hrvatski

Procjena genetske raznolikosti i primjene mikrosatelitnih biljega u oplemenjivanju i sjemenarstvu pšenice

Opsežne spoznaje o genetskoj raznolikosti genetskog materijala pšenice vrlo su važne za daljnje uspješno i održivo genetsko unapređivanje kultivara kako unutar pojedinih programa oplemenjivanja, tako i unutar pojedinih država i šire. Analize genetske raznolikosti omogućavaju i bolje razumijevanje utjecaja modernog oplemenjivanja bilja na genetsku raznolikost pojedine biljne kulture kao i učinkovitije korištenje, upravljanje i očuvanje biljnih genetskih resursa. Zahvaljujući visokoj razini polimorfizma i informativnosti kao i relativnoj jednostavnosti primjene, mikrosatelitni biljezi ili jednostavne ponavljajuće sekvence (simple sequence repeats ; SSR) predstavljaju važno oruđe za analize genetske raznolikosti. Mikrosatelitni biljezi su u posljednjih dvadeset godina uspješno primjenjeni u brojnim genetskim studijama na različitim biljnim vrstama. Slijedom navedenog, cilj ovog istraživanja bio je procijeniti: (1) genetsku raznolikost 98 hrvatskih i 24 inozemna kultivara pšenice priznatih i uvedenih u proizvodnju od 1905. do 2008. godine i (2) procijeniti mogućnost primjene mikrosatelitnih biljega u sjemenarstvu i oplemenjivanju pšenice. Ukupno 122 kultivara pšenice analizirano je pomoću 45 mikrosatelita. Unutar skupine od 122 kultivara umnoženo je ukupno 413 polimorfnih alela. Unutar skupine hrvatskih kultivara (n=98) umnožena su ukupno 354 alela, dok su unutar skupine kultivara kreiranih na Poljoprivrednom institute Osijek (n=74) utvrđena 303 alela. Broj alela po lokusu (Na) kretao se od 3 do 20, a prosječno je iznosio 9.18, 7.87 i 6.73 alela unutar skupina s n=122, n=98 i n=74 kultivara. Prosječna vrijednost genske raznolikosti (Gene diversity ; HE) i Informacijskog sadržaja polimorfizma (Polimorfic Information Content ; PIC) iznosila je od HE=0.69 i PIC=0.65 (n=122) do HE=0.63 i PIC=0.58 (n=74). Alelno bogatstvo (Allelic richness ; Nar), kao mjera broja alela po lokusu neovisna o veličini uzorka kretala se od Nar=8.78 unutar skupine od n=122 do Nar=6.73 unutar skupine od n=74 kultivara. Ukupna utvrđena genska raznolikost i Informacijski sadržaj polimorfizma po biljegu varirao je od HE=0.34 i PIC=0.32 (biljeg gwm493) do HE=0.86 i PIC=0.85 (biljeg wmc634). Matrica genetske udaljenosti između parova kultivara utvrđena je temeljem udjela zajedničkih alela (Proportion of Shared Alleles Distance ; DPSAM) iznosile su od 0.02 do 0.96 pri čemu je veća prosječna vrijednost DPSAM utvrđena između svih (0.69), a zatim između hrvatskih (0.66) i kultivara Poljoprivrednog instituta Osijek (0.63). Na osnovi matrice udaljenosti između svih parova kultivara, u svrhu razvrstavnog i grafičkog prikaza genetske raznolikosti između kultivara, provedena je izrada stabla pomoću Neponderirane metode za sparivanje skupina na temelju prosječnih vrijednosti (Unweighted Pair-Group Method Using Arithmetic Averages ; UPGMA). Na izrađenom UPGMA stablu bilo je moguće uspješno razlikovati sve kultivare u analizi. Nije utvrđeno svrstavanje kultivara u skupine prema oplemenjivačkom program ili vremenskom razdoblju priznavanja kultivara. Općenito se može ustvrditi da je na tvorbu skupina i podskupina na stablu UPGMA najviše utjecala genetska osnova kultivara, najčešće na način da većina članova skupine posjeduje u određenoj mjeri zajedničke genetske poveznice. Potvrđen je važan potencijal primjene mikrosatelitnih biljega u provjeri genetske uniformnosti i čistoće unutar i između blisko srodnih kultivara pšenice, koji implementiran zajedno s klasičnim metodama umnažanja sjemena može značajno doprinijeti unapređenju sjemenarstva kao i zaštiti oplemenjivačkih prava. Ukupno, rezultati ovog istraživanja omogućavaju bolji uvid u genetsku raznolikost hrvatskih kultivara pšenice na DNA razini. Procijenjene genetske udaljenosti (DPSAM) između kultivara mogu pomoći u preciznijem odabiru roditelja za križanja i stvaranje novih oplemenjivačkih populacija i s obzirom na očuvanje genetske raznolikosti pšenice. Ovo istraživanje je jedna od pretpostavki uvođenju molekularnim biljezima potpomognutog oplemenjivanja (Molecular Marker Assisted Breeding ; MMAB) u program oplemenjivanja pšenice na Poljoprivrednom institute Osijek kao nadopune klasičnim oplemenjivačkim metodama.

genetska raznolikost; oplemenjivanje; sjemenarstvo; pšenica; mikrosateliti.

nije evidentirano