meszarosk@mail. · pdf fileoligo pool assays (opa) –1,536 snp tesztelhet...

2011. október 13.

Mészáros Klára

Genetikai térképezés, gén azonosítás

Mészáros Klára, Karsai Ildikó [email protected]

Növénynemesítés feladatai Termésbiztonság növelése, nagy szezonális szélsőségek

csökkentése

Biotikus és abiotikus stresszrezisztencia növelése

Funkcionális élelmiszer alapanyag előállítására alkalmas növényfajta

Bioenergetikai célra alkalmas növények nemesítése

Vízhasznosítás (WUE) és nitrogén hasznosítás (NUE) javítása

Technológiai rendszerekre adaptált és/vagy nemesített fajták

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.

Mészáros Klára

„Hasznos” gének

növénytermesztés hatékonyságának növelése

speciális termesztési rendszerek biztosítása (herbicid tolerancia)

abiotikus, biotikus stressz tolerancia fokozása

környezeti adaptáció módosítása

végtermék, mint élelmiszer alapanyag minőségi paramétereinek módosítása

szerves vegyületek termeltetése (gyógyszer alapanyag, oltóanyag)

sejt fermentorokban

szántóföldi növénytermesztésben

2011. október 13.

Mészáros Klára

tulajdonságok fenotípusos megnyilvánulásában meghatározó szerepetjátszó genetikai komponensek, szabályozó mechanizmusok,biokémiai folyamatok megértése

diagnosztikai markerek, módszerek kidolgozása

természetes variabilitás tesztelése vad és termesztett fajtákon belül,valamint a rokon fajok csoportjában

hasznos gének, gén allélek beépítése a nemesítési alapanyagokba

marker szelekcióval egybekötött hagyományos keresztezéseksorán

gén transzformációs technikák alkalmazásával

Gén azonosítás

Minőségi és mennyiségi tulajdonságok

Azok a tulajdonságokat amelyekmértékegységgel nem, vagy csak nehezenmérhetők, kialakulásuk kevéssé függ a környezethatásától, minőségi tulajdonságoknak nevezzük.Kialakulásukat egy vagy néhány gén határozzameg.

A mértékegységgel mérhető tulajdonságok,amelyek kialakulásában a környezet hatásaszerepet játszik: mennyiségi tulajdonságok.(kialakulásuk általában sok gén kölcsönhatásánakeredménye)

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.

Mészáros Klára

tulajdonságok fenotípusos megnyilvánulásában meghatározó szerepetjátszó genetikai komponensek, szabályozó mechanizmusok,biokémiai folyamatok megértése

diagnosztikai markerek, módszerek kidolgozása

természetes variabilitás tesztelése vad és termesztett fajtákon belül,valamint a rokon fajok csoportjában

hasznos gének, gén allélek beépítése a nemesítési alapanyagokba

marker szelekcióval egybekötött hagyományos keresztezéseksorán

gén transzformációs technikák alkalmazásával

Gén azonosítás

2011. október 13.

Mészáros Klára

marker kapcsoltsági térképek és pozicionális klónozás

Két szülős térképező populációk

Széles genetikai bázist képviselő fajtakör

jelölt gén megközelítés

Genom pozíció függő stratégiák

Összehasonlító genomikai stratégiák

mesterséges genetikai variáció (indukált mutációs populációk)

génfunkció és fenotípus közti kapcsolat

Gén expressziós mintázatok elemzése

Gén azonosítás főbb módszerei

2011. október 13.

Mészáros Klára

Marker kapcsoltsági térképek

Térképező populáció

Molekuláris marker technikák

Számítógépes térképező programok

Térképező populáció• Két homozigóta szülő keresztezéséből

származó utódok a térképező populáció,amelynek minden egyedéről meghatározható,hogy a szülőktől milyen kombinációt örököltkét vizsgált allélpárra, P vagy R típust. Ennekismeretében a rekombináció gyakoriságameghatározható akár közvetlenül (r=R/P+R),akár LOD számítással. Ezt az r(rekombinaciós gyakoriság) értéket genetikaitérképezésre használhatjuk.

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.

Mészáros Klára

Térképező populáció Keresztezési partnerek kiválasztása: távoli vagy speciális

Populáció típusa: hasadó F2 populáció

homozigóta populációk (DH, RIL, SSD)

egyéb speciális populációk (NIL, egy kromoszómára rekombináns stb.)

Populáció mérete


DNS izolálásmarkeres vizsgálatok

Genom szintű különbségek

Öntermékenyülő növények térképezési populációinak főbb típusai

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.

Mészáros Klára2011. október 13. Mészáros Klára

Genetikai markerek

A genetikai markerek az vizsgált szervezetek közötti genetikai különbségeket teszik láthatóvá.

Morfológiai marker Számuk korlátozott megnyilvánulásuk

Biokémiai markerek környezeti hatástól és fejlődési állapottól függő

Molekuláris markerek Nukleotid azaz DNS szintű variabilitás vizsgálatára alkalmasak. Számuk

korlátlan, megnyilvánulásuk nem függ a környezeti hatásoktól. Az ideális DNS markerre jellemző a nagyfokú polimorfizmus

koddomináns öröklődés

Gyakori előfordulás

Könnyű hozzáférhetőség

Reprodukálhatóság


Genom

Kódoló Nem kódoló

Morfológiai marker Biokémiai marker Molekuláris marker

2011. október 13.

Mészáros Klára

Oregon Wolf BarleyMorfológiai markerek

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.


Genetikai markerek




Molekuláris markerek Nukleotid azaz DNS szintű variabilitás vizsgálatára alkalmasak. Számuk

korlátlan, megnyilvánulásuk nem függ a környezeti hatásoktól. Az ideális DNS markerre jellemző a nagyfokú polimorfizmus






Genom



2011. október 13.

Mészáros Klára

Biokémiai markerek

Izoenzimek: Az emzimek allél tíusait különbözteti meg

Elektroforézis vagy speciális festés segítségével tehetők láthatóvá

2011. október 13.


Genetikai markerek




Molekuláris markerekNukleotid azaz DNS szintű variabilitás vizsgálatára alkalmasak. Számuk korlátlan, megnyilvánulásuk nem függ a környezeti hatásoktól. Az ideális DNS markerre jellemző a nagyfokú polimorfizmus






Genom



Monomorf és polimorf markerek

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.

Mészáros Klára


Hibridizáción alapuló

RFLP

PCR alapú markerek

ismeretlen kromoszómális elhelyezkedésű: RAPD, AFLP

ismert kromoszómális elhelyezkedésű: SSR, STS

funkcionális markerek: EST, SNP, Tillling

HTP marker technikák (DArT)

Szekvencia alapú

Új generációs szekvenálás (Illumina platform)


2011. október 13.


RFLP (Restriction Fragment Lenght Polimorphism)

A DNS molekula restrikciós endonukleázzal történőemésztésén és Southern-hibridizáción alapuló módszer. Ahasító helyeken történt pont mutáció (SNP) vagy inszercióés deléció (INDEL) okozta különbségek mutathatók ki.

Restrikciós endonukleázok:– bakteriális eredetű enzimek– 4-10 nukleotid hosszúságú palindróma szekcvenciát

ismernek fel– nagyon specifikusak az adott DNS-szekvenciára; (ha akár

csak egy bázisnyi különbség van a hasítási helyen, már nemtörténik meg a hasítás)

– a hasítással ragadós (EcoRI) vagy tompa (SmaI; HaeIII)vég jön létre


2011. október 13.

Mészáros Klára

• RFLPLépések:

• a vad típusú és az ismeretlen DNS hasítása restrikciós endonukleázokkal (ha a mutáció a restrikciós hasítóhelyen volt, akkor ott az enzim nem képes hasítani)

• a mintát gélre vinni, elektromos erőtérben megfuttatni• denaturálás lúggal• blottolás membránra• hibridizáció – általában radioaktív próbával• Autoradiográfia

Előnye: Nem szükséges a templát DNS szekvenciájának ismereteA heterozigóták megkülönböztetését biztosító kodomináns módszerMegbízható, jól ismételhető

Hátránya: Egyes fajokban a restrikciós hasítóhelyek megfelelő szintű polimorfizmusának hiánya

Nagy mennyiségű DNS-t igényelSouthern hibridizációhoz jelölt próba szükségesHosszadalmas és költséges

2011. október 13.

Mészáros Klára


RFLP

PCR alapú markerek

ismeretlen kromoszómális elhelyezkedésű: RAPD, AFLP

ismert kromoszómális elhelyezkedésű: SSR, STS

funkcionális markerek: EST, SNP, Tillling

HTP marker technikák (DArT)

Új generációs szekvenálás (Illumina platform)


2011. október 13.

Mészáros Klára

PCR (polymerase chain reaction)Akár 1 sejtből származó, egyetlen nukleinsav molekula megsokszorozására enzimatikus úton,élő szervezet (baktérium, élesztő) igénybevétele nélkül

……..95C………

……………………

….

DNS szálak

kitekerednek

…..denaturáció…

……..

Hűtés primerek

olvadáspontja alá

1-2 fokkal

Primerek

bekötődése

hibridizáció

72 C

DNS polimeráz a

primerektől építi a

DNS láncot

polimerizáció

DNS

Nukleotidok

Primerek

DNS polimeráz

puffer

2011. október 13.

Mészáros Klára

PCR (polymerase chain reaction)

Agaróz gélelektroforézis

EtBr festés

Horizontális gél elektroforézis

PCR készülék

2011. október 13.



PCR alapú markerek

Előnye: Gyors, kis mennyiségú DNS-t igényel, nem kell jelölt próbát alkalmazni

Hátránya: Megbizhatósága függ az alkalmazott markertípustól

ismeretlen kromoszómális elhelyezkedésű: RAPD (Randomly Amplyfied Polymorphic DNA),

Nagyfokú polimorfizmus

Reprodukálhatósága függ a kisérleti körülményektől

A termék szekvenálása után specifikus primer tervezhető (SCAR) Kodominánsá tehető

CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Secuence)

A random amplifikáció során kapott monomorf mintázat (azonos méret, de különböző szekvencia) restrikciós hasitással polimorffá tehető. Kodomináns

AFLP (Amplified Fragment Lenght Polimorphism)

A genomi DNS restrikciós emésztésén és a fragmantumok szelektív PCR amplifikációján alapul. Sok fragmentumot eredményez, domináns markereket eredményez, lokusz-specifikus markerek fejlesztése nemhéz.


2011. október 13.

Mészáros Klára


ismert kromoszómális elhelyezkedésű:SSR (Simple Sequence Repeat)

Fajtól függően a genom 10-90% monoton ismétlődő nukleotid motívumokat tartalmaz (AC, AG, CG, TA, AG/TC, AC/TG)A határszekvenciákra tervezett primerekkel hossz polimorfizmus mutatható ki.Jól használható genotipizálásra, ujjlenyomat meghatározásra.

STS (Sequence-Tagged-Site) Egyedi szekvenciájú rövid DNS szakaszKromoszómális elhelyezkedése ismert Igen gyors és megbízható eszközzé vált a genetikai vizsgálatokban, mely térképezésre és markerszerlekcióra egyaránt használható


2011. október 13.

Mészáros Klára

DNS markerek, mint ujjlenyomatok

„A” szülő

„B” szülő

„A” x „B” keresztezés utódpopulációjának

növényegyedei (N1………)

N1 N2 N5 N10 N15

Mar

kere

k (M

1……

…) M1

M2

M3

2011. október 13.

Mészáros Klára

Molekuláris marker technikák funkcionális markerek: EST (Expressed sequence Tagg)

cDNS-ek részeiRNS izolálás > cDNS klónozás > szekvenálás > EST adatbázis > primer tervezésÖsszehasonlító térképezés

SNP (Single nucleotide polymorphysms)DNS szekvencia variáció, mely akkor jön létre, ha egy nukleotid a genomban megváltozik (pl.: AAGCCTA AAGCTTA ) –

tulajdonképpen pontmutációcsak akkor tekinthetjük a variációt SNP-nek, ha a populáció legalább 1%-ában megjelenikAllélvariációk kimutatásaSzekvencia ismeret szükséges

Tillling (Targeting Induced Local Lesions IN Genomes)Mutáns populáció előállításHTTP mutáns azonosítás


2011. október 13.

Mészáros Klára

eSNP detektálás

• Árpában több, mint 420,000 EST áll rendelkezésre 8 különböző genotípusból

• EST jelentős többségében kimutatható SNP a fajták között

• 10,985 eSNP azonosítottak 3,334 génben

• Elsődleges szempont, az eredmények egységesíthetősége az ÁRPA1 Gén-Chip (kapcsolat a gén expressziós mintázatokkal), valamint a BAC-könyvtár alapú fizikai térkép információkkal

2011. október 13.

Mészáros Klára


HTP marker technikákSpeciális műszerezettséget igényelMultiplex modszerekRövid idő alatt több száz vagy ezer markerSzolgáltatás jellegűek

DArT (Diversity Arrays Technology) hybridizáción alapuló marker technológiaNem igényel szekvencia információkat

Nagy mennyiségű adat létrehozása

Új generációs szekvenálásIllumina platform,


2011. október 13.

Mészáros Klára

http://www.illumina.com

Az „Illumina Bead Array” az SNP genotipizálás nagyhatékonyságú rendszere

http://www.illumina.com

Bead Array leolvasó(SNP-re)

Typical Data in GenCall Display

Oligo pool assays (OPA) – 1,536 SNPtesztelhető párhuzamosan

2011. október 13.

Mészáros Klára

A növénynemesítésben és a genetikában az egyik alapvető cél,hogy a tulajdonságokat meghatározó gének kromoszómálislokalizációját, és egymáshoz viszonyított sorrendjüket megtudjuk határozni.

A géntérképezés során a gének egymástól való távolságát, agenomban való viszonylagos elhelyezkedésüket határozzuk meganélkül, hogy valóban megszekvenálnánk a DNS-t. Amint készenáll a térkép, képesek vagyunk egy ismert gén vagy marker(ismert DNS szekvencia) alapján megmondani egy másik génhelyét a genomban.

Ezt oly módon érik el, hogy az együtt öröklődő tulajdonságok(koszegregáció) gyakoriságát figyelik, tehát a Mendelifüggetlen öröklődéstől való eltérést, és ebből következtetnek amegfelelő gének egymástól való távolságára a kromoszómán.


Rekombináció

molekuláris rekombináció: DNS törése és újraegyesülése (nem feltétlenül homológ szakaszoké)

genetikai rekombináció: új (nem-szülői)allélkombinációk létrejötte, mely a meiózisprofázisában történő nem testvér kromatidák közöttimolekuláris rekombináció eredménye (crossing over)

2011. október 13.

Mészáros Klára

Két tulajdonság együttes öröklődésmenete

P1 AABB x aabb

F1 AaBb (AB|ab –haplotípus: kapcsolt allélek sora) nem rekombináns nem rekombináns

rekombináns

F1 gamétái: AB Ab aB ab

ha A és B független 25 25 25 25

ha A és B kapcsolt 35 15 15 35

ha szorosan kapcsoltak 48 2 2 48

ha teljesen kapcsoltak 50 0 0 50

2011. október 13.

Mészáros Klára

Testcross rekombináció gyakorisága

A testcross megmutatja az F1 szülőben keletkező 4-féle gaméta arányait, mert a tester szülő mindig ab-t ad.

F1 x tester:AaBbx aabb

utódok:AaBb Aabb aaBb aabb(4 kül fenotípus)

2011. október 13.

Mészáros Klára

Rekombináció gyakorisága közeli és távoli gének esetén

2011. október 13.

Mészáros Klára

Rekombináció gyakorisága

r: recombination fraction, = rekombináns gaméták száma/ összes gaméta

Morgan és Sturtevant definíciójában a rekombináns utódok gyakorisága egyszerűen megadja a távolságot.

d: genetikai távolság M-ben (Morgan, használatosabb a cM egység rek. gyak. x 100 = távolság cM-ben)

2011. október 13.

Mészáros Klára

Rövid távolságokra d = r r = rekombináns utódok gyakorisága

d = távolság

A gének közötti, rekombinációs gyakoriságfelhasználásával számolt, távolságottérképtávolságnak hívjuk, és centimorganban(cM) fejezzük ki. Egy cM az a távolság, ahol agaméták 1%-a rekombináns.

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.

Mészáros Klára

Használatos függvények

Morgan d = r (r ≤ 0,5)

Haldane-függvény C=1 (tfh. nincs interferencia)

d = -½ ln(1-2r)

r = ½ (1-e-2d)

Kosambi-függvény C=2r (ha r=0,5 => nincs interferencia, ha r=0 => teljes interferencia)

d = ¼ ln[(1+2r)/(1-2r)]

r= ½ e4d-1/e4d+1

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.

Mészáros Klára

Számítógépes térképező programok

marker térkép készítés (MAPMAKER, GMENDEL, JOINMAP)

A LOD - dal kapott r (rekombinációs) gyakoriságokat (megfelelőlötyögéssel) a térképező programok a legvalószínűbbgéntérképekké rakják össze. ( Azaz az r értékekből levezetett dértékeket (Haldane függvény) a kétfaktoros térképezési logika(additivitások) alapján rendezik.

QTL elemző programok (MAPMAKER, WINQTL, JOINMAP) Egyszerű intervallum térképezés (SIM)

Összetett intervallum térképezés (CIM)

QTL x környezet kölcsönhatás elemzés

Fenotípusos vizsgálatok ismételhetőség, pontosság

Fenomika


2011. október 13.

Mészáros Klára

Marker kapcsoltsági térkép elkészítése

8> make chromosome chrom2h chrom4h chrom5h

chromosomes defined: chrom2h chrom4h chrom5h

9> seq hvm36 bmag125

sequence #1= hvm36 bmag125

10> anchor chrom2h

HvM36 - anchor locus on chrom2h

Bmag125 - anchor locus on chrom2h

chromosome chrom2h anchor(s): HvM36 Bmag125

QTL elemzés marker kapcsoltsági térkép alkalmazásával

2011. október 13.

Mészáros Klára






10> anchor chrom2h




16> assign

HvM36 - anchor locus on chrom2h...cannot re-assign

Bmag125 - anchor locus on chrom2h...cannot re-assign

Bmac30 - anchor locus on chrom4h...cannot re-assign



ABG702 - anchor locus on chrom5h...cannot re-assign

ABG8 - assigned to chrom2h at LOD 20.1

ABC311 - assigned to chrom2h at LOD 24.4

OPH121 - assigned to chrom2h at LOD 28.6

OPB162 - assigned to chrom2h at LOD 23.8





2011. október 13.

Mészáros Klára






10> anchor chrom2h




16> assign














18> three point

Linkage Groups at min LOD 3.00, max Distance 37.2

Triplet criteria: LOD 3.00, Max-Dist 37.2, #Linkages 2

'triple error detection' is on.

counting...246 linked triplets in 2 linkage groups

log-likelihood differences

count markers a-b-c b-a-c a-c-b

1: ABG8 ABC311 OPH121 0.00 -0.20 0.00

2: ABG8 ABC311 HvM36 0.00 -0.20 -0.61

3: ABG8 ABC311 OPB162 0.00 -0.19 -1.92

4: ABG8 ABC311 ABG318 0.00 -0.18 -2.95

5: ABG8 ABC311 ABG358 0.00 -0.09 -19.21

6: ABG8 ABC311 ABG459 0.00 -0.08 -19.77

7: ABG8 ABC311 Bmc222a 0.00 -0.09 -18.78

8: ABG8 ABC311 OPP102b 0.00 0.00 -5.44

9: ABG8 ABC311 OPA192 -0.16 0.00 -6.41

10: ABG8 ABC311 OPQ10 -0.11 0.00 -16.98


2011. október 13.

Mészáros Klára






10> anchor chrom2h




16> assign














18> three point







1: ABG8 ABC311 OPH121 0.00 -0.20 0.00

2: ABG8 ABC311 HvM36 0.00 -0.20 -0.61

3: ABG8 ABC311 OPB162 0.00 -0.19 -1.92

4: ABG8 ABC311 ABG318 0.00 -0.18 -2.95

5: ABG8 ABC311 ABG358 0.00 -0.09 -19.21

6: ABG8 ABC311 ABG459 0.00 -0.08 -19.77

7: ABG8 ABC311 Bmc222a 0.00 -0.09 -18.78

8: ABG8 ABC311 OPP102b 0.00 0.00 -5.44

9: ABG8 ABC311 OPA192 -0.16 0.00 -6.41

10: ABG8 ABC311 OPQ10 -0.11 0.00 -16.98

Placing at log-likelihood threshold 3.00...

Start: 9 5 1 11 12

Npt-2: 9 5 1 (10) 11 12

No unique placements for 6 remaining markers

Map:

Markers Distance

9 Bmc222a 21.5 cM

5 OPB162 8.2 cM

1 ABG8 10.6 cM

10 OPP102b 6.3 cM

11 OPA192 10.6 cM

12 OPQ10 ----------

57.1 cM 6 markers log-likelihood= -98.26

Markers placed relative to above map:

9 5 1 10 11 12

:-21-:--8-:-11-:--6-:-11-:

8 2 .*.:.**.:....:....:....:....:...

7 2 .*.:.**.:....:....:....:....:...

6 2 ...:.**.:..*.:....:....:....:...

4 2 ...:..*.:.**.:....:....:....:...

3 2 ...:....:.**.:..*.:....:....:...

2 2 ...:....:.**.:..*.:....:....:...

------------------------------------------------------------------


Start: 9 5 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 (2) 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 (4) 2 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 4 (3) 2 1 10 11 12


2011. október 13.

Mészáros Klára






10> anchor chrom2h




16> assign














18> three point







1: ABG8 ABC311 OPH121 0.00 -0.20 0.00

2: ABG8 ABC311 HvM36 0.00 -0.20 -0.61

3: ABG8 ABC311 OPB162 0.00 -0.19 -1.92

4: ABG8 ABC311 ABG318 0.00 -0.18 -2.95

5: ABG8 ABC311 ABG358 0.00 -0.09 -19.21

6: ABG8 ABC311 ABG459 0.00 -0.08 -19.77

7: ABG8 ABC311 Bmc222a 0.00 -0.09 -18.78

8: ABG8 ABC311 OPP102b 0.00 0.00 -5.44

9: ABG8 ABC311 OPA192 -0.16 0.00 -6.41

10: ABG8 ABC311 OPQ10 -0.11 0.00 -16.98


Start: 9 5 1 11 12

Npt-2: 9 5 1 (10) 11 12

No unique placements for 6 remaining markers

Map:

Markers Distance

9 Bmc222a 21.5 cM

5 OPB162 8.2 cM

1 ABG8 10.6 cM

10 OPP102b 6.3 cM

11 OPA192 10.6 cM

12 OPQ10 ----------

57.1 cM 6 markers log-likelihood= -98.26

Markers placed relative to above map:

9 5 1 10 11 12

:-21-:--8-:-11-:--6-:-11-:

8 2 .*.:.**.:....:....:....:....:...

7 2 .*.:.**.:....:....:....:....:...

6 2 ...:.**.:..*.:....:....:....:...

4 2 ...:..*.:.**.:....:....:....:...

3 2 ...:....:.**.:..*.:....:....:...

2 2 ...:....:.**.:..*.:....:....:...

------------------------------------------------------------------


Start: 9 5 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 (2) 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 (4) 2 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 4 (3) 2 1 10 11 12

chrom2h framework:

Markers Distance

7 ABG358 20.6 cM

5 OPB162 2.4 cM

4 HvM36 3.1 cM

3 OPH121 0.0 cM

2 ABC311 2.1 cM

1 ABG8 10.6 cM

10 OPP102b 6.3 cM

11 OPA192 10.6 cM

12 OPQ10 ----------

55.6 cM 9 markers

log-likelihood= -101.39


2011. október 13.

Mészáros Klára

DK1DK2DK3DK4DK7DK8DK9DK10DK11DK12DK13DK14DK15DK16DK17DK18DK19DK20DK21DK22DK24DK25DK26DK27DK28DK29DK30DK31DK32DK35DK36DK37DK38DK39

*mst102 A B A A A B B B A A B B A B B B A B B B A B B A B B A A B A A B A B

*Bmac144d A B A A A B B B A B B A B B B B B B B B A B B A B B A A B A A B A B

TCGA96 A B A A A B B B A B B A B B B A B B B B A B B A B B A A B A A B A B

*MWG938 A B A A B B B B A B B A B B B A B B B B A B B A B B A A B A A B A B

AGAT166/162 A B A A B B B B A B B A B B B A B B B B A B B A B B A A B A A B A B

GCTC58 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B B B B

OPK16 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B B B B

*abc156.1 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B B B B

*BMAC213 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B B B B

GAAT76 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B A B B

*OPE171 A B A A B B B B A B B - B B B A B A B B A B B A B B B A B A B A B B

GAAT414 A B A B B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B B A B A B A B A

*OPO18 A B A B B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B B A B A B A B A

*OPB16-1 A B A B B B B B A A B A B B B A B A A A A B B A B B B A B A B A B A

*Bmag211 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B B A B A B A B A

*OPS16 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

GCGA428 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

*Ebmac560a A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

*OPB41 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

GAAT550 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

AGGT290 A B A B B B B B B A B A B B B B B A A A A B B A B B A A B A B A B A

TCGA119 A B A B B B B B B A B A B B B B B A A A A B B A B B A A B A B A B A

*OPT152 A B A B B B B B B A B A B B B B B A A A A B B A B B A A B A B A B A

GAAT510 A B A B B B B B B A B A B B B B B A A B A B A A A A A B A A B B A A

AGAT51 A B A B A A A B B A B A B B B B B B A B B B A A A A A B A A A B A B

*Bmac144a A B A B A A A A B A B A B B B B B B A B B B A A A A A B A A A B A B

GCGA269/270 A B A B A A A A B A B A B B B B B B A B B B A A A A A B A A A B A B

*ABC152b A B A B A A A A B A B A B B B B B B A B B B A A A A A B A A A B A B

*HvHVA1 A B B B A A A A B A B A B B B B B B A B B B B A A A A B A A A B B B

*BCD265c A B B B A A A A B A B A B B B B B B A B B B B A A A A B A A A B B B

GCGT132 A B B B A A A A B A B A B B B B B B B B B B B A A A A B A A A B B B

*OPP142 A B B B A A A A B A B A B B B B B B B B B B B A A A A B A A A B B A

2011. október 13.

Mészáros Klára

mst1020Bmac144d4TCGA966MWG9388AGAT16611GCTC5815OPK1617abc156.118Bmac21322GAAT7624OPE17128GAAT41430OPO1831OPB16141Bmag21148OPS1650GCGA42853Ebmac560a54OPB04156GAAT55057AGGT29058TCGA11959OPT15261GAAT51086AGAT5199Bmac144a100GCGA269104ABC152b109HvHVA1125BCD265c126GCGT132130OPP142136OPX031163

1H

Bmac222a0ABG4591ABG31818HvM3625ABC31128GAGT49429ABG831GCGA5237GAGA7239TCTC21240GAAT33841OPA19242AGAT34751AGAT24856GAGA57357GAGT6258GCGT25088abg459a101Bmac216102Bmac144b108bcd175b109Bmag125110GAGT670113TCGT280115TCAT572116TCTC631126Bmag003c127GCAT142128OPG07142

2H

OPD070OPS1416OPO07211GATC35514GCGA28816TCAT13217GAGA64219TCTC62622AGTC20150GAAT30855GCAT19159OPI04160AGAT49872OPS20273Bmag384b75TCTC54876GCGT27087OPK11192HvM6099AGAT175102AGAT598103GAAT182104AGGT472106GCGT164108OPH15132ABG4152TCAT477155Bmag13159GCAT104172TCTC216175OPS192179Hvm62186GAGA650189OPH122194Hvm70195GCGT68197TCAT228204GCAT227205GCGA205209TCGA205210ABC174211AGTC335212GAAT147220

3H

HvPhyA0GCAT768TCAT300TCAT77

9

AGAT14216HvPhyB21CAB22Bmac3024AGAT31229Bmag35332Bmag173a33Bmac31039OPJ1540TCAT45241OPU16242AGAT4659ABG36662abg5464AGAT14865GCGT16172GCAT31279AGAT40684HvM6785OPS03186

VRN-H2HvSnf2

92

AGGT65093Hdamyb100

4H

OPT1510GCAT507Bmag136b8GAGA5569Bmag33713GATC56518AGTC12221AGGA57524GAGA22027AGAT4232GAGA5833Bmag11335abc156.537AGAT67638TCTC50240Bmag223mR

41

GATC10647abg459b51OPH12354GCGT40658GCGA43471TCAT33288abc306d90OPK11292TCTC51095ABG70296AGTC50101Bmag381b112gms061114HvPhyC

VRN-H1117

abc155137TCGT372142GCAT406156ABC310161

5H

BMAC3160AGGT2562TCTC3869AGAT65813ABC152c23Bmag50026Bmag21a51GAGA62662GCGT26264Bmag21965OPH08168Bmag00969HvCry1aHvCry2GCGA48

71

AGGA6272OPI04275OPA20378abc306b80abc306c81abc30384AGGT33687Bmag003b89ebmac80690TCTC57693OPT1495GCTC25897GAGA17099AGGT484102TCAT216107GCAT212108AGAT298111wg464aGAGA622

136

GAGA596143TCTC528149TCAT232150GCGT382151

6H

Hvm40Bmac222b9GCAT18811TCAT51612TCTC25013abg46014TCTC62315abc152a16GCGT6925AGTC40028TCAT12330Bmag21c32GCAT29933Ebmac60336TCGT14442TCGA27348

VRN-H350KSuA1a52abc306a59TCGT15360TCGT6462AGGT6465OPE17273Bmac18775TCGT14378Bmag12081OPR15286OPS03287mst101b88Bmag36990AGAT87107AGAT223118GCGT206123OPQ17127TCTC71143OPB031145AGGT86147GCTC158157GAAT418172

7H

B1

B3

B7

B9

B10B12B13

B5B3

B3

B7

B7

B8

B15

B14

B16

B18

B19

B4

B5

B6

B10

B12

B14

B4

B5

B7

B11

B13

B18

B1

B3B4

B8

B10

B12

B3

B6

B5

B9

B12

B10

Dicktoo Kompolti korai marker térkép

(246 lókusz)

Oregon Wolfe Barley Map

Centromere

Morphological marker

ABG7040.0

Bmag000714.2

ABG38033.9

HVCMA44.3Bmac018749.6X1.162.4Bmac047B65.9DAK64268.2MWG80870.1nud81.6

lks294.2

Bmag0120104.0WG380B107.1

Ris44117.3

ABC253132.5

ABG461A142.6WG380A146.9X1.2153.6

HVM5172.0ThA1175.6

1 (7H)

ABG0580.0DAK6058.8ABG00814.8X2.139.2Pox42.4MWG949B55.8Hot160.6EBmac068461.8ABG35666.3X2.268.5Bmag0113E77.9Bmac0144F84.1vrs191.3Bmag012597.0MWG503104.2MWG844E104.9X2.3105.7KFP203106.7MWG882A110.0ABG072124.9EBmac0415137.8cnx1139.5zeo148.9X2.4161.1MWG720164.4X2.5170.2wst172.7X2.6178.8MWG949A180.3

2 (2H)

BCD9070.0

ABC171A26.4X3.131.5

ABG46041.3

alm62.2Bmac020967.9ABC32570.7BCD114574.6Bmac006783.0

Bmag022599.8HVM60106.2

X3.2124.6ABG499125.8X3.3129.3

Pub149.7

MWG883169.4

HVM62183.7

ABC805191.8

ABC172202.0

3 (3H)

MWG6340.0MWG07721.6HVM4024.4CDO54231.2CDO12232.3hvknox337.3Dhn640.9ABC30342.9HVM353.1X4.164.2Bmag035365.2X4.266.2Bmac018669.6ABG47284.6X4.388.2KFP22197.5MWG652B100.0EBmac0701102.7X4.4109.3Hsh119.6HVM67120.6X4.5132.4ABG601134.4

4 (4H)

Rh0.0Act8A8.8kAzmil15.6MWG837B21.2MWG837A24.5Bmac039929.0X5.130.1BCD09836.3X5.248.6Bmag021158.3ABG49459.2X5.368.9ABC16075.4Bmac0144A85.0Bmag0113A88.3MWG706A98.2Blp109.8MWG2028119.2ABC261120.8X5.4127.1WMC1E8130.3MWG912133.8ABG387A137.1

5 (1H)

Bmac03160.0MWG6204.0

MWG652A28.8MWG602B33.0

X6.149.4ABG45854.5X6.262.0HVM3168.7rob70.5Bmag000971.6X6.381.1Bmac0218C88.1ABG38893.8MWG820103.3

X6.4121.6MWG934124.6Tef1132.0X6.5137.2Bmac0040145.5

X6.6165.0

6 (6H)

MWG6180.0ABC4835.5ABG6106.6

ABG39529.0

Bmac0273B38.2Bmac009645.3KFP00249.8

ABC30268.3

srh88.3

Bmag0113D102.0

ABG003B126.8

MWG877149.8X7.1151.9

ABG496163.6

ABG391182.8

ABC622191.4

Bmag0113C201.3

MWG602A210.5

7 (5H)

2011. október 13.

Mészáros Klára

Összehasonlító térképezés rokon fajok között,

fajon belül különböző populációk között

Genom szerveződés makro és mikro kolinearitás

kromoszóma átrendeződések

intergénikus és génklaszter szakaszok azonosítása

Marker kapcsoltsági térképek alkalmazási területei

2011. október 13.

Mészáros Klára

Egyedi térképek – fajra jellemző konszenzus térkép

Stein et al. TAG(2007)114:823

2011. október 13.

Mészáros Klára

A búza kromoszómák BIN térképe

Qi et al. Genetics 2004

2011. október 13.

Mészáros Klára

2BS-1

2BS-3

2BL-6

wPt-1494wPt-3188wPt-3983wPt-4701wPt-4737wPt-4997

wPt-7408wPt-7757wPt-8070

wPt-5249wPt-5556wPt-5597wPt-7348wPt-7610wPt-8072wPt-8294wPt-8460wPt-8720wPt-9402wPt-6144wPt-6053wPt-6627

wPt-1650wPt-8074wPt-0408wPt-0615wPt-1489




wPt-9859wPt-9220 wPt-3459

wPt-7995

wPt-3188

wPt-1549

wPt-5128

P92201D5-2/P91193D1-10 Ajana/WAWHT2074 Cadoux/Reeves EGA Blanco/Millewa

wPt-5195* wPt-0643wPt-6575 wPt-5587wPt-3459 wPt-5934wPt-6627*wPt-4916*wPt-0100*wPt-8235*gwm614b*wPt-8404*wPt-1041*wmc25*gwm319*wPt-3569*wPt-1650*wPt-1068*wPt-7937* wPt-0775*wPt-8294* wPt-0395*wPt-1494* wPt-2249*wPt-2907* wPt-0434*wPt-9131*barc183*wPt-0615*wPt-1127*wPt-5440*wPt-6144*wPt-0079*gwm630*wPt-9350*cfd56*AF112966*wPt-7625*gwm47*wmc477*gwm120*wPt-3109*wPt-9336* wPt-7350*wPt-4701wPt-2266*gwm526c*barc1147*barc92

0.30.7

16.42.9

10.58.0

34.60.7

14.122.40.52.24.13.80.21.41.20.50.30.20.32.63.37.67.34.02.03.12.11.3

12.11.9

10.45.4

11.215.0

2B

gwm614wPt-1663wPt-5567wPt-4527cfd238wmc25abarc318wPt-9423 wPt-9402wPt-1489 wPt-8072wPt-4301 wPt-0462wPt-3561 wPt-6932wPt-3983 wPt-5707wPt-2314wPt-6199wPt-8583wPt-6477 wPt-4125wPt-9644 wPt-7757wPt-0408wPt-0615 wPt-5672wPt-8492barc183b*gwm46barc7barc55†wmc474cfa2278wPt-0335wPt-0709wPt-7750gwm374gwm319 gwm630bgwm271gdm14agwm120agwm191a*wPt-1140*wPt-7200wPt-3132 wPt-0950wPt-7404wPt-5128*gwm120b†wPt-4199gdm61*

14.619.69.64.32.96.25.60.68.90.70.60.70.60.6

21.126.612.22.57.7

12.010.10.60.64.60.66.18.2

11.07.57.22.31.27.6

22.028.320.9

2B

wPt-4527 cfd238wPt-8004 wPt-8326wPt-9423 wPt-9402wPt-1489 wPt-8072wPt-5707wPt-3983 wPt-4997gwm429barc13†wPt-6477wPt-0615wPt-7750wPt-2430*wPt-8569*

9.210.85.02.28.17.60.70.72.9

37.8

1.4

2B

wPt-6575* wPt-5587*wPt-3459* wPt-5934*wPt-6970* wPt-6627*wPt-5195* wPt-0643*wPt-6805*wPt-0100*wPt-8760*wPt-2410*wPt-3565*gwm614*wPt-6223*barc35*barc297a*wPt-2106*wPt-8004* wPt-8326*wmc154wPt-5374wPt-3561wPt-5707wPt-7757 wPt-5672wPt-5556 wPt-4125barc55wPt-6278barc1114cfa2043bgwm120wPt-4199*wPt-2430wPt-8569wPt-0094wPt-7200wPt-3132wPt-8460wPt-5680wPt-5242wPt-0694stm509acagwPt-4701wPt-7004wPt-4210wPt-0047barc1147wPt-2135 wPt-3378barc159wPt-4559

0.93.21.00.40.53.83.40.41.52.36.0

21.79.9

12.510.32.3

12.910.48.25.0

11.23.33.22.41.00.52.40.40.54.17.71.91.8

14.92.12.8

19.11.48.01.4

2B

Chromosome 2B

Marker kapcsoltsági térkép – kromoszóma fizikai térképe

Térképegység (cM) és megabázis (Mb)

1 cM 1Mb

1 Mb = 106bázis

A rekombinációs gyakoriság változó genomon belül is, ezt jellemzi a rekombinációs ráta, amely 1 körül változik.

Vannak rekombinációs hot-spotok, míg máshol, pl. a centroméra környékén szinte nincs rekombináció.

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.

Mészáros Klára

Gének azonosítása, fenotípusos hatásuk vizsgálata

finom térképezés, pozicionális klónozás

modell növény ismert génszekvenciája alapján

Mennyiségi tulajdonságok lókuszainak (QTL) elemzése

lókuszok számának és helyének azonosítása

Adott lókusz szerepének elemzése; QTL dinamika, tulajdonság komponensek vizsgálata

Allél gyakoriságok vizsgálata szélesebb genetikai bázison

Marker szelekció

Marker kapcsoltsági térképek alkalmazási területei

A QTL meghatározás fő módszerei

Sigle-marker analízis: nincs szükség kapcsoltsági térképre

Statisztikai módszerek:

t-teszt

Anova

Lineáris regressió

A determinációs koefficiens (R2) megadja, hogy az adott marker a fenotípusos variancia hány százalékét magyarázza

Hátránya: a marker és a QTL közti rekombináció esetén alulbecsli a kapcsoltságot

Nagy populáció méret csökkenti ezt a hatást

2011. október 13.

Mészáros Klára

A QTL meghatározás fő módszerei

Sigle-marker analízis: nincs szükség kapcsoltsági térképre

Statisztikai módszerek:

t-teszt

Anova

Lineáris regressió

A determinációs koefficiens (R2) megadja, hogy az adott marker a fenotípusos variancia hány százalékét magyarázza

Hátránya: a marker és a QTL közti rekombináció esetén alulbecsli a kapcsoltságot

Nagy populáció méret csökkenti ezt a hatást

2011. október 13.

Mészáros Klára

Marker Chromosome or

linkage group

P value R2

E 2 <0.0001 91

F 2 0.0001 58

G 2 2 0.0230 26

H 2 2 0.5701 2

2011. október 13.

Mészáros Klára

• QTL azonosítás a teljes marker kapcsoltsági térképre kiterjedve

• markerek közötti intervallumok vizsgálata

• Valószínűségi becslések

LOD= lg(QTL csúcs jelenlétének valószínűsége/annak a valószínűsége, hogy nincs QTL hatás)

LOD küszöbérték:

- genom méret

- marker típus és sűrűség

- populáció típusa és méret


2011. október 13.

Mészáros Klára

Single intervall mapping (SIM): Két szomszédosmarker közötti intervallumot vizsgál az egészkromoszóma mentén.Kiküszöböli a rekombinációból származó torzítást.

Composit interval mappiung (CIM): egyesíti azintervallum térképezést a lineáris regresszióanalízissel és a szomszédos markerpárokat továbbimarkerekkel egészíti ki.


2011. október 13.

Mészáros Klára

Hasadó populációGenotípusos jellemzés

szülők

A BAAABBAB ABBABABB BBBAA

Fenotípusos jellemzés

*mst1011 ABAAABBBABBBABBBBBABBABBA

*mst1012 ABBAABAABBAABBBBBBABBBBBB

*mst102 AAABBBAABBABBBABBBBABBABB

*wg4642 ABBAABAABBAABBBBBBABBBABB

*bcd1752 ABBAAABBBA---ABBABBBABABAA

*wg541 AA-BBBA---ABBABBABBABABAABA

*v8h49 164.5 157.5 149.5 146.5 154 171 250

*uv16h49 43 128.5 138 159 163.5 143.5 49 51 38

*v16h49 40 57.5 60.5 60.5 69.5 38 44 63 38 62.5

*uv24h49 27 97.5 111.5 123.5 125 103.5 29.5 31.5

Adat mátrix


Adott tulajdonsággal kapcsolt marker

2011. október 13.

Mészáros Klára

2011. október 13.

Mészáros Klára

=============================================================

QTL-Map for peak 3:

Confidence Interval: Left Boundary= OPS31-Snf2 + 2.0

Right Boundary= Snf2-Hdamyb (off end)

INTERVAL LENGTH QTL-POS GENETICS WEIGHT

Snf2-Hdamyb 8.0 0.0 free 78.700

chi^2= 105.665 (1 D.F.) log-likelihood= 22.94

mean= 16.300 sigma^2= 102.058 variance-explained= 93.8%

=============================================================


2011. október 13.

Mészáros Klára

=============================================================

QTL-Map for peak 3:







=============================================================

-------------------------------| OPJ15-ABG366 28.0 cM

0.0 35.24 17.7% 1.585 |

2.0 38.40 21.2% 1.758 |

4.0 41.51 25.0% 1.941 |

6.0 44.33 28.8% 2.126 | *

8.0 46.56 32.0% 2.303 | **

10.0 48.44 34.9% 2.464 | **

12.0 49.63 36.7% 2.599 | ***

14.0 50.31 37.8% 2.704 | ***

16.0 50.48 38.2% 2.776 | ****

18.0 50.03 37.5% 2.815 | ****

20.0 49.35 36.5% 2.822 | ****

22.0 48.24 34.8% 2.800 | ****

24.0 46.68 32.5% 2.754 | ****

26.0 44.82 29.9% 2.688 | ***

28.0 42.79 27.1% 2.609 | ***

-------------------------------| ABG366-abg54 5.5 cM

0.0 42.79 27.1% 2.608 | ***

2.0 45.76 30.5% 2.667 | ***

4.0 44.87 29.1% 2.372 | **

-------------------------------| abg54-OPR195 7.9 cM

0.0 36.31 19.1% 1.753 |

2.0 37.80 20.9% 1.885 |

4.0 38.66 22.0% 1.992 |

cM Weight R2 LOD


2011. október 13.

Mészáros Klára

=============================================================

QTL-Map for peak 3:







=============================================================

-------------------------------| OPJ15-ABG366 28.0 cM

0.0 35.24 17.7% 1.585 |

2.0 38.40 21.2% 1.758 |

4.0 41.51 25.0% 1.941 |

6.0 44.33 28.8% 2.126 | *

8.0 46.56 32.0% 2.303 | **

10.0 48.44 34.9% 2.464 | **

12.0 49.63 36.7% 2.599 | ***

14.0 50.31 37.8% 2.704 | ***

16.0 50.48 38.2% 2.776 | ****

18.0 50.03 37.5% 2.815 | ****

20.0 49.35 36.5% 2.822 | ****

22.0 48.24 34.8% 2.800 | ****

24.0 46.68 32.5% 2.754 | ****

26.0 44.82 29.9% 2.688 | ***

28.0 42.79 27.1% 2.609 | ***

-------------------------------| ABG366-abg54 5.5 cM

0.0 42.79 27.1% 2.608 | ***

2.0 45.76 30.5% 2.667 | ***

4.0 44.87 29.1% 2.372 | **

-------------------------------| abg54-OPR195 7.9 cM

0.0 36.31 19.1% 1.753 |

2.0 37.80 20.9% 1.885 |

4.0 38.66 22.0% 1.992 |

cM Weight R2 LOD

0

10

20

30

40

50

60

70

80

HD16h uv HD16h vern HD24h uv HD24h vern

recombination distance (cM)

LO

D v

alues

2H 4H 5H


2011. október 13.

Mészáros Klára

Kalászolási idő, mint vizsgált tulajdonság

16h + hő ciklus

0

10

20

30

40

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

Xátl=77 nap

Kompolti Dic ktoo

Kalás zolás i idő

DH

von

ala

k s

zám

a

Populáció egyedei közti változékonyság

2011. október 13.

Mészáros Klára

ZCCTH

HvSnf2

Dicktoo x Kompolti korai DH

vonalakHvPhyA0

GCAT768

TCAT300

TCAT779

AGAT14216

HvPhyB21

CAB22

Bmac3024

AGAT31229

Bmag35332

Bmag173a33

Bmac31039

OPJ1540

TCAT45241

OPU16242

AGAT4659

ABG36662

abg5464

AGAT14865

GCGT16172

GCAT31279

AGAT40684

HvM6785

OPS03186

VRN-H2HvSnf2

92

AGGT65093

Hdamyb100

4H árpa kromoszómave

rnaliz

ála

tlan

ve

rnaliz

ált k

eze

lés

QTL elemzés

2011. október 13.

Mészáros Klára

Pozicionális klónozás

Alapja: a QTL hatás 1 cM-nál kisebb marker intervallumhoz köthető

Finomtérképezés, nagy populáció méret bevonásával

A génhez közeli rekombinációt hordozó egyedek azonosítása, fenotípusos jellemzése

A kromoszóma régióhoz köthető átfedő BAC klónok azonosítása, térképezése

A keresett gént tartalmazó BAC klón szekvenálása

A BAC klónon talált gén(ek) funkciójának tisztázása

Gén expresszió

transzformáció

2011. október 13.

Mészáros Klára

Pozicionális klónozás

A kalászos gabonafélék vernalizációs igényéért felelős

VRN-2 gén azonosításának menete

Yan et al., Science 303(2004):1640-1644

2011. október 13.

Mészáros Klára











2011. október 13.

Mészáros Klára

Széles genetikai bázisú fajtakör – asszociációs genetika

• Hagyományos két-szülős térképező populációk hátrányai:

– Előállításuk idő és munka igényes– Lókuszonként csak két allél hatásának vizsgálatára van

mód– A két szülő közti hasonlóság korlátozza az egyes

gének azonosítási lehetőségeit – Adott populációban azonosított QTL csúcshoz

szorosan kapcsolt marker nem polimorf a nemesítési anyagban

– Gén (allél) kölcsönhatások vizsgálata limitált

2011. október 13.

Mészáros Klára











2011. október 13.

Mészáros Klára


Ortológ lokusz: Különböző fajokban ugyanabból az ősi lokuszból származó hasonló szekvenciájú és funkciójú géneket hordozó lokusz.

Paralóg lokusz: Ősi lokusz duplikációjából származó lokusz.

Szinténia: Két különböző fajban a gének és markerek hasonló sorrendje.

Mikroszinténia: Szekvencia szintű szinténia. A homológ szekvenciájú gének hasonló sorrendje, szekvenciája és orientációja a genomban.

2011. október 13.

Mészáros Klára

Gu et al. 2004 Plant Phys

2011. október 13.

Mészáros Klára

Stein et al. TAG(2007)114:823

2011. október 13.

Mészáros Klára

Cockram et al. JEXB(2007)58:1231

2011. október 13.

Mészáros Klára











2011. október 13.

Mészáros Klára

A mutáció az örökítő anyag spontán, maradandó megváltozása,amelynek során új genetikai tulajdonság keletkezik. A Hugo DeVries által a múlt század elején bevezetett fogalmat ma szűkebbértelemben a génen belüli bázissorrend-változásravonatkoztatjuk, tágabb értelemben azonban mutációnaktekinthető a kromoszóma-szerkezetben, ill. a kromoszómákszámában bekövetkezett minden változás, ideértve a poliploidiátis.

Mutáció

http://hu.wikipedia.org/wiki/Genetika

http://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Hugo_De_Vries&action=edit&redlink=1





http://hu.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n

http://hu.wikipedia.org/wiki/Kromosz%C3%B3ma

http://hu.wikipedia.org/wiki/Poliploidia

2011. október 13.

Mészáros Klára

A génmutációk (pontmutációk) egy gén bázissorendjénekváltozását jelentik. Ennek hatása ritkán jelenik meg azonnal afenotípusban, csak ha domináns a mutáció.Bázis csere (tranzicio, transzverzió)Keret eltolódás (Frameshift)Hatásuk: same sence azonos aminósav

missense aminósav cserenonsense stop kodon kialakulása

Kromoszómamutáció: A kromoszóma egyes részei változnak meg.Ez lehet szerkezeti változás, például a kromoszómák törlődése(deléció), megfordulása (inverzió) kicserélődése (transzlokáció),megduplázódása (duplikáció). Másrészt lehet számbeli, melyenbelül megkülönböztetünk poliploidiát (kromoszómagarnitúra anormális egész számú többszöröse) és aneuploidiát (csak egykromoszómánál van eltérés).

Mutagenezis

• kémiai (EMS, ENU, DEB, HNO2, …)

• besugárzás (R, a-g, gyors neutron, UV)

• inszerció [T-DNS és/v. (retro)transzpozon]

• kimérikus (RNS-DNS) oligonukleotidok

• géncsendesítés (antiszensz, RNSi)

véletlen,

azonosítás??

letalitás

• mutáns populáció előállítása

• HTP mutáns azonosítás

• értékelés

Lépései

• (EMS) mutagenezis + genomika = HTP azonosítás

Szelekció a genotípus alapján (‘reverz’ genetika)

TILLING(Targeting Induced Local Lesions IN Genomes)

TILLING – mutáns populáció előállítása

Heteroduplex formációk

TILLING – a módszer

IR 700 IR 800

A mutációk kimutatása

IR 700 IR 800


LI-COR 4300 DNA Analyzer


TILLING

TILLING

IR 700 IR 800

TILLING

ECOTILLING

TILLING a természetben létező ökotípusokkal vagypopulációkkal

és

TILLING mesterségesen fenntartott genetikai forrásokkal,pl. fajta- és mutánsgyűjtemények, izogén vonalak (NIL),hasadó és térképezési populációk (BSA), fajtajelöltek, ...

ecoTILLING

allél(sorozatok) azonosítása (funkc. genomika, SNP)

többszörös mutánsok azonosítása

HTP szelekció (MAS, GAS, SAS …)

pedigrévizsgálat

rokonsági körök igazolása (kukorica)

(fejlődés)rendszertan

genetikai térképezés (génizolálás)

TILLING – alkalmazások

Ajánlott irodalom

2011. október 13.

Mészáros Klára

Dudits D., Heszky L.: Növényi biotechnológia és géntechnológiaHeszky L., Fésüs L., Hornok L.: Mezőgazdasági biotechnológiaB.C.Y. Collard1,4,∗, M.Z.Z. Jahufer2, J.B. Brouwer3 & E.C.K. Pang (2005) An introduction to markers, quantitative trait loci (QTL) mapping andmarker-assisted selection for crop improvement: The basic concepts.Euphytica 142: 169–196 DOI: 10.1007/s10681-005-1681-5

2011. október 13.

Mészáros Klára

Köszönöm a figyelmet!

meszarosk@mail. · pdf fileoligo pool assays (opa) –1,536 snp tesztelhet...

Documents