hrvatski

Identifikacija genotipa i mapiranje lokusa za kvantitativna svojstva kod kukuruza primjenom molekularnih markera

U radu je proučavana mogućnost korištenja raznih molekularnih markera za procjenu genetske sličnosti genotipova kukuruza, kao i mogućnost mapiranja lokusa kvantitativnih svojstava (QTL) u germplazmi domaćeg porijekla. Proučavana su tri različita sistema molekularnih markera, polimorfizam fragmenata DNA nakon djelovanja restrikcijskog enzima (RFLP), polimorfizam uslijed slučajne amplifikacije DNA (RAPD), i polimorfizam u broju jednostavnih ponavljajućih segmenata, tzv. mikrosatelitske DNA (SSR), s ciljem (1) procjene genetskih veza među inbred linijama kukuruza ; (2) procjene tehnike koja ima najveću preciznost i koja je najefikasnija ; i (3) ustanovljenja najpodesnije metode za oplemenjivačke svrhe, kao i za potrebe identifikacije i zaštite genotipa. Genomska DNA 37 javnih inbred linija kukuruza, poznatog porijekla, analizirane su s 53 kombinacije RFLP klon-enzima, 25 RAPD primera i 27 SSR pari primera. Očitani podaci korišteni su za računanje indeksa genetske sličnosti (GS) za sve moguće parove linija (666), kao i za računanje parametara koji ukazuju na informativnost pojedinih metoda, kao što su prosječni broj alela po lokusu, očekivana heterozigotnost, i indeks informativnosti. Naknadno, GS vrijednosti su korištene za cluster analizu primjenjujući UPGMA algoritam grupiranja. Također, za sve inbred linije koje su imale poznate zajedničke pretke izračunani su koeficijenti srodstva. SSR je imao najveći prosječni broj alela po lokusu i najveću očekivanu heterozigotnost, dok je RAPD pokazao najveću vrijednost indeksa informativnosti. Najčvršću povezanost s pedigreom pokazala je RFLP metoda. GS vrijednosti na bazi RFLP i SSR dali su pouzdanije dendrograme, nego GS vrijednosti na bazi RAPD podataka. Dendrogram na bazi RAPD podataka, nije dobro odražavao izračunane GS vrijednosti, uslijed slabe kofenetske korelacije. U usporedbi s pedigre podacima sva tri sistema molekularnih markera bili su efikasni u otkrivanju genetskih veza među srodnim inbred linijama kukuruza. Međutim, kada su analizirane nesrodne linije, odstupanja među tehnikama bila su značajna. Neophodna su daljnja istraživanja kako bi se procijenio kritični nivo broja markera za pouzdanu procjenu genetske sličnosti. SSR markeri čine se najpodesnijim za primjenu u oplemenjivanju i zaštiti kultivara. Glavni ciljevi istraživanja glede mapiranja lokusa za kvantitativna svojstva (QTL) u domaćoj germplazmi kukuruza bili su (1) otkriti QTL-e za prinos zrna, visinu biljke, visinu do klipa, broj dana do polinacije, i broj redova na klipu, i (2) utvrditi vezu između stupnja heterozigotnosti marker alela i nivoa prinosa. Također, cilj je bio (3) istražiti da li se QTL-i otkriveni u nekoliko prethodnih istraživanja koja su koristila elitnu germplazmu kukuruza, pojavljuju i u genomu egzotične germplazme, i (4) ispitati pretpostavku da će u dvije polu-srodne (half-sib) populacije sličnog porijekla, u većini slučajeva biti otkriveni zajednički QTL-i (pomoću istih marker lokusa). Linije selekcionirane iz hrvatskih slobodno-oplodnih sorata korištene su za razvoj dvije polu-srodne populacije za navedeno istraživanje. U svakoj populaciji, 169 F3 potomstva ispitivana su u poljskom pokusu na dvije lokacije. Najprinosnija i najmanje prinosna F3 potomstva unutar svake populacije korištena su za otkrivanje QTL-a. U tu svrhu korišteni su izoenzimi, RFLP, i SSR molekularni markeri. Ocjenjivanje povezanosti markera s kvantitativnim svojstvom provođeno je pomoću jednostruke ANOVA i pomoću intervalnog mapiranja. Populacija F3 potomstava označena kao P1 imala je niži prosječni prinos, ali je imala više polimorfnih lokusa i otkrila je više QTL-a nego populacija P2. U obje populacije, QTL-i za prinos otkriveni su na kromosomima 1, 6 i 10 ; za visinu biljke na kromosomima 1, 3, 5 i 6 ; za visinu do klipa na kromosomima 3, 5, 6 i 10 ; za broj dana do polinacije na kromosomima 1, 3, 6, 8 i 9 ; i za broj redova na klipu na kromosomima 1, 2, 3 i 6, i to samo u P1. Vrlo se malo QTL-a mapiranih u ovim populacijama poklapalo s pozicijama QTL-a nađenih u drugim istraživanjima na elitnoj germplazmi. Analizirane populacije nisu imale niti jednog zajedničkog QTL-a. Prinosnije subpopulacije pokazivale su veći stupanj heterozigotnosti u odnosu na niskoprinosne.

kukuruz (Zea mays L.); molekularni markeri; izoenzimi; RFLP; RAPD; SSR; genetska sličnost; grupna analiza; mapiranje QTL-a.

nije evidentirano