10

LG D04

vs.

Chr. 10A

pVNC163

A1695

D11

vs.

A9

G1257

A1286

D11

vs.

Chr. 10A

pAR55

A1695

A9

vs.

Chr. 10A

A1183

G1088

D11

vs.

Chr. 10A

A1158

A1751

Table 1 (concluded).

---