zastosowanie nowych technologii genotypowania w...
TRANSCRIPT
Zastosowanie nowych technologii
genotypowania w nowoczesnej
hodowli i bankach genów
Jerzy H. Czembor, Bogusław Łapiński,
Aleksandra Pietrusińska, Urszula Piechota
Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin
Państwowy Instytut Badawczy, Radzików
http://ziemianarozdrozu.pl
www.inhabitat.com
http://ogil.photoshelter.com/index
http://oklahomafarmreport.com
Krajowe Centrum
Roślinnych Zasobów Genowych
dla Bezpieczeństwa Żywnościowego Kraju
zachowanie bioróżnorodności wspomaganie hodowli odpornościowej
Markery molekularne, oparte na analizie DNA
jednoznaczna, szybka i wiarygodna identyfikacja genotypu
szybka selekcja materiału hodowlanego MAS
Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych to
bogate zaplecze sprzętowe
wykwalifikowana kadra
Markery molekularne dla hodowli odpornościowej
Co to jest piramida genowa?
Łączenie w jednym genotypie dwóch lub większej liczby genów odporności
Jakie są zalety tworzenia piramid genowych?
• zwiększa zakres odporności na różne rasy tego samego patogena
• zwiększa zakres odporności na różne patogeny i/oraz szkodniki
• warunkuje odporność na ważne z punktu widzenia rolniczego choroby
• dają możliwość uzyskania kompleksowej i trwałej w czasie odporności uprawianych odmian
• minimalizacja stosowania środków ochrony roślin
Tworzenie piramid genowych
(Pm21+Pm37)
(Pm34+Pm37)
(Pm21+Pm34+Pm37)
(Pm21+Lr41)
(Pm2+Pm6+Pm8)
(Lr24+Lr28+Lr9)
(Pm21+Lr55)
(Lr19+Lr24)
• Gen Lr41: Gdm35 (170 pz), Barc124 (250 pz), Gwm210 (182 pz), Gwm296 (135 pz), Gwm261 (160-200pz)
• Gen Lr47: (PCAPSR+PS10L+PS10L2) (280 pz), Gwm60 (180-220 pz)
• Gen Lr55: 172 SSR, 60 DArT
• Gen Pm21: NAU/xibao (902 pz)
• Gen Pm34: Barc177 (130 pz), Barc144 (235 pz)
• Gen Pm36: BJ261635 (240 pz)
• Gen Pm37: Gwm332 (192 pz), Wmc790 (149 pz), STSBE406627 (550 pz), STSBE445653 (750 pz)
Markery molekularne i piramidy genowe
Barc124 – gen Lr41
Linie odporne Linie podatne Linie odporne
Barc261– gen Lr41
Linie odporne Linie podatne
(PCAPSR+PS10L+PS10L2) – gen Lr47
Linie podatne Linie odporne Linie odporne Linie podatne
NAU/xibao – gen Pm21
Wmc790 – gen Pm37
Linie podatne Linie odporne Linie odporne Linie podatne
STSBE406627 – gen Pm37
Wmc790 – gen Pm37
Linie odporne Linie podatne
Gwm210 – gen Lr41
Gwm296 – gen Lr41
Linie odporne Linie podatne
Uzyskane piramidy genowe
(Lr41+Pm21+Pm37)
1. Gen Lr412. Gen Pm213. Gen Pm37
(Pm21+Pm37)
1. Gen Pm212. Gen Pm37
(Pm21+Lr41)
1. Gen Pm212. Gen Lr41
(Pm34+Pm37)
1. Gen Pm342. Gen Pm37
(Pm21+Pm34+Pm37)
1. Gen Pm342. Gen Pm213. Gen Pm37
(Lr41+Pm21+Lr47+Pm37)
1. Gen Lr412. Gen Pm213. Gen Lr474. Gen Pm37
(Lr41+Pm21+Lr47+Pm37+P36)
1. Gen Lr41
2. Gen Pm21
3. Gen Lr47
4. Gen Pm37
5. Gen Pm36
(Lr41+Pm21+Lr47)
1. Gen Lr412. Gen Pm213. Gen Lr47
Poszerzenie puli genetycznej jęczmienia
4000 odmian miejscowych z całego Świata
screening fenotypowy
wybór odpornych linii miejscowych
4 populacje mapujące
poszukiwanie markerów
sprzężonych z cechą
odporności
różnicujący
zestaw
izolatów
Bgh255xManchurian
SSR: 102 BSA
33 polimorfizm rodziców
14 pełna segregacja
DArTseq
Taksonomia molekularna i identyfikacja obiektów z rodzaju Avena
Boczkowska i wsp.
Analiza zróżnicowania genetycznego Avena:
A. sativa A. strigosa A. macrostachya
ISSR
AFLP
morfologia
cechy użyteczne rolniczo
metabolom
FTiR
SSR izoenzymy
SRAP
(Boczkowska i Tarczyk, 2013; Boczkowska i wsp. 2016)
(Boczkowska i wsp. 2014, Boczkowska i wsp. 2015, Boczkowska i Onyśk 2016)
(Boczkowska i wsp., 2016)
Barkoding – klucz do skutecznej identyfikacji gatunków
DNA chloroplastowe:
matK
trnH-psbA
trnL-trnF
psbK-psbI
atpF-atpH
za Boczkowska, 2016
Sekwencjonowanie Nowej Generacji
w KCRZG
1. przygotowanie
biblioteki
2. amplifikacja na
mikropłytce
3. sekwencjonowanie
przez syntezę
w 3 krokach
analiza
mikrotranskryptomu
identyfikacja nowych
siRNA i microRNA
analizy ich ekspresji
identyfikacja
nowych
markerów SSR
identyfikacja
nawet 100 000 SNP
w obrębie całych
genomów
identyfikacja
patogenów i
symbiontów
metabarkoding
globalna analiza
ekspresji genów
analiza
filogenetyczna
konstruowanie
wysokorozdzielczych
map genetycznych
mapowanie
asocjacyjne
identyfikacja
markerów
sprzężonych z cechą
DNA barcoding
selekcja
genomowa
analiza
zmienności
populacyjnej
sekwencjonowanie
genomowego DNA
(w tym gatunków o
nieznanej sekwencji
genomu)
Badania prowadzone są w ramach 4 tematów realizowanych w 2 programach finansowanych przez
Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi na lata 2015-2020:
„Tworzenie naukowych podstaw postępu biologicznego i ochrona roślinnych zasobów genowych źródłem
innowacji i wsparcia zrównoważonego rolnictwa oraz bezpieczeństwa żywnościowego kraju”
„Badania podstawowe na rzecz postępu biologicznego w produkcji roślinnej”
Zapraszamy do kontaktu